Зачем нужны транзисторы
Приветствую, друзья! Сейчас мы посмотрим, какие еще штуковины производители запихивают в электронную технику. Для начала отметим — технический прогресс заключается и в уменьшении размеров электронных компонентов. Это достаточно крупные элементы, на которых можно невооружённым взглядом прочесть маркировку.
Поиск данных по Вашему запросу:
Зачем нужны транзисторы
Схемы, справочники, даташиты:
Прайс-листы, цены:
Обсуждения, статьи, мануалы:
Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.
Содержание:
- Основы электроники для чайников: что такое транзистор и как он работает
- Что такое транзистор и для чего нужен транзистор.
Зачем нужен транзистор
- Как работает транзистор и где используется?
- Для чего нужны транзисторы, какие они бывают и как выглядят
Микросхемы КМОП - Биполярный транзистор
- Токоограничивающий резистор в базе транзистора
- Мосфет для мехмода
Зачем нужен транзисторПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: КАК ТРАНЗИСТОР УСИЛИВАЕТ — РадиолюбительTV 41
Основы электроники для чайников: что такое транзистор и как он работает
Транзистор transistor — полупроводниковый элемент с тремя выводами обычно , на один из которых коллектор подаётся сильный ток, а на другой база подаётся слабый управляющий ток.
Происходит это потому, что при определенных условиях, дырки имеющие электрон, теряют его принимая новый и так по кругу. Если к базе не прилагать электрический ток, то транзистор будет находиться в уравновешенном состоянии и не пропускать ток на эмиттер. В современных электронных чипах, количество транзисторов исчисляется миллиардами.
Используются они преимущественно для вычислений и состоят из сложных связей. Полупроводниковые материалы, преимущественно применяемые в транзисторах это: кремний , арсенид галлия и германий.
Также существуют транзисторы на углеродных нанотрубках , прозрачные для дисплеев LCD и полимерные наиболее перспективные. Ток может течь, как в сторону эмиттера , так и в сторону коллектора. Для управления потоком применяются определённые токи управления. Полевые транзисторы — распротранёные устройства в которых управление электрическим потоком происходит посредством электрического поля.
То есть когда образуется большее поле — больше электронов захватываются им и не могут передать заряды дальше.
То есть это своеобразный вентиль, который может менять количество передаваемого заряда если полевой транзистор с управляемым p — n — переходом. Комбинированные — транзисторы с совмещёнными резисторами, либо другими транзисторами в одном корпусе.
Служат для различных целей, но в основном для повышения коэффициента усиления по току. Био-транзисторы — основаны на биологических полимерах, которые можно использовать в медицине, биотехнике без вреда для живых организмов.
Проводились исследования на основе металлопротеинов, хлорофилла А полученного из шпината , вируса табачной мозаики. Одноэлектронные транзисторы — впервые были созданы российскими учёными в году.
Могли работать при комнатной температуре в отличии от предшественников. Принцип работы схож с полевым транзистором, но более тонкий. Передатчиком сигнала является один или несколько электронов. Данный транзистор также называют нано- и квантовый транзистор.
С помощью данной технологии, в будущем рассчитывают создавать транзисторы с размером меньше 10 нм , на основе графена.
Используются транзисторы в усилительных схемах , лампах , электродвигателях и других приборах где необходимо быстрое изменение силы тока или положение вкл выкл. Транзистор умеет ограничивать силу тока либо плавно , либо методом импульс — пауза. Второй чаще используется для ШИМ -управления. Используя мощный источник питания, он проводит его через себя, регулируя слабым током.
Если силы тока недостаточно для включения цепи транзистора, то используются несколько транзисторов с большей чувствительностью, соединённые каскадным способом. Мощные транзисторы соединённые в один или несколько корпусов, используются в полностью цифровых усилителях на основе ЦАП.
Часто им требуется дополнительное охлаждение. В большинстве схем, они работают в режиме ключа в режиме переключателя. Центральные процессоры , микроконтроллёры и SOC тоже состоят из миллионов и миллиардов транзисторов, соединённых в определённом порядке для специализированных вычислений.
Каждая группа транзисторов, определённым образом кодирует сигнал и передаёт его дальше на обработку. Все достижения микроэлектроники были бы практически невозможны без изобретения и использования транзисторов. Трудно представить хоть один электронный прибор без хотя бы одного транзистора.
Hi-Tech справочник. Главная Новости железа, софта, гаджетов Hardware новости Software новости Гаджеты, устройства, новинки смартфонов и кпк. Выбор комлектующих и устройств Hi-Tech справочник Обратная связь. Транзистор — полупроводниковый элемент, устройство.
Как транзистор работает, из чего состоит, для чего нужен? Подтипы: Био-транзисторы — основаны на биологических полимерах, которые можно использовать в медицине, биотехнике без вреда для живых организмов. Для чего используются транзисторы? Предыдущая запись Следующая запись. Войти Логин Пароль Запомнить. Войти без регистрации через:.
Другие Новости Британская армия планирует использовать геймеров, в качестве операторов военной техники Oculus Rift — что это? Hardware новости Software новости Гаджеты, устройства, новинки смартфонов и кпк.
Что такое транзистор и для чего нужен транзистор. Зачем нужен транзистор
Транзистор transistor — полупроводниковый элемент с тремя выводами обычно , на один из которых коллектор подаётся сильный ток, а на другой база подаётся слабый управляющий ток. То есть транзистор — это своеобразный клапан , который при определённой силе тока, резко уменьшает сопротивление и пускает ток дальше с коллектора на эмиттер. Происходит это потому, что при определенных условиях, дырки имеющие электрон, теряют его принимая новый и так по кругу. Если к базе не прилагать электрический ток, то транзистор будет находиться в уравновешенном состоянии и не пропускать ток на эмиттер. В современных электронных чипах, количество транзисторов исчисляется миллиардами. Используются они преимущественно для вычислений и состоят из сложных связей.
Транзистор — полупроводниковый элемент, устройство. Как транзистор работает, из чего состоит, для чего нужен? Транзистор (transistor).
Как работает транзистор и где используется?
Транзистор transistor — полупроводниковый элемент с тремя выводами обычно , на один из которых коллектор подаётся сильный ток, а на другой база подаётся слабый управляющий ток.
То есть транзистор — это своеобразный клапан, который при определённой силе тока, резко уменьшает сопротивление и пускает ток дальше с коллектора на эмиттер. Происходит это потому, что при определенных условиях, дырки имеющие электрон, теряют его принимая новый и так по кругу. Если к базе не прилагать электрический ток, то транзистор будет находиться в уравновешенном состоянии и не пропускать ток на эмиттер. В современных электронных чипах, количество транзисторов исчисляется миллиардами. Используются они преимущественно для вычислений и состоят из сложных связей. Полупроводниковые материалы, преимущественно применяемые в транзисторах это: кремний, арсенид галлия и германий. Также существуют транзисторы на углеродных нанотрубках, прозрачные для дисплеев LCD и полимерные наиболее перспективные. Ток может течь, как в сторону эмиттера, так и в сторону коллектора. Для управления потоком применяются определённые токи управления.
Для чего нужны транзисторы, какие они бывают и как выглядят
Приветствую вас дорогие друзья! Сегодня речь пойдет о биполярных транзисторах и информация будет полезна прежде всего новичкам.
Транзисторы бывают в основном двух видов: биполярные транзисторы и полевые транзисторы. Поэтому в этой статье мы рассмотрим исключительно биполярные транзисторы а о полевых транзисторах я расскажу в одной из следующих статей.
Электроника окружает нас всюду.
Микросхемы КМОП
Полевой транзистор с изолированным затвором — это транзистор, затвор которого электрически изолирован от проводящего канала полупроводника слоем диэлектрика. Благодаря этому, у транзистора очень высокое входное сопротивление у некоторых моделей оно достигает 10 17 Ом. Принцип работы этого типа полевого транзистора, как и полевого транзистора с управляющим PN-переходом , основан на влиянии внешнего электрического поля на проводимость прибора. МДП-транзисторы делятся на два типа — со встроенным каналом и с индуцированным каналом. В каждом из типов есть транзисторы с N—каналом и P-каналом.
Биполярный транзистор
В справочниках по полупроводниковым приборам обычно приводятся две цифры максимально допустимой мощности — с радиатором и без него.
Сопоставив эти цифры, можно сделать вывод, что транзисторы, некоторые микросхемы и выпрямительные диоды могут работать с полной отдачей только в том случае, если они установлены на радиаторы. Радиатор в несколько десятков раз увеличивает теплоизлучакмцую поверхность, не дает прибору перегреться и выйти из строя. Радиатор можно изготовить самому из листовой меди или дюралюминия. Некоторые из них — для транзисторов разной мощности — показаны на рисунке. Очень важно, чтобы поверхность радиатора а том месте, где к нему прилегает транзистор, была очень ровной, только при этом условии передача тепла от прибора к радиатору происходит при малом теплоаом сопротивлении. Площадь радиатора обычно указывается в инструкциях, прилагаемых к РК.
Полупроводниковые транзисторы делятся на биполярные и полевые. Отсюда напрашивается вывод, что биполярный транзистор условно .. стрелки эмиттера, — нужен маленький ток через эмиттер-база в направлении стрелки эмиттера. 2. .. Зачем армия взрывает мертвых старух?.
Токоограничивающий резистор в базе транзистора
Зачем нужны транзисторы
До сих пор мы изучали радиоэлектронные компоненты, которые имеют только два вывода, такие как резисторы , конденсаторы, аккумуляторы, светодиоды и переключатели и так далее. Транзисторы же имеют в своем составе три вывода. Транзисторы бывают разных типов, форм и размеров. По большей части, все они работают одинаково, лишь с небольшими отличиями в зависимости от типа.
Мосфет для мехмода
В этом цикле статей мы попытаемся просто и доходчиво рассказать о таких непростых компонентах, как транзисторы. Сегодня этот полупроводниковый элемент встречается почти на всех печатных платах, в любом электронном устройстве в сотовых телефонах, в радиоприёмниках, в компьютерах и другой электронике. Транзисторы являются основой для построения микросхем логики, памяти, микропроцессоров… Вот давайте и разберёмся, что это чудо из себя представляет, как работает и чем вызвана такая широта его применения.
Меня часто спрашивают, как управлять с помощью микроконтроллера мощными потребителями тока — лампами, питающимися от сети В, мощными тенами. В этой статье собран материал по работе электронных ключей — как они устроены, как работают, как их можно применить в радиолюбительской практике перевод [1].
