Tranzystor - przegląd
Po zapoznaniu się ze szczegółami dotyczącymi pojedynczego złącza PN lub po prostu diody, spróbujmy wybrać połączenie dwóch złączy PN. Jeśli do pojedynczego złącza PN zostanie dodany inny materiał typu P lub N, powstanie kolejne złącze. Taka formacja jest po prostu nazywana jakoTransistor.
ZA Transistor to trójzaciskowe urządzenie półprzewodnikowe, które reguluje przepływ prądu lub napięcia i działa jako przełącznik lub bramka dla sygnałów.
Wykorzystuje tranzystor
Tranzystor działa jako an Amplifier, gdzie należy zwiększyć siłę sygnału.
Tranzystor działa również jako switch aby wybrać jedną z dostępnych opcji.
To też regulates przychodzące current and voltage sygnałów.
Szczegóły konstrukcyjne tranzystora
Tranzystor to trójzaciskowe urządzenie półprzewodnikowe, które jest utworzone przez połączenie dwóch diod tyłem do siebie. Stąd matwo PN junctions. Z trzech zawartych w nim materiałów półprzewodnikowych wyciągnięto trzy zaciski. Ten rodzaj połączenia oferuje dwa typy tranzystorów. Oni sąPNP i NPN co oznacza, że materiał typu N między dwoma typami P, a drugi jest materiałem typu P odpowiednio między dwoma typami N.
Poniższa ilustracja przedstawia podstawową budowę tranzystorów
Wskazują trzy zaciski wyciągnięte z tranzystora Emitter, Base i Collectorterminale. Mają swoją funkcjonalność, jak omówiono poniżej.
Emiter
Lewa strona powyższej struktury może być rozumiana jako Emitter.
To ma moderate size i jest heavily doped jak jego główną funkcją jest supply Liczba z majority carriersczyli elektrony lub dziury.
Ponieważ emituje elektrony, nazywany jest Emiterem.
Wskazuje na to po prostu litera E.
Baza
Środkowy materiał na powyższym rysunku to Base.
To jest thin i lightly doped.
Jego główną funkcją jest pass większość nośników od emitera do kolektora.
Wskazuje na to litera B.
Kolektor
Materiał prawej strony na powyższym rysunku można rozumieć jako Collector.
Jego nazwa wskazuje na jego funkcję collecting the carriers.
To jest bit largerwielkości niż emiter i podstawa. To jestmoderately doped.
Wskazuje na to litera C.
Symbole tranzystorów PNP i NPN przedstawiono poniżej.
Plik arrow-head na powyższych rysunkach wskazano emittertranzystora. Ponieważ kolektor tranzystora musi rozpraszać znacznie większą moc, jest on duży. Ze względu na specyficzne funkcje emitera i kolektora sąnot interchangeable. Dlatego podczas korzystania z tranzystora należy zawsze pamiętać o zaciskach.
W praktycznym tranzystorze w pobliżu wyprowadzenia emitera znajduje się wycięcie w celu identyfikacji. Tranzystory PNP i NPN można rozróżnić za pomocą multimetru. Poniższy obraz pokazuje, jak wyglądają różne praktyczne tranzystory.
Do tej pory omawialiśmy szczegóły konstrukcyjne tranzystora, ale aby zrozumieć działanie tranzystora, najpierw musimy wiedzieć o polaryzacji.
Polaryzacja tranzystora
Ponieważ wiemy, że tranzystor jest połączeniem dwóch diod, mamy tutaj dwa złącza. Ponieważ między emiterem a bazą znajduje się jedno złącze, nazywa się to asEmitter-Base junction i podobnie jest z drugim Collector-Base junction.
Biasingsteruje działaniem obwodu poprzez zapewnienie zasilania. Działanie obu złączy PN jest kontrolowane przez zapewnienie polaryzacji obwodu przez pewne zasilanie prądem stałym. Poniższy rysunek pokazuje, w jaki sposób tranzystor jest polaryzowany.
Patrząc na powyższy rysunek, można to zrozumieć
Materiał typu N jest zasilany ujemnie, a materiał typu P jest zasilany dodatnio w celu wykonania obwodu Forward bias.