Транзисторы используются для усиления, генерирования, коммутации и преобразования электрических сигналов. Полностью исключить их использование невозможно, так как альтернативных электронных элементов с такими же характеристиками, эффективностью и эргономичностью на данный момент нет. Зачем нужны транзисторы? Возможно ли полностью исключить их использование? Разместить заказ Вход Регистрация.
Дело в том, что полевой эффект, который лежит в основе МОП-структуры был открыт ещё в конце х годов прошлого века, но радиотехника тогда переживала бум вакуумных приборов радиоламп и эффекты, обнаруженные в кристаллических структурах, были признаны бесперспективными. Затем в е годы практически заново был открыт биполярный транзистор, а уже потом, когда дальнейшие исследования и усовершенствования биполярных транзисторов показали, что это направление ведёт в тупик, учёные вспомнили про полевой эффект.Транзистор — полупроводниковый элемент, устройство. Как транзистор работает, из чего состоит, для чего нужен?
Что такое транзистор?
Транзистор – полупроводниковый прибор, предназначенный для управления электрическим током.
Где применяются транзисторы? Да везде! Без транзисторов не обходится практически ни одна современная электрическая схема. Они повсеместно используются при производстве вычислительной техники, аудио- и видео-аппаратуры.
Времена, когда советские микросхемы были самыми большими в мире, прошли, и размер современных транзисторов очень мал. Так, самые маленькие из устройств имеют размер порядка нанометра!
Приставка нано- обозначает величину порядка десять в минус девятой степени.
Однако существуют и гигантские экземпляры, использующиеся преимущественно в областях энергетики и промышленности.
Транзисторы
Существуют разные типы транзисторов: биполярные и полярные, прямой и обратной проводимости. Тем не менее, в основе работы этих приборов лежит один и тот же принцип. Транзистор — прибор полупроводниковый. Как известно, в полупроводнике носителями заряда являются электроны или дырки.
Область с избытком электронов обозначается буквой n (negative), а область с дырочной проводимостью – p (positive).
Ищем базу, эмиттер и коллектор на транзисторе
Как сразу найти коллектор.
Чтобы сразу найти коллектор нужно выяснить, какой мощности перед вами транзистор, а они бывают средней мощности, маломощные и мощные.
Транзисторы средней мощности и мощные сильно греются, поэтому от них нужно отводить тепло.
Делается это с помощью специального радиатора охлаждения, а отвод тепла происходит через вывод коллектора, который в этих типах транзисторов расположен посередине и подсоединен напрямую к корпусу.
Получается такая схема передачи тепла: вывод коллектора – корпус – радиатор охлаждения.
Если коллектор определен, то определить другие выводы уже будет не сложно.
Бывают случаи, которые значительно упрощают поиск, это когда на устройстве уже есть нужные обозначения, как показано ниже.
Производим нужные замеры прямого и обратного сопротивления.
Однако все равно торчащие три ножки в транзисторе могу многих начинающих электронщиков ввести в ступор.
Как же тут найти базу, эмиттер и коллектор?
Без мультиметра или просто омметра тут не обойтись.
ПОПУЛЯРНОЕ У ЧИТАТЕЛЕЙ: Масляные выключатели: типы, устройство и принцип работы
Итак, приступаем к поиску. Сначала нам нужно найти базу.
Берем прибор и производим необходимые замеры сопротивления на ножках транзистора.
Берем плюсовой щуп и подсоединяем его к правому выводу. Поочередно минусовой щуп подводим к среднему, а затем к левому выводам.
Между правым и среднем у нас, к примеру, показало 1 (бесконечность), а между правым и левым 816 Ом.
Эти показания пока ничего нам не дают. Делаем замеры дальше.
Теперь сдвигаемся влево, плюсовой щуп подводим к среднему выводу, а минусовым последовательно касаемся к левому и правому выводам.
Опять средний – правый показывает бесконечность (1), а средний левый 807 Ом.
Это тоже нам ничего не говорить. Замеряем дальше.
Теперь сдвигаемся еще левее, плюсовой щуп подводим к крайнему левому выводу, а минусовой последовательно к правому и среднему.
Если в обоих случаях сопротивление будет показывать бесконечность (1), то это значит, что базой является левый вывод.
А вот где эмиттер и коллектор (средний и правый выводы) нужно будет еще найти.
Теперь нужно сделать замер прямого сопротивления. Для этого теперь делаем все наоборот, минусовой щуп к базе (левый вывод), а плюсовой поочередно подсоединяем к правому и среднему выводам.
Запомните один важный момент, сопротивление p-n перехода база – эмиттер всегда больше, чем p-n перехода база – коллектор.
В результате замеров было выяснено, что сопротивление база (левый вывод) – правый вывод равно 816 Ом, а сопротивление база – средний вывод 807 Ом.
Значит правый вывод — это эмиттер, а средний вывод – это коллектор.
Итак, поиск базы, эмиттера и коллектора завершен.
Как работает транзистор?
Чтобы все было предельно ясно, рассмотрим работу биполярного транзистора (самый популярный вид).
Биполярный транзистор (далее – просто транзистор) представляет собой кристалл полупроводника (чаще всего используется кремний или германий), разделенный на три зоны с разной электропроводностью.
Зоны называются соответственно коллектором, базой и эмиттером. Устройство транзистора и его схематическое изображение показаны на рисунке ни же
Биполярный транзистор
Разделяют транзисторы прямой и обратной проводимости. Транзисторы p-n-p называются транзисторами с прямой проводимостью, а транзисторы n-p-n – с обратной.
Транзисторы
Теперь о том, какие есть два режима работы транзисторов. Сама работа транзистора похожа на работу водопроводного крана или вентиля. Только вместо воды – электрический ток. Возможны два состояния транзистора – рабочее (транзистор открыт) и состояние покоя (транзистор закрыт).
Что это значит? Когда транзистор закрыт, через него не течет ток. В открытом состоянии, когда на базу подается малый управляющий ток, транзистор открывается, и большой ток начинает течь через эмиттер-коллектор.
Полевой транзистор
В этом полупроводниковом приборе управление рабочим током осуществляется не током во входной (базовой) цепи, как в биполярном транзисторе, а воздействием на носители тока электрического поля.
Отсюда и название «полевой». Схематическое устройство и конструкция полевого транзистора с р — n переходом показаны на (рис. 6). Основой такого транзистора служит пластина кремния с электропроводностью типа n, в которой имеется тонкая область с электропроводностью типа р. Пластину прибора называют затвором, а область типа р в ней — каналом. С одной стороны канал заканчивается истоком, с другой стоком — тоже областью типа р, но с повышенной концентрацией дырок. Между затвором и каналом создается р — n переход. От затвора, истока и стока сделаны контактные выводы. Если к истоку подключить положительный, а к стоку — отрицательный полюсы батареи питания (на рис. 6 — батарея GB), то в канале появится ток, создающийся движением дырок от истока к стоку. Этот ток, называемый током стока Iс, зависит не только от напряжения этой батареи, но и от напряжения, действующего между источником и затвором (на рис. 6 — элемент G).
И вот почему. Когда на затворе относительно истока действует положительное закрывающее напряжение, обедненная область р — n перехода расширяется (на рис.
6 показано штриховыми линиями). От этого канал сужается, его сопротивление увеличивается, из — за чего ток стока уменьшается. С уменьшением положительного напряжения на затворе обедненная область р — n перехода, наоборот, сужается, канал расширяется, и ток снова увеличивается. Если на затвор вместе с положительным напряжением смещения подавать низкочастотный или высокочастотный сигнал, в цепи стока возникнет пульсирующий ток, а на нагрузке, включенной в эту цепь, — напряжение усиленного сигнала. Так, в упрощенном виде устроены и работают полевые транзисторы с каналом типа р, например — КП102, КП103 (буквы К и П означают «кремниевый полевой»). Принципиально так же устроен и работает полевой транзистор с каналом типа n. Затвор транзистора такой структуры обладает дырочной электропроводностью, поэтому на него относительно истока должно подаваться отрицательное напряжение смещения, а на сток (тоже относительно истока) — положительное напряжение источника питания. На условном графическом изображении полевого транзистора с каналом типа n стрелка на линии затвора направлена в сторону истока, а не от истока, как в обозначении транзистора с каналом типа р.
Полевой транзистор — тоже трехэлектродный прибор. Поэтому его, как и биполярный транзистор, включать в усилительный каскад можно тремя способами: по схеме общего стока (ОС), по схеме общего истока (ОИ) и по схеме общего затвора (ОЗ). В радиолюбительской практике применяют в основном только первые два способа включения, позволяющие с наибольшей эффективностью использовать полевые транзисторы.
Усилительный каскад на полевом транзисторе обладает очень большим, исчисляемым мегаомами, входным сопротивлением.
Это позволяет подавать на его вход высокочастотные и низкочастотные сигналы от источников с большим внутренним сопротивлением, например от пьезокерамическрго звукоснимателя, не опасаясь искажения или ухудшения усиления входного сигнала.
В этом главное преимущество полевых транзисторов по сравнению с биполярными. Усилительные свойства полевого транзистора характеризуют крутизной характеристики S — отношением изменения тока стока к изменению напряжения на затворе при коротком замыкании по переменному току на выходе транзистора, включенного по схеме ОИ.
Численное значение параметра S выражают в миллиамперах на вольт; для различных транзисторов оно может составлять от 0,1 — 0,2 до 10 — 15 мА/В и больше. Чем больше крутизна, тем большее усиление сигнала может дать транзистор.
Рис. 6 Конструкция и графическое изображение полевого транзистора с каналом типа (p).
Другой параметр полевого транзистора — напряжение отсечки Uзи.отс. — Это обратное напряжение на р — n переходе затвор — канал, при котором ток через этот переход уменьшается до нуля. У различных транзисторов напряжение отсечки может составлять от 0,5 до 10 В. О полевых транзисторах и их уникальных свойствах можно говорить еще много, я попытался рассказать о наиболее существенных.
Физические процессы в транзисторе
А теперь подробнее о том, почему все происходит именно так, то есть почему транзистор открывается и закрывается. Возьмем биполярный транзистор. Пусть это будет n-p-n транзистор.
Если подключить источник питания между коллектором и эмиттером, электроны коллектора начнут притягиваться к плюсу, однако тока между коллектором и эмиттером не будет.
Этому мешает прослойка базы и сам слой эмиттера.
Транзистор закрыт
Если же подключить дополнительный источник между базой и эмиттером, электроны из n области эмиттера начнут проникать в область баз. В результате область базы обогатиться свободными электронами, часть из которых рекомбинирует с дырками, часть потечет к плюсу базы, а часть (большая часть) направится к коллектору.
Таким образом, транзистор получается открыт, и в нем течет ток эмиттер коллектор. Если напряжение на базе увеличить, увеличится и ток коллектор эмиттер. Причем, при малом изменении управляющего напряжения наблюдается значительный рост тока через коллектор-эмиттер. Именно на этом эффекте и основана работа транзисторов в усилителях.
Транзистор открыт
Вот вкратце и вся суть работы транзисторов. Нужно рассчитать усилитель мощности на биполярных транзисторах за одну ночь, или выполнить лабораторную работу по исследованию работы транзистора? Это не проблема даже для новичка, если воспользоваться помощью специалистов нашего студенческого сервиса.
Не стесняйтесь обращаться за профессиональной помощью в таких важных вопросах, как учеба! А теперь, когда у вас уже есть представление о транзисторах, предлагаем расслабиться и посмотреть клип группы Korn “Twisted transistor”! Например, вы решили купить отчет по практике, обращайтесь в Заочник.
Маркировка SMD транзисторов.
| «15» на корпусе SOT-23 | MMBT3960(Datasheet «Motorola») |
| «1A» на корпусе SOT-23 | BC846A(Datasheet «Taitron») |
| «1B» на корпусе SOT-23 | BC846B(Datasheet «Taitron») |
| «1C» на корпусе SOT-23 | MMBTA20LT(Datasheet «Motorola») |
| «1D» на корпусе SOT-23 | BC846(Datasheet «NXP») |
| «1E» на корпусе SOT-23 | BC847A(Datasheet «Taitron») |
| «1F» на корпусе SOT-23 | BC847B(Datasheet «Taitron») |
| «1G» на корпусе SOT-23 | BC847C(Datasheet «Taitron») |
| «1H» на корпусе SOT-23 | BC847(Datasheet «NXP») |
| «1N» на корпусе SOT-416 | BC847T(Datasheet «NXP») |
| «1J» на корпусе SOT-23 | BC848A(Datasheet «Taitron») |
| «1K» на корпусе SOT-23 | BC848B(Datasheet «Taitron») |
| «1L» на корпусе SOT-23 | BC848C(Datasheet «Taitron») |
| «1M» на корпусе SOT-416 | BC846T(Datasheet «NXP») |
| «1M» на корпусе SOT-323 | BC848W(Datasheet «NXP») |
| «1M» на корпусе SOT-23 | MMBTA13(Datasheet «Motorola») |
| «1N» на корпусе SOT-23 | MMBTA414(Datasheet «Motorola») |
| «1V» на корпусе SOT-23 | MMBT6427(Datasheet «Motorola») |
| «1P» на корпусе SOT-23 | FMMT2222A,KST2222A,MMBT2222A. |
| «1T» на корпусе SOT-23 | MMBT3960A(Datasheet «Motorola») |
| «1Y» на корпусе SOT-23 | MMBT3903(Datasheet «Samsung») |
| «2A» на корпусе SOT-23 | FMMBT3906,KST3906,MMBT3906 |
| «2B» на корпусе SOT-23 | BC849B(Datasheet «G.S.») |
| «2C» на корпусе SOT-23 | BC849C(Datasheet «G.S.») |
| «2E» на корпусе SOT-23 | FMMTA93,KST93 |
| «2F» на корпусе SOT-23 | FMMT2907A,KST2907A,MMBT2907AT |
| «2G» на корпусе SOT-23 | FMMTA56,KST56 |
| «2H» на корпусе SOT-23 | MMBTA55(Datasheet «Taitron») |
| «2J» на корпусе SOT-23 | MMBT3640(Datasheet «Fairchild») |
| «2K» на корпусе SOT-23 | FMMT4402(Datasheet «Zetex») |
| «2M» на корпусе SOT-23 | MMBT404(Datasheet «Motorola») |
| «2N» на корпусе SOT-23 | MMBT404A(Datasheet «Motorola») |
| «2T» на корпусе SOT-23 | KST4403,MMBT4403 |
| «2V» на корпусе SOT-23 | MMBTA64(Datasheet «Motorola») |
| «2U» на корпусе SOT-23 | MMBTA63(Datasheet «Motorola») |
| «2X» на корпусе SOT-23 | MMBT4401,KST4401 |
| «3A» на корпусе SOT-23 | MMBTh34(Datasheet «Motorola») |
| «3B» на корпусе SOT-23 | MMBT918(Datasheet «Motorola») |
| «3D» на корпусе SOT-23 | MMBTH81(Datasheet «Motorola») |
| «3E» на корпусе SOT-23 | MMBTh20(Datasheet «Motorola») |
| «3F» на корпусе SOT-23 | MMBT6543(Datasheet «Motorola») |
| «3J-» на корпусе SOT-143B | BCV62A(Datasheet «NXP») |
| «3K-» на корпусе SOT-23 | BC858B(Datasheet «NXP») |
| «3L-» на корпусе SOT-143B | BCV62C(Datasheet «NXP») |
| «3S» на корпусе SOT-23 | MMBT5551(Datasheet «Fairchild») |
| «4As» на корпусе SOT-23 | BC859A(Datasheet «Siemens») |
| «4Bs» на корпусе SOT-23 | BC859B(Datasheet «Siemens») |
| «4Cs» на корпусе SOT-23 | BC859C(Datasheet «Siemens») |
| «4J» на корпусе SOT-23 | FMMT38A(Datasheet «Zetex S. ») |
| «449» на корпусе SOT-23 | FMMT449(Datasheet «Diodes Inc.») |
| «489» на корпусе SOT-23 | FMMT489(Datasheet «Diodes Inc.») |
| «491» на корпусе SOT-23 | FMMT491(Datasheet «Diodes Inc.») |
| «493» на корпусе SOT-23 | FMMT493(Datasheet «Diodes Inc.») |
| «5A» на корпусе SOT-23 | BC807-16(Datasheet «General Sem.») |
| «5B» на корпусе SOT-23 | BC807-25(Datasheet «General Sem.») |
| «5C» на корпусе SOT-23 | BC807-40(Datasheet «General Sem.») |
| «5E» на корпусе SOT-23 | BC808-16(Datasheet «General Sem.») |
| «5F» на корпусе SOT-23 | BC808-25(Datasheet «General Sem.») |
| «5G» на корпусе SOT-23 | BC808-40(Datasheet «General Sem.») |
| «5J» на корпусе SOT-23 | FMMT38B(Datasheet «Zetex S.») |
| «549» на корпусе SOT-23 | FMMT549(Datasheet «Fairchild») |
| «589» на корпусе SOT-23 | FMMT589(Datasheet «Fairchild») |
| «591» на корпусе SOT-23 | FMMT591(Datasheet «Fairchild») |
| «593» на корпусе SOT-23 | FMMT593(Datasheet «Fairchild») |
| «6A-«,»6Ap»,»6At» на корпусе SOT-23 | BC817-16(Datasheet «NXP») |
| «6B-«,»6Bp»,»6Bt» на корпусе SOT-23 | BC817-25(Datasheet «NXP») |
| «6C-«,»6Cp»,»6Ct» на корпусе SOT-23 | BC817-40(Datasheet «NXP») |
| «6E-«,»6Et»,»6Et» на корпусе SOT-23 | BC818-16(Datasheet «NXP») |
| «6F-«,»6Ft»,»6Ft» на корпусе SOT-23 | BC818-25(Datasheet «NXP») |
| «6G-«,»6Gt»,»6Gt» на корпусе SOT-23 | BC818-40(Datasheet «NXP») |
| «7J» на корпусе SOT-23 | FMMT38C(Datasheet «Zetex S. ») |
| «9EA» на корпусе SOT-23 | BC860A(Datasheet «Fairchild») |
| «9EB» на корпусе SOT-23 | BC860B(Datasheet «Fairchild») |
| «9EC» на корпусе SOT-23 | BC860C(Datasheet «Fairchild») |
| «AA» на корпусе SOT-523F | 2N7002T(Datasheet «Fairchild») |
| «AA» на корпусе SOT-23 | BCW60A(Datasheet «Diotec Sem.») |
| «AB» на корпусе SOT-23 | BCW60B(Datasheet «Diotec Sem.») |
| «AC» на корпусе SOT-23 | BCW60C(Datasheet «Diotec Sem.») |
| «AD» на корпусе SOT-23 | BCW60D(Datasheet «Diotec Sem.») |
| «AE» на корпусе SOT-89 | BCX52(Datasheet «NXP») |
| «AG» на корпусе SOT-23 | BCX70G(Datasheet «Central Sem.Corp.») |
| «AH» на корпусе SOT-23 | BCX70H(Datasheet «Central Sem.Corp.») |
| «AJ» на корпусе SOT-23 | BCX70J(Datasheet «Central Sem.Corp.») |
| «AK» на корпусе SOT-23 | BCX70K(Datasheet «Central Sem. Corp.») |
| «AL» на корпусе SOT-89 | BCX53-16(Datasheet «Zetex») |
| «AM» на корпусе SOT-89 | BCX52-16(Datasheet «Zetex») |
| «AS1» на корпусе SOT-89 | BST50(Datasheet «Philips») |
| «B2» на корпусе SOT-23 | BSV52(Datasheet «Diotec Sem.») |
| «BA» на корпусе SOT-23 | BCW61A(Datasheet «Fairchild») |
| «BA» на корпусе SOT-23 | 2SA1015LT1(Datasheet «Tip») |
| «BA» на корпусе SOT-23 | 2SA1015(Datasheet «BL Galaxy El.») |
| «BB» на корпусе SOT-23 | BCW61B(Datasheet «Fairchild») |
| «BC» на корпусе SOT-23 | BCW61C(Datasheet «Fairchild») |
| «BD» на корпусе SOT-23 | BCW61D(Datasheet «Fairchild») |
| «BE» на корпусе SOT-89 | BCX55(Datasheet » BL Galaxy El.») |
| «BG» на корпусе SOT-89 | BCX55-10(Datasheet » BL Galaxy El.») |
| «BH» на корпусе SOT-89 | BCX56(Datasheet » BL Galaxy El. ») |
| «BJ» на корпусе SOT-23 | BCX71J(Datasheet «Diotec Sem.») |
| «BK» на корпусе SOT-23 | BCX71K(Datasheet «Diotec Sem.») |
| «BH» на корпусе SOT-23 | BCX71H(Datasheet «Diotec Sem.») |
| «BG» на корпусе SOT-23 | BCX71G(Datasheet «Diotec Sem.») |
| «BR2» на корпусе SOT-89 | BSR31(Datasheet «Zetex») |
| «C1» на корпусе SOT-23 | BCW29(Datasheet «Diotec Sem.») |
| «C2» на корпусе SOT-23 | BCW30(Datasheet «Diotec Sem.») |
| «C5» на корпусе SOT-23 | MMBA811C5(Datasheet «Samsung Sem.») |
| «C6» на корпусе SOT-23 | MMBA811C6(Datasheet «Samsung Sem.») |
| «C7» на корпусе SOT-23 | BCF29(Datasheet «Diotec Sem.») |
| «C8» на корпусе SOT-23 | BCF30(Datasheet «Diotec Sem.») |
| «CEs» на корпусе SOT-23 | BSS79B(Datasheet «Siemens») |
| «CEC» на корпусе SOT-89 | BC869(Datasheet «Philips») |
| «CFs» на корпусе SOT-23 | BSS79C(Datasheet «Siemens») |
| «CHs» на корпусе SOT-23 | BSS80B(Datasheet «Infenion») |
| «CJs» на корпусе SOT-23 | BSS80C(Datasheet «Infenion») |
| «CMs» на корпусе SOT-23 | BSS82C(Datasheet «Infenion») |
| «CLs» на корпусе SOT-23 | BSS82B(Datasheet «Infenion») |
| «D1» на корпусе SOT-23 | BCW31(Datasheet «KEC») |
| «D2» на корпусе SOT-23 | BCW32(Datasheet «KEC») |
| «D3» на корпусе SOT-23 | BCW33(Datasheet «KEC») |
| D6″ на корпусе SOT-23 | MMBC1622D6(Datasheet «Samsung Sem. ») |
| «D7t»,»D7p» на корпусе SOT-23 | BCF32(Datasheet «NXP Sem.») |
| «D7» на корпусе SOT-23 | BCF32(Datasheet «Diotec Sem.») |
| «D8» на корпусе SOT-23 | BCF33(Datasheet «Diotec Sem.») |
| «DA» на корпусе SOT-23 | BCW67A(Datasheet «Central Sem. Corp.») |
| «DB» на корпусе SOT-23 | BCW67B(Datasheet «Central Sem. Corp.») |
| «DC» на корпусе SOT-23 | BCW67C(Datasheet «Central Sem. Corp.») |
| «DF» на корпусе SOT-23 | BCW67F(Datasheet «Central Sem. Corp.») |
| «DG» на корпусе SOT-23 | BCW67G(Datasheet «Central Sem. Corp.») |
| «DH» на корпусе SOT-23 | BCW67H(Datasheet «Central Sem. Corp.») |
| «E2p» на корпусе SOT-23 | BFS17A(Datasheet «Philips») |
| «EA» на корпусе SOT-23 | BCW65A(Datasheet «Central Sem. Corp.») |
| «EB» на корпусе SOT-23 | BCW65B(Datasheet «Central Sem. Corp.») |
| «EC» на корпусе SOT-23 | BCW65C(Datasheet «Central Sem. Corp.») |
| «EF» на корпусе SOT-23 | BCW65F(Datasheet «Central Sem. Corp.») |
| «EG» на корпусе SOT-23 | BCW65G(Datasheet «Central Sem. Corp.») |
| «EH» на корпусе SOT-23 | BCW65H(Datasheet «Central Sem. Corp.») |
| «F1» на корпусе SOT-23 | MMBC1009F1(Datasheet «Samsung Sem.») |
| «F3» на корпусе SOT-23 | MMBC1009F3(Datasheet «Samsung Sem.») |
| «FA» на корпусе SOT-89 | BFQ17(Datasheet «Philips») |
| «FDp»,»FDt»,»FDW» на корпусе SOT-23 | BCV26(Datasheet «Philips(NXP)») |
| «FEp»,»FEt»,»FEW» на корпусе SOT-23 | BCV46(Datasheet «Philips(NXP)») |
| «FFp»,»FFt»,»FFW» на корпусе SOT-23 | BCV27(Datasheet «Philips(NXP)») |
| «FGp»,»FGt»,»FGW» на корпусе SOT-23 | BCV47(Datasheet «Philips(NXP)») |
| «GFs» на корпусе SOT-23 | BFR92P(Datasheet «Infenion») |
| «h2p»,»h2t»,»h2W» на корпусе SOT-23 | BCV69(Datasheet «Philips(NXP)») |
| «h3p»,»h3t»,»h3W» на корпусе SOT-23 | BCV70(Datasheet «Philips(NXP)») |
| «h4p»,»h4t» на корпусе SOT-23 | BCV89(Datasheet «Philips(NXP)») |
| «H7p» на корпусе SOT-23 | BCF70 |
| «K1» на корпусе SOT-23 | BCW71(Datasheet «Samsung Sem. ») |
| «K2» на корпусе SOT-23 | BCW72(Datasheet «Samsung Sem.») |
| «K3p» на корпусе SOT-23 | BCW81(Datasheet «Philips(NXP)») |
| «K1p»,»K1t» на корпусе SOT-23 | BCW71(Datasheet «Philips(NXP)») |
| «K2p»,»K2t» на корпусе SOT-23 | BCW72(Datasheet «Philips(NXP)») |
| «K7p»,»K7t» на корпусе SOT-23 | BCV71(Datasheet «Philips(NXP)») |
| «K8p»,»K8t» на корпусе SOT-23 | BCV72(Datasheet «Philips(NXP)») |
| «K9p» на корпусе SOT-23 | BCF81(Datasheet » Guangdong Kexin Ind.Co.Ltd») |
| «L1» на корпусе SOT-23 | BSS65 |
| «L2» на корпусе SOT-23 | BSS69(Datasheet «Zetex Sem.») |
| «L3» на корпусе SOT-23 | BSS70(Datasheet «Zetex Sem.») |
| «L4» на корпусе SOT-23 | 2SC1623L4(Datasheet «BL Galaxy El.») |
| «L5» на корпусе SOT-23 | BSS65R |
| «L6» на корпусе SOT-23 | BSS69R(Datasheet «Zetex Sem. ») |
| «L7» на корпусе SOT-23 | BSS70R(Datasheet «Zetex Sem.») |
| «M3» на корпусе SOT-23 | MMBA812M3(Datasheet «Samsung Sem.») |
| «M4» на корпусе SOT-23 | MMBA812M4(Datasheet «Samsung Sem.») |
| «M5» на корпусе SOT-23 | MMBA812M5(Datasheet «Samsung Sem.») |
| «M6» на корпусе SOT-23 | MMBA812M6(Datasheet «Samsung Sem.») |
| «M6P» на корпусе SOT-23 | BSR58(Datasheet «Philips(NXP)») |
| «M7» на корпусе SOT-23 | MMBA812M7(Datasheet «Samsung Sem.») |
| «P1» на корпусе SOT-23 | BFR92(Datasheet «Vishay Telefunken») |
| «P2» на корпусе SOT-23 | BFR92A(Datasheet «Vishay Telefunken») |
| «P4» на корпусе SOT-23 | BFR92R(Datasheet «Vishay Telefunken») |
| «P5» на корпусе SOT-23 | FMMT2369A(Datasheet «Zetex Sem.») |
| «Q2» на корпусе SOT-23 | MMBC1321Q2(Datasheet «Motorola Sc. ») |
| «Q3» на корпусе SOT-23 | MMBC1321Q3(Datasheet «Motorola Sc.») |
| «Q4» на корпусе SOT-23 | MMBC1321Q4(Datasheet «Motorola Sc.») |
| «Q5» на корпусе SOT-23 | MMBC1321Q5(Datasheet «Motorola Sc.») |
| «R1p» на корпусе SOT-23 | BFR93(Datasheet «Philips(NXP)») |
| «R2p» на корпусе SOT-23 | BFR93A(Datasheet «Philips(NXP)») |
| «s1A» на корпусах SOT-23,SOT-363,SC-74 | SMBT3904(Datasheet «Infineon») |
| «s1D» на корпусе SOT-23 | SMBTA42(Datasheet «Infineon») |
| «S2» на корпусе SOT-23 | MMBA813S2(Datasheet «Motorola Sc.») |
| «s2A» на корпусе SOT-23 | SMBT3906(Datasheet «Infineon») |
| «s2D» на корпусе SOT-23 | SMBTA92(Datasheet «Siemens Sem.») |
| «s2F» на корпусе SOT-23 | SMBT2907A(Datasheet «Infineon») |
| «S3» на корпусе SOT-23 | MMBA813S3(Datasheet «Motorola Sc. ») |
| «S4» на корпусе SOT-23 | MMBA813S4(Datasheet «Motorola Sc.») |
| «T1″на корпусе SOT-23 | BCX17(Datasheet «Philips(NXP)») |
| «T2″на корпусе SOT-23 | BCX18(Datasheet «Philips(NXP)») |
| «T7″на корпусе SOT-23 | BSR15(Datasheet «Diotec Sem.») |
| «T8″на корпусе SOT-23 | BSR16(Datasheet «Diotec Sem.») |
| «U1p»,»U1t»,»U1W»на корпусе SOT-23 | BCX19(Datasheet «Philips(NXP)») |
| «U2″на корпусе SOT-23 | BCX20(Datasheet «Diotec Sem.») |
| «U7p»,»U7t»,»U7W»на корпусе SOT-23 | BSR13(Datasheet «Philips(NXP)») |
| «U8p»,»U8t»,»U8W»на корпусе SOT-23 | BSR14(Datasheet «Philips(NXP)») |
| «U92» на корпусе SOT-23 | BSR17A(Datasheet «Philips») |
| «Z2V» на корпусе SOT-23 | FMMTA64(Datasheet «Zetex Sem.») |
| «ZD» на корпусе SOT-23 | MMBT4125(Datasheet «Samsung Sem.») |
На главную страницу В начало
Использование каких — либо материалов этой страницы, допускается при наличии ссылки на сайт «Электрика это просто».
Важные параметры биполярных транзисторов.
1. Коэффициент передачи тока(коэффициент усиления) — от 1 до 1000 при постоянном токе. С увеличением частоты постепенно снижается. 2. Максимальное напряжение между коллектором и эмиттером(при разомкнутой базе) У специальных высоковольтных транзисторов, достигает десятков тысяч вольт. 3.Предельная частота, до которой коэффициент передачи тока выше 1. До 100000 гц. у низкочастотных транзисторов, свыше 100000 гц. — у высокочастотных. 4.Напряжение насыщения эмиттер-коллектор — величина падения напряжения между этими электродами у полностью открытого транзистора.
Рейтинг
( 2 оценки, среднее 4.5 из 5 )
Транзистор. Как работает транзистор и для чего он нужен? Виды транзисторов и принцип работы для чайников
В свое время за открытие транзистора его создатели удостоились Нобелевской премии. Этот маленький прибор изменил человечество навсегда: начиная с простых радиоприемников и заканчивая процессорами, в которых их число достигает нескольких миллиардов.
Между тем, чтобы узнать, как он работает, не нужно быть золотым медалистом или лауреатом «нобелевки».
Содержание статьи
- 1 Что такое транзистор
- 2 Принцип действия
- 3 Биполярный транзистор
- 4 Полевой транзистор
- 5 Основные характеристики
- 6 Типы подключений
- 7 Виды транзисторов
Что такое транзистор
Транзистор – это прибор, изготовленный из полупроводниковых материалов. Выглядит как маленькая металлическая пластинка с тремя контактами. Назначений у него два: усиливать поступающий сигнал и участвовать в управлении компонентами электроприборов.
Принцип действия
Полупроводники занимают промежуточное состояние между проводниками и диэлектриками. В обычном состоянии они не проводят электрический ток, но их сопротивление падает с ростом температуры. Чем она выше, тем больше энергии, которую получает вещество.
В атомах полупроводника электроны отрываются от «родительского» атома и улетают к другому, чтобы заполнить там «дырку», которую оставил такой же электрон.
Получается, что внутри такого материала одновременно происходят два процесса: полет электронов (n-проводимость, от слова negative – отрицательный), и образование «дырок» (p-проводимость от слова positive – положительный). В обычном куске кремния эти процессы уравновешены: количество дырок равно количеству свободных электронов.
Однако с помощью специальных веществ можно нарушить это равновесие, добавив «лишние» электроны (вещества – доноры) или «лишние» «дырки» (вещества акцепторы). Таким образом можно получить кристалл полупроводника с преобладающей n-проводимостью, либо p-проводимостью.
Если два таких материала приложить друг к другу, то в месте их соприкосновения образуется так называемый p-n переход. Дырки и электроны проходят через него, насыщая соседа. То есть там, где был избыток дырок, идет их заполнение электронами и наоборот.
В какой-то момент в месте соприкосновения не останется свободных носителей заряда и наступит равновесие. Это своего рода барьер, который невозможно преодолеть, этакая пустыня.
Этот слой принято называть обедненным слоем.
Теперь, если приложить к такому материалу напряжение, то оно поведет себя интересным образом: при прямой его направленности обедненный слой истончится и через него пойдет электроток, а при обратном – наоборот, расширится.
Как говорится, если для чайников, то p-n переход обладает способностью пропускать ток только в одном направлении. Это своего рода «обратный клапан» для электрической сети. На этом их свойстве основана работа всех полупроводниковых приборов.
Существует две основные разновидности транзисторов: полевые (иногда их называют униполярными) и биполярными. Различаются они по устройству и принципу действия.
Биполярный транзистор
Биполярный транзистор обладает двумя переходами: p-n-p или n-p-n. Принципиальное различие между ними – направление течения тока.
Коллектор и эмиттер, обладающие одинаковой проводимостью (в n-p-n транзисторе n-проводимостью), разделены базой, которая обладает p-проводимостью.
Если даже эмиттер подключен к источнику питания, ему не пробиться напрямую в коллектор. Для этого необходимо подать ток на базу.
В таком случае электроны из эмиттера заполняют «дырки» последней. Но так как база слабо легирована, то и дырок в ней мало. Поэтому большая часть электронов переходит в коллектор и они начинают свое движение по цепи. Ток коллектора практически равен току эмиттера, ведь на базу приходится очень маленькое его значение.
Чтобы нагляднее себе это представить, можно воспользоваться аналогией с водопроводной трубой. Для управления количеством воды нужен вентиль (транзистор). Если приложить к нему небольшое усилие, он увеличит свое проходное сечение трубы и через него начнет проходить больше воды.
Полевой транзистор
Если в биполярном транзисторе управление происходило с помощью тока, то в полевом – с помощью напряжения. Состоит он из пластинки полупроводника, которую называют каналом. С одной стороны к ней подключен исток – через него в канал входят носители электрического тока, а с другой сток – через него они покидают канал.
Сам канал как бы «зажат» между затвором, который обладает обратной проводимостью, то есть если канал имеет n-проводимость, то затвор – p-проводимость. Затвор электрически отделен от канала. Изменяя напряжение на затворе, можно регулировать зону p-n перехода. Чем она больше, тем меньше электрической энергии проходит через канал. Существует значение напряжения, при котором затвор полностью перекроет канал и ток между истоком и стоком прекратится.
Наиболее наглядная иллюстрация в этом случае – садовый шланг, который проходит через камеру небольшого колеса. В таком случае, даже когда в него подается небольшое давление воздуха (напряжение затвор-исток), оно значительно увеличивается в размерах и начинает пережимать шланг, перекрывается просвет шланга и прекращается подача воды (увеличивается зона p-n перехода и через канал перестает идти электроток).
Описанный выше тип полупроводникового прибора является классическим и называется транзистором с управляющим p-n переходом.
Часто можно встретить аббревиатуру JFET – Junction FET, что просто перевод русского названия на английский.Другой тип полевого триода имеет небольшое различие в конструкции затвора. На слое кремния с помощью окисления образуется слой диэлектрика оксида кремния. Уже на него методом напыления металла наносят затвор. Получаются чередующиеся слои Металл -Диэлектрик – Полупроводник или МДП-затвор.
Такой полевой транзистор с изолированным затвором обозначается латинскими буквами MOSFET.
Существует два вида МДП-затвора:
- МДП-затвор с индуцированным (или инверсным) каналом в обычном состоянии закрыт, то есть при отсутствии напряжения на затворе электроток через канал не проходит. Для того, чтобы открыть его, к затвору необходимо приложить напряжение.
- МДП-затвор со встроенным (или собственным) каналом в обычном состоянии открыт, то есть при отсутствии напряжения на затворе электроток через канал проходит. Для того, чтобы закрыть его, к затвору необходимо приложить напряжение.
Основные характеристики
Основная особенностью всех видов транзисторов является способность управлять мощным током с помощью небольшого по силе. Их отношение показывает насколько эффективен полупроводниковый прибор.
В биполярных транзисторах этот показатель называется статическим коэффициентом передачи тока базы. Он характеризует, во сколько раз основной коллекторный ток больше вызвавшего его тока базы. Этот параметр имеет очень широкое значение и может достигать 800.
Хотя на первый взгляд кажется, что здесь важен принцип «чем больше, тем лучше», но в действительности это не так. Скорее, тут применимо изречение «лучше меньше, да лучше». В среднем биполярные транзисторы имеют коэффициент передачи тока базы в пределах 10 – 50.
Для полевых транзисторов схожий по типу параметр называется крутизной входной характеристики или проводимостью прямой передачи тока. Если вкратце, он показывает, на сколько изменится напряжение, проходящее через канал, если изменить напряжение затвора на 1 В.
Если на транзистор подать сигнал с определенной частотой, то он многократно усилит его. Это свойство полупроводниковых приборов применяется в радиоэлектронике. Однако существует предел усиления частоты, за которым триод уже не в состоянии усилить сигнал.
Поэтому оптимальным считается максимальная рабочая частота сигнала, в 10-20 раз ниже предельного усиления частоты транзистора.
Еще одной показательной характеристикой транзистора является максимальная допустимая рассеиваемая мощность. Дело в том, что при работе любого электрического прибора вырабатывается тепло. Оно тем больше, чем выше значения силы тока и напряжения в цепи.
Отводится оно несколькими способами: с помощью специальных радиаторов, принудительного обдува воздухом и другими. Таким образом, существует некий предел количества теплоты для любого триода (для каждого он разный), который он может рассеять в пространство. Поэтому при выборе прибора исходят из характеристик электрической цепи, на который предстоит установить транзистор.
Типы подключений
Основная задача транзистора – усиливать поступающий сигнал. Проблема в том, что у любого триода имеются только три контакта, в то время как сам усилитель имеет четыре полюса – два для входящего сигнала и два для выходящего, то есть усиленного. Выход из положения – использовать один из контактов транзистора дважды: и как вход, и как выход.
По этому принципу различают три вида подключения. Стоит отметить, что не имеет принципиальной разницы, какой тип прибора используется – полевой или биполярный.
- Подключение с общим эмиттером (ОЭ) или общим истоком (ОИ). Эта схема подключения имеет наибольшие значения усиления мощности по току и напряжению. Однако из-за эффекта Миллера его частотные характеристики значительно хуже. Борются с этим негативным явлением несколькими способами: используют подключение с общей базой, применяют каскодное подключение двух транзисторов (подключённому по общему эмиттеру добавляется второй, подключенный по общей базе).
- Подключение с общей базой (ОБ) или общим затвором (ОЗ). Здесь полностью исключено влияние эффекта Миллера. Однако за это приходиться платить: в этой схеме усиления тока практически не происходит, зато имеется широкий диапазон для изменения частоты сигнала.
- Подключение с общим коллектором (ОК) или общим стоком (ОС). Такой тип подключения часто называют эмиттерным или истоковым повторителем. Это «золотая середина» между двумя предыдущими видами схем: частотные характеристики и мощность усиления по току и напряжению находятся где-то посередине между двумя первыми.
Все три описанных выше типа подключения применяются в зависимости от того, какие цели преследуют конструкторы.
Виды транзисторов
В первых транзисторах применялся германий, который работал не совсем стабильно. Со временем от него отказалось в пользу других материалов: кремния (самый распространённый) и арсенида галлия. Но все это традиционные полупроводники.
В настоящее время начинают набирать популярность триоды на основе органических материалов и даже веществ биологического происхождения: протеинов, пептидов, молекул хлорофилла и целых вирусов.
Биотранзисторы используются в медицине и биотехнике.
Другие классификации транзисторов:
- По мощности подразделяются на маломощные (до 0,1 Вт), средней мощности (от 0,1 до 1 Вт) и просто мощные (свыше 1 Вт).
- Также разделяются по материалу корпуса (металл или пластмасса), типу исполнения (в корпусе, бескорпусные, в составе интегральных схем).
- Нередко их объединяют друг с другом для улучшения характеристик. Такие транзисторы называются составными или комбинированными и могут состоять из двух и более полупроводниковых приборов. Строение и у них простое: эмиттер первого является базой для второго и так далее до необходимого количества триодов. Бывает нескольких типов: Дарлинга (все составляющие с одинаковым типом проводимости), Шиклаи (тип проводимости разный), каскодный усилитель (два прибора, работающие как один с подключением по схеме с общим эмиттером).
- К составным относится также и IGBT-транзистор, представляющий собой биполярный, который управляется при помощи полярного триода с изолированным затвором. Такой тип полупроводниковых приборов применяется в основном там, где нужно управлять большим током (сварочные аппараты, городские электросети) или электромеханическими приводами (электротранспорт).
- В качестве управления может применяться не ток, а другое электромагнитное воздействие. К примеру, в фототранзисторах в качестве базы используется чувствительный фотоэлемент, а в магнитотранзисторах – материал, индуцирующий ток при воздействии на него магнитного поля.
Такой тип полупроводниковых приборов применяется в основном там, где нужно управлять большим током (сварочные аппараты, городские электросети) или электромеханическими приводами (электротранспорт).Технологический предел для транзисторов еще не достигнут. Их размеры уменьшаются с каждым голом, а различные научно-исследовательские институты ведут поиск новых материалов для использования в качестве полупроводника. Можно сказать, что эти полупроводниковые приборы еще не сказали миру своего последнего слова.
Как работает транзистор и для чего он нужен? Виды транзисторов и принцип работы для чайников»> Цифровая логика. Почему нам нужно использовать транзисторы при построении логического элемента ИЛИ?
\$\начало группы\$
Зачем нужно использовать транзисторы при построении вентиля ИЛИ ? Разве мы не смогли бы добиться того же результата вообще без транзисторов, просто соединив два входа и прочитав выход?
- транзисторы
- цифровая логика
- логические элементы
\$\конечная группа\$
4
\$\начало группы\$
То, что вы описываете, называется проводным соединением ИЛИ . Это возможно в некоторых семействах логики, особенно в ECL (логика с эмиттерной связью), но не в наиболее распространенных (TTL и CMOS).
В КМОП это невозможно, потому что когда выход КМОП низкий, это создает очень близкое короткое замыкание от выходного контакта через микросхему на землю.
И когда он высокий, он создает очень близкое короткое замыкание от VDD через микросхему до выходного контакта.
Таким образом, если вы соедините вместе два выхода CMOS и один выход будет высоким, а другой — низким, у вас будет почти короткое замыкание между VDD и землей, что вызовет большой ток и, вероятно, перегреет один или другой из двух чипов. вовлеченный.
Для TTL существует аналогичная проблема, но «короткие замыкания» от выходного контакта до VDD или земли не такие короткие, как в CMOS.
Существует вариант стиля вывода, называемый с открытым стоком, для CMOS или с открытым коллектором, для TTL, который допускает проводное И соединения, а не проводное ИЛИ. Эти выходы предназначены только для отвода тока на землю, а не для создания какого-либо выходного тока, когда они номинально находятся в высоком состоянии. Обычно они используются с внешним подтягивающим резистором, так что выходное напряжение действительно достигает «высокого» уровня напряжения, когда это необходимо.
Примечание. Открытый коллектор или открытый сток можно использовать для проводного ИЛИ, если вы используете логику активного низкого уровня (низкое напряжение соответствует логической 1, высокое напряжение соответствует логическому 0).
\$\конечная группа\$
10
\$\начало группы\$
позволяет «объединить выходы»
смоделировать эту схему – схема создана с помощью CircuitLab
\$\конечная группа\$
4
\$\начало группы\$
Если вы просто соедините провода, у вас будет (весьма вероятно) возможность 0 и 1 вместе. Поскольку 0 — это земля, а 1 — это 5 В (в зависимости от микросхемы, но это стандарт), у вас будет 5 В и земля, соединенные вместе проводами.
Термин для этого — короткое замыкание!
Вы можете использовать диоды для простого вентиля ИЛИ. Или даже резисторы. Проблемы возникают, когда вы подключаете этот вентиль к другим вентилям, другим схемам. Вы можете построить вентиль И из 2-х диодов наоборот. Но если вы попытаетесь соединить их вместе, вы получите одну гигантскую схему, которая функционирует не как маленькие отдельные части, а как одна большая. Связи, которых нет в вашем простом плане ворот, могут возникнуть в реальной жизни, испортив то, что вы хотите.
Транзистор позволяет отделить вход от выхода. Выход транзистора не может подавать обратную связь и влиять на его вход. Эстафета была бы другой альтернативой, хотя и более медленной. Так как переключатель не может повлиять на электромагнит.
Ранней логикой была RTL или DTL, резисторно-транзисторная логика или диодно-транзисторная логика. Сначала резисторы, а затем диоды использовались для формирования затвора, затем транзистор действовал для буферизации результата, поэтому следующий затвор, который вы использовали, не возвращался через этот на его входы.
Теперь, поскольку транзисторы на микросхемах практически бесплатны, то есть с финансовой точки зрения, мы можем позволить себе роскошь, заключающуюся в том, что все должным образом буферизовано и разделено. Обычно это то, что мы хотим. Логика ТТЛ!
\$\конечная группа\$
2
\$\начало группы\$
Рассмотрим, что произойдет, если один вход высокий, а другой низкий, и вы соедините два входа. Это зависит от того, как вы строите свои логические вентили.
Если ваши логические элементы сконструированы таким образом, что высокий уровень действительно подтягивается вверх, а низкий уровень действительно подтягивается вниз (CMOS), то это короткое замыкание, и что-то взорвется.
Если ваши логические элементы сконструированы таким образом, что высокий уровень является «слабым» или высоким сопротивлением (например, NMOS), тогда выход будет низким, но также и другой вход (который должен быть высоким) будет вынужден быть низким даже хотя он должен быть высоким, и это окажет влияние на другие логические элементы, которые используют тот же вход.
\$\конечная группа\$
\$\начало группы\$
С некоторыми логическими элементами (все дверные выключатели автомобиля зажигают одну и ту же лампу) это возможно, но не, например, с КМОП-затворами, поскольку они построены с P- и N-канальными полевыми транзисторами, поэтому им требуется определенный вход высокого и низкого напряжения для обеспечения выход, вход нельзя оставлять плавающим. Соединение выходов CMOS вместе не сработает.
\$\конечная группа\$
\$\начало группы\$
Существует аналоговый подход:
Комбинируйте любое количество входов (допустим, 0 или 5 вольт) с резисторами.
Если результирующее напряжение равно 0, все выключено.
Если результирующее напряжение равно 5, то все включено.
Промежуточные значения напряжения указывают на то, что некоторые из них включены, а некоторые выключены.
Пример: если имеется 4 входа, 2,5 В означает, что 2 включены, а 2 выключены.
результат == 0: ни ворот
результат == 5: и ворот
результат != 0: или вентиль
результат != 5: nand gate
Вам не нужны транзисторы для входов, только для выхода, чтобы проверить напряжение и восстановить логический результат 0 или 5 вольт.
Это может использоваться для аналогового узла нейронной сети с нелинейной выходной функцией, которая имеет «мягкий» результат, который может быть не совсем истинным или ложным.
После размышлений:
Резисторы, используемые таким образом, могут замедлить логическую скорость, поскольку емкость, следующая за резисторами, должна заряжаться или разряжаться при изменении входных сигналов.
Кроме того, использование транзисторов может значительно снизить энергопотребление. Резисторы, используемые таким образом, всегда могут потреблять мощность при различных входных состояниях. При использовании транзисторов потребляемая мощность может быть грубо разделена на коэффициент усиления транзисторов.
\$\конечная группа\$
1
Твой ответ
Зарегистрируйтесь или войдите в систему
Зарегистрируйтесь с помощью Google
Зарегистрироваться через Facebook
Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но никогда не отображается
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но не отображается
Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie
.
интегральная схема — Зачем нам столько транзисторов?
Спросил
Изменено 7 лет, 7 месяцев назад
Просмотрено 20 тысяч раз
\$\начало группы\$
Транзисторы служат нескольким целям в электрической цепи, т. е. переключатели, для усиления электронных сигналов, позволяя вам управлять током и т. д.
Однако недавно я прочитал о законе Мура среди других случайных статей в Интернете, что современные электронные устройства в них упаковано огромное количество транзисторов, причем количество транзисторов в современной электронике исчисляется миллионами, если не миллиардами.
Впрочем, зачем вообще кому-то нужно столько транзисторов? Если транзисторы работают как переключатели и т.
д., зачем нам такое абсурдно большое их количество в наших современных электронных устройствах? Разве мы не можем сделать вещи более эффективными, чтобы использовать намного меньше транзисторов, чем мы используем сейчас?
- транзисторы
- интегральная схема
- печатная плата
\$\конечная группа\$
12
\$\начало группы\$
Транзисторы — это переключатели, да, но переключатели нужны не только для включения и выключения света.
Переключатели сгруппированы в логические элементы. Логические вентили сгруппированы в логические блоки. Логические блоки сгруппированы в логические функции. Логические функции сгруппированы в микросхемы.
Например, элемент TTL NAND обычно использует 2 транзистора (элементы NAND считаются одним из основных строительных блоков логики, наряду с NOR):
смоделируйте эту схему — схема создана с помощью CircuitLab
По мере перехода технологии от ТТЛ к КМОП (которая теперь является стандартом де-факто) практически мгновенно удвоилось число транзисторов.
Например, число транзисторов NAND увеличилось с 2 до 4:
имитация этой схемы
Защелка (например, SR) может быть выполнена с использованием 2 вентилей NAND CMOS, то есть 8 транзисторов. Таким образом, 32-битный регистр может быть создан с использованием 32 триггеров, то есть 64 вентилей И-НЕ или 256 транзисторов. ALU может иметь несколько регистров, а также множество других вентилей, поэтому количество транзисторов быстро растет.
Чем сложнее функции, которые выполняет микросхема, тем больше требуется вентилей и, следовательно, больше транзисторов.
В наши дни средний процессор значительно сложнее, чем, скажем, чип Z80 30-летней давности. Он не только использует регистры, ширина которых в 8 раз больше, но и фактически выполняемые им операции (сложные трехмерные преобразования, векторная обработка и т. д.) намного сложнее, чем могут выполнять старые чипы. Одна инструкция в современном ЦП может занять много секунд (или даже минут) вычислений в старом 8-битном, и все это в конечном счете достигается за счет большего количества транзисторов.
\$\конечная группа\$
18
\$\начало группы\$
Я проверил местного поставщика различных полупроводниковых устройств, и самый большой чип SRAM, который у них был, был 32 Мбит. Это 32 миллиона отдельных областей, в которых можно хранить 1 или 0. Учитывая, что для хранения 1 бита информации необходим «по крайней мере» 1 транзистор, то это как минимум 32 миллиона транзисторов.
Что вам дают 32 Мбит? Это 4 Мбайта или примерно размер 4-минутного музыкального файла в формате MP3 низкого качества.
РЕДАКТИРОВАТЬ — ячейка памяти SRAM согласно моему поиску в гугле выглядит так: —
Итак, это 6 транзисторов на бит и более, как 192 миллиона транзисторов на упомянутом мною чипе.
\$\конечная группа\$
5
\$\начало группы\$
Я думаю, что OP может быть сбит с толку электронными устройствами , имеющими так много транзисторов.
Закон Мура в первую очередь касается компьютеров (ЦП, SRAM/DRAM/сопутствующая память, графические процессоры, ПЛИС и т. д.). Что-то вроде транзисторного радио может быть (в основном) на одном чипе, но не может использовать все , что много транзисторов. Вычислительные устройства, с другой стороны, имеют ненасытный аппетит к транзисторам для дополнительных функций и большей ширины данных.
\$\конечная группа\$
4
\$\начало группы\$
Как было сказано ранее, для SRAM требуется 6 транзисторов на бит. По мере увеличения наших кешей (в целях повышения эффективности) нам требуется все больше и больше транзисторов. Глядя на пластину процессора, можно увидеть, что кэш больше, чем одно ядро процессора, и, если присмотреться к ядрам, то в нем можно увидеть хорошо организованные части, которые также являются кешем (вероятно, данными и инструкциями L1 кэши).
С 6 МБ кэш-памяти вам потребуется 300 миллионов транзисторов (плюс логика адресации).
Но, как уже говорилось ранее, транзисторы — не единственная причина увеличения количества транзисторов. На современном Core i7 у вас есть более 7 инструкций, выполняемых за такт и на ядро (используя известный тест dhrystone). Это означает одно: современные процессоры выполняют много параллельных вычислений. Выполнение большего количества операций одновременно требует наличия большего количества единиц и очень умной логики для планирования. Более умная логика требует гораздо более сложных логических уравнений и гораздо большего количества транзисторов для ее реализации.
\$\конечная группа\$
1
\$\начало группы\$
Немного отойдем от деталей:
Компьютеры представляют собой сложные цифровые коммутационные устройства. Они имеют слой за слоем за слоем сложности.
Самый простой уровень — это логические вентили, такие как вентили И-НЕ, как обсуждалось. Затем вы переходите к сумматорам, сдвиговым регистрам, защелкам и т. д. Затем вы добавляете тактовую логику, декодирование инструкций, кэши, арифметические единицы, декодирование адресов, и так далее, и так далее. . (Не говоря уже о памяти, для которой требуется несколько транзисторов на бит хранимых данных)
Каждый из этих уровней использует множество частей предыдущего уровня сложности, и все они основаны на большом количестве базовых логических вентилей.
Затем вы добавляете параллелизм. Чтобы все быстрее и быстрее работать, современные компьютеры предназначены для одновременного выполнения множества задач. В одном ядре декодер адресов, арифметическое устройство, векторный процессор, диспетчер кэша и различные другие подсистемы работают одновременно, все со своими собственными системами управления и системами синхронизации.
Современные компьютеры также имеют все большее и большее количество отдельных ядер (несколько процессоров на кристалле).
Каждый раз, когда вы поднимаетесь на уровень абстракции, вы получаете на много порядков больше сложности. Даже самый низкий уровень сложности имеет тысячи транзисторов. Поднимитесь на подсистемы высокого уровня, такие как ЦП, и вы говорите, по крайней мере, о миллионах транзисторов.
Тогда есть GPU (графические процессоры). Графический процессор может иметь ТЫСЯЧИ отдельных процессоров с плавающей запятой, оптимизированных для векторной математики, и каждый подпроцессор будет иметь несколько миллионов транзисторов.
\$\конечная группа\$
\$\начало группы\$
Не пытаясь обсуждать, сколько транзисторов необходимо для конкретных элементов, процессоры используют больше транзисторов для расширения возможностей, включая:
- Более сложные наборы инструкций
- Больше кэш-памяти на кристалле, поэтому требуется меньше выборок из ОЗУ
- Больше регистров
- Больше ядер процессора
\$\конечная группа\$
\$\начало группы\$
Помимо увеличения необработанных объемов памяти ОЗУ, кэша, регистров, а также добавления дополнительных вычислительных ядер и более широкой ширины шины (32 против 64 бит и т.
д.), это связано с тем, что ЦП становится все более сложным.
ЦП — это вычислительные блоки, состоящие из других вычислительных блоков. Инструкция процессора проходит несколько этапов. В прежние времена был один этап, и тактовый сигнал был таким же длинным, как наихудшее время для установки всех логических вентилей (сделанных из транзисторов). Затем мы изобрели конвейерную подкладку, в которой ЦП был разбит на этапы: выборка инструкций, декодирование, обработка и запись результата. Тогда этот простой 4-этапный ЦП мог работать с тактовой частотой, в 4 раза превышающей исходную. Каждый этап отделен от других этапов. Это означает, что ваша тактовая частота может не только увеличиться в 4 раза (при 4-кратном усилении), но теперь вы можете иметь 4 многоуровневых (или «конвейерных») инструкции в ЦП, что приводит к 4-кратному увеличению производительности. Однако теперь возникают «опасности», потому что одна входящая инструкция может зависеть от результата предыдущей инструкции, но поскольку она конвейерная, она не получит его, когда входит в стадию процесса, когда другая выходит из стадии обработки.
Следовательно, вам нужно добавить схему, чтобы передать этот результат инструкции, входящей в стадию обработки. Альтернативой является остановка конвейера, что снижает производительность.
Каждая стадия конвейера, и особенно часть процесса, может быть подразделена на большее количество шагов. В результате вы в конечном итоге создаете огромное количество схем для обработки всех взаимозависимостей (опасностей) в конвейере.
Другие схемы также могут быть улучшены. Тривиальный цифровой сумматор, называемый сумматором с переносом пульсаций, является самым простым, самым маленьким, но самым медленным сумматором. Самый быстрый сумматор — это сумматор с опережением переноса, который использует огромное экспоненциальное количество схем. В моем курсе компьютерной инженерии у меня закончилась память в моем симуляторе 32-битного сумматора с опережением переноса, поэтому я сократил его пополам, 2 16-битных сумматора CLA в конфигурации с пульсирующим переносом. (Сложение и вычитание очень сложно для компьютеров, умножение легко, деление очень сложно)
Побочным эффектом всего этого является то, что по мере того, как мы уменьшаем размер транзисторов и разделяем каскады, тактовая частота может увеличиваться.
Это позволяет процессору выполнять больше работы, поэтому он нагревается сильнее. Кроме того, по мере увеличения частоты задержки распространения становятся более очевидными (время, необходимое для завершения этапа конвейера и для того, чтобы сигнал был доступен на другой стороне). Из-за импеданса эффективная скорость распространения составляет около 1 фута в наносекунду. (1 ГГц). По мере увеличения тактовой частоты компоновка чипа становится все более важной, поскольку чип с частотой 4 ГГц имеет максимальный размер 3 дюйма. Итак, теперь вы должны начать включать дополнительные шины и схемы для управления всеми данными, перемещающимися по чипу.
Мы также постоянно добавляем инструкции к чипам. SIMD (одна инструкция, несколько данных), энергосбережение и т. д. — все они требуют схемотехники.
Наконец, мы добавили больше возможностей чипам. В старые времена ваш процессор и ваш ALU (арифметико-логическое устройство) были отдельными. Мы объединили их. FPU (модуль с плавающей запятой) был отдельным, но его тоже объединили.
Теперь мы добавляем USB 3.0, ускорение видео, декодирование MPEG и т. д. Мы переносим все больше и больше вычислений из программного обеспечения в аппаратное.
\$\конечная группа\$
\$\начало группы\$
У Маженко есть отличный ответ о том, как используются транзисторы. Поэтому позвольте мне вместо этого пойти от другого вектора подхода и заняться эффективностью.
Эффективно ли использовать как можно меньше транзисторов при разработке чего-либо?
Это в основном сводится к тому, о какой эффективности вы говорите. Возможно, вы исповедуете религию, которая утверждает, что необходимо использовать как можно меньше транзисторов — в этом случае ответ в значительной степени дан. Или, возможно, вы компания, создающая продукт. Внезапно простой вопрос об эффективности становится очень сложным вопросом о соотношении затрат и выгод.
А вот и шутка: транзисторы в интегральных схемах чрезвычайно дешевы, и со временем они дешевеют (твердотельные накопители — отличный пример того, как снизилась стоимость транзисторов).
Труд, с другой стороны, чрезвычайно дорог.
Во времена, когда микросхемы только начинали развиваться, существовал определенный толчок к тому, чтобы количество необходимых компонентов было как можно меньше. Это было просто потому, что они оказывали значительное влияние на стоимость конечного продукта (на самом деле, они часто составляли большую часть стоимости продукта), а когда вы создаете готовый, «коробочный» продукт, стоимость рабочей силы составляет распространяться на все части, которые вы делаете. Ранние компьютеры на базе ИС (вспомните игровые автоматы) были доведены до минимально возможной стоимости за штуку. Однако на фиксированные затраты (в отличие от затрат на единицу товара) сильно влияет сумма, которую вы можете продать. Если вы собирались продать только пару, вероятно, не стоило тратить слишком много времени на снижение цены за штуку. С другой стороны, если вы пытаетесь построить огромный рынок, снижение цены за штуку до минимума принесет свои плоды.
Обратите внимание на важную часть: имеет смысл тратить много времени на повышение «эффективности», когда вы разрабатываете что-то для массового производства.
Это в основном то, чем является «промышленность» — у ремесленников затраты на квалифицированный труд часто составляют основную стоимость готового продукта, на фабрике большая часть затрат приходится на материалы и (относительно) неквалифицированный труд.
Перенесемся к революции ПК. Когда появились ПК в стиле IBM, они были очень глупы. Крайне глупо. Это были компьютеры общего назначения. Практически для любой задачи можно разработать устройство, которое сделает ее лучше, быстрее и дешевле. Другими словами, с упрощенной точки зрения эффективности они были крайне неэффективны. Калькуляторы были значительно дешевле, помещались в кармане и долго работали от одной батарейки. У игровых консолей было специальное оборудование, которое позволяло им очень хорошо создавать игры. Проблема была в том, что они не могли сделать ничего другого. ПК мог делать все — у него было гораздо худшее соотношение цена/производительность, но вас не заставляли делать калькулятор или игровую приставку с 2D-спрайтами.
Почему Wolfenstein и Doom (а на Apple PC — Marathon) появились на компьютерах общего назначения, а не на игровых приставках? Потому что консоли очень хорошо справлялись с 2D-играми на основе спрайтов (представьте себе типичную JRPG или такие игры, как Contra), но когда вы хотели отойти от эффективного оборудования, вы обнаружили, что вычислительной мощности недостаточно, чтобы делать что-то еще!
Таким образом, менее эффективный подход дает вам несколько очень интересных возможностей:
- Это дает вам больше свободы. Сравните старые 2D-консоли со старыми IBM PC и старые ускорители 3D-графики с современными графическими процессорами, которые сами по себе постепенно становятся компьютерами общего назначения.
- Это позволяет повысить эффективность массового производства, даже несмотря на то, что конечные продукты (программное обеспечение) в некотором роде являются «ремесленными». Таким образом, такие компании, как Intel, могут снижать стоимость единицы работы намного эффективнее, чем все отдельные разработчики во всем мире.
- Это дает больше места для большего количества абстракций при разработке, что позволяет лучше повторно использовать готовые решения, что, в свою очередь, позволяет снизить затраты на разработку и тестирование для повышения производительности. Это в основном причина, по которой каждый школьник может написать полноценное приложение на основе графического интерфейса с доступом к базе данных и подключением к Интернету и всеми остальными вещами, которые было бы чрезвычайно сложно разработать, если бы вам приходилось всегда начинать с нуля.
- На ПК это означало, что ваши приложения со временем становились быстрее без вашего участия. Время бесплатного обеда в основном закончилось, поскольку становится все труднее и труднее улучшать чистую скорость компьютеров, но оно определило большую часть жизни ПК.
Все это происходит из-за «пустой траты» транзисторов, но это не настоящая трата, потому что реальная общая стоимость ниже , чем она была бы, если бы вы настаивали на простом «как можно меньшем количестве транзисторов».
\$\конечная группа\$
\$\начало группы\$
Другая сторона истории с таким количеством транзисторов заключается в том, что эти транзисторы не разрабатываются человеком индивидуально. Ядро современного процессора имеет порядка 0,1 миллиарда транзисторов, и ни один человек не проектирует каждый из этих транзисторов напрямую. Это было бы невозможно. 75-летний срок службы составляет всего 2,3 миллиарда секунд.
Таким образом, чтобы сделать такие огромные конструкции возможными, люди участвуют в определении функциональности устройства на гораздо более высоком уровне абстракции, чем отдельные транзисторы. Преобразование в отдельные транзисторы известно как синтез схемы и осуществляется с помощью очень дорогих проприетарных инструментов, которые в совокупности стоят порядка миллиарда долларов на разработку в течение многих лет, объединяя крупных производителей ЦП и литейных заводов.
Инструменты синтеза схем не создают схемы с наименьшим количеством транзисторов.
Это делается по множеству причин.
Во-первых, давайте рассмотрим самый простой случай: любая сложная схема может быть смоделирована гораздо более простым, возможно, последовательным процессором с достаточным объемом памяти. Вы, безусловно, можете смоделировать чип i7 с идеальной точностью, если только подключите достаточно последовательной памяти к Arduino. В таком решении будет гораздо меньше транзисторов, чем в реальном ЦП, и оно будет работать ужасно медленно с эффективной тактовой частотой 1 кГц или меньше. Мы явно не собираемся уменьшать число транзисторов с до .
Таким образом, мы должны ограничиться определенным классом преобразований конструкции в транзисторы: теми, которые сохраняют параллельную емкость, заложенную в исходной конструкции.
Даже в этом случае оптимизация для минимального количества транзисторов, скорее всего, приведет к созданию конструкций, которые невозможно изготовить с использованием какого-либо существующего полупроводникового процесса.
Почему? Потому что чипы, которые вы действительно можете сделать, представляют собой 2D-структуры и требуют некоторого резервирования схемы просто для того, чтобы вы могли соединить эти транзисторы, не требуя для этого килограмма металла. Вход и выход транзисторов и результирующие затворы имеют значение.
Наконец, инструменты теоретически несовершенны: обычно требуется слишком много процессорного времени и памяти для создания решений, которые глобально минимальны с точки зрения числа транзисторов, учитывая ограничение на производство чипа.
\$\конечная группа\$
\$\начало группы\$
Я думаю, что ОП должен знать, что для «простого переключателя» часто требуется несколько транзисторов? Почему? Ну, по многим причинам. Иногда требуются дополнительные транзисторы, чтобы потребление энергии было низким как в состоянии «включено», так и в состоянии «выключено». Иногда транзисторы необходимы для устранения неопределенностей входного напряжения или характеристик компонентов.
Много причин. Но я ценю это. Посмотрите на принципиальную схему операционного усилителя, и вы увидите несколько десятков транзисторов! Но их бы там не было, если бы они не служили какой-то цели цепи.
\$\конечная группа\$
\$\начало группы\$
В основном все, что компьютер понимает, это 0 и 1, что определяется этими переключателями. Да, у транзисторов больше функций, чем у переключателей. Таким образом, если переключатель может решить, должен ли вывод быть 0 или 1 (при условии, что это одна операция bi), тем больше количество битов. чем больше транзисторов.. так что неудивительно, почему мы должны встраивать миллионы транзисторов в один микропроцессор.. 🙂
\$\конечная группа\$
\$\начало группы\$
В эпоху технологий нам нужны умные устройства (маленькие, быстрые и эффективные). Эти устройства состоят из интегральных схем (ИС), которые содержат нет.
транзисторов. Нам нужно все больше и больше транзисторов, чтобы сделать ИС умнее и быстрее, потому что в электронике каждая схема в ИС состоит из сумматора, вычитателя, умножителя, делителя, логических элементов, регистров, мультиплексоров, триггеров, счетчиков, сдвигателей, памяти. и микропроцессоры и т. д. для реализации любой логики в устройствах, и они состоят только из транзисторов (MOSFET). С помощью транзисторов мы можем реализовать любую логику. Так что нам нужно все больше и больше транзисторов…..
\$\конечная группа\$
микроконтроллер — Транзисторы: зачем нужны резисторы?
Спросил
Изменено 10 лет, 9 месяцев назад
Просмотрено 9к раз
\$\начало группы\$
У меня есть твердотельное реле, для активации которого требуется не менее 3 В, и мне нужно переключаться с выходом 2,3 В от микроконтроллера.
У меня также есть блок питания 6 В 1 А, который я могу использовать для питания реле.
Я понимаю, что мне нужно как-то использовать транзисторы, и у меня есть основы, но я не понимаю, зачем мне нужны резисторы в цепи, чтобы транзистор работал.
Итак, мои вопросы: зачем мне резисторы, как узнать, какой резистор использовать и какой транзистор подходит для моих нужд?
(твердотельное реле Crouzet 84 134 900)
- микроконтроллер
- транзисторы
- резисторы
- реле
- твердотельное реле
\$\конечная группа\$
\$\начало группы\$
Резисторы в этой ситуации токоограничивающие. Если вы приложите микровыход 2,3 В непосредственно к переходу база-эмиттер транзистора, транзистор попытается потреблять гораздо больший ток, чем это действительно необходимо, что может повредить транзистор, микро или оба. Таким образом, вы последовательно подключаете резистор на 500 Ом или 1 кОм, и это ограничивает ток в BE-переходе.
Конкретное значение зависит от транзистора.
Транзистор следует выбирать в первую очередь исходя из потребностей реле. Вам нужно что-то, что может выдержать питание 6 В, когда оно не проводит, и что может пропустить достаточный ток, чтобы замкнуть реле, когда оно проводит. Теперь вы сказали, что это твердотельное реле, так что этот ток, вероятно, намного меньше, чем вам нужно для механического реле, так что вы, вероятно, сойдете с рук с помощью любого переключающего транзистора, например, 2n2222, 2n3904 и т. д.
Между прочим, существуют твердотельные реле, которые могут напрямую управляться логическими схемами.
\$\конечная группа\$
1
\$\начало группы\$
Резисторы в этом контексте используются для обеспечения предсказуемого тока. Ток через резистор известен, если известны напряжение на резисторе и сопротивление. Связь между этими тремя называется законом Ома .
Вход вашего твердотельного реле, скорее всего, является светодиодом. Вы не дали ссылку на даташит, поэтому я не смотрел. В техническом описании также будет указан ток, который ему нужен, но давайте теперь для примера предположим 10 мА. Хорошая схема привода для этого случая:
Когда на цифровом выходе низкий уровень, транзистор будет закрыт, через него не будет протекать ток, и реле будет выключено. Когда на базе Q1 установлено напряжение 2,3 В, когда на цифровом выходе высокий уровень, на эмиттере будет на одну каплю B-E меньше. Допустим, падение BE составляет 700 мВ, поэтому напряжение на эмиттере будет 1,6 В. Это также напряжение на резисторе. По закону Ома мы знаем, что ток через резистор будет 1,6 В / 160 Ом = 10 мА. Из-за коэффициента усиления транзистора большая часть этого будет проходить через коллектор, то есть через вход реле. Эта схема, по сути, представляет собой переключаемый фиксированный приемник тока 10 мА.
Напряжение коллектора транзистора будет таким, каким оно должно быть, чтобы поддерживать ток 10 мА, пока он находится в допустимом диапазоне.