Materiał typu N zapewnia dodatnie zasilanie, a materiał typu P ma ujemne zasilanie, aby utworzyć obwód Reverse bias.
Stosując moc, plik emitter base junction jest zawsze forward biasedponieważ rezystancja emitera jest bardzo mała. Plikcollector base junction jest reverse biaseda jego odporność jest nieco wyższa. Niewielkie odchylenie do przodu jest wystarczające na złączu emitera, podczas gdy wysokie odchylenie do tyłu musi być zastosowane na złączu kolektora.
Kierunek prądu wskazany w powyższych obwodach, zwany także Conventional Current, to ruch prądu dziury, który jest opposite to the electron current.
Działanie tranzystora PNP
Działanie tranzystora PNP można wyjaśnić, patrząc na poniższy rysunek, na którym złącze emiter-baza jest spolaryzowane do przodu, a złącze kolektor-baza jest spolaryzowane do tyłu.
Napięcie VEEzapewnia dodatni potencjał na emiterze, który odpycha dziury w materiale typu P i te otwory przecinają połączenie emiter-podstawa, aby dotrzeć do obszaru podstawy. Tam bardzo niski procent dziur ponownie łączy się z wolnymi elektronami w regionie N. Zapewnia to bardzo mały prąd, który stanowi prąd bazowyIB. Pozostałe otwory przecinają połączenie kolektor-podstawa, tworząc prąd kolektoraIC, czyli prąd dziury.
Gdy dziura dochodzi do zacisku kolektora, elektron z ujemnego zacisku akumulatora wypełnia przestrzeń w kolektorze. Przepływ ten powoli wzrasta, a prąd mniejszości elektronowej przepływa przez emiter, gdzie każdy elektron wchodzi do dodatniego zaciskuVEE, jest zastąpiony przez otwór, przesuwając się w kierunku złącza emitera. Stanowi to prąd emiteraIE.
Dlatego możemy zrozumieć, że -
Przewodzenie w tranzystorze PNP odbywa się przez otwory.
Prąd kolektora jest nieco mniejszy niż prąd emitera.
Wzrost lub spadek prądu emitera wpływa na prąd kolektora.
Działanie tranzystora NPN
Działanie tranzystora NPN można wyjaśnić, patrząc na poniższy rysunek, na którym złącze emiter-baza jest spolaryzowane do przodu, a złącze kolektor-baza jest spolaryzowane do tyłu.
Napięcie VEEzapewnia ujemny potencjał na emiterze, który odpycha elektrony w materiale typu N i te elektrony przechodzą przez złącze emiter-podstawa, aby dotrzeć do obszaru podstawy. Tam bardzo niski procent elektronów ponownie łączy się z wolnymi dziurami w regionie P. Zapewnia to bardzo mały prąd, który stanowi prąd bazowyIB. Pozostałe otwory przecinają połączenie kolektor-podstawa, tworząc prąd kolektoraIC.
Gdy elektron wychodzi z zacisku kolektora i wchodzi do dodatniego bieguna baterii, elektron z ujemnego bieguna baterii VEEwchodzi do regionu emitera. Przepływ ten powoli wzrasta, a prąd elektronów przepływa przez tranzystor.
Dlatego możemy zrozumieć, że -
Przewodzenie w tranzystorze NPN odbywa się za pośrednictwem elektronów.
Prąd kolektora jest wyższy niż prąd emitera.
Wzrost lub spadek prądu emitera wpływa na prąd kolektora.
Zalety tranzystorów
Korzystanie z tranzystora ma wiele zalet, takich jak:
- Wzmocnienie wysokiego napięcia.
- Niższe napięcie zasilania jest wystarczające.
- Najbardziej odpowiedni do zastosowań o małej mocy.
- Mniejszy i lżejszy.
- Mechanicznie mocniejsze niż lampy próżniowe.
- Nie jest wymagane zewnętrzne ogrzewanie, takie jak lampy próżniowe.
- Bardzo nadaje się do integracji z rezystorami i diodami do produkcji układów scalonych.
Istnieje kilka wad, na przykład nie można ich używać w zastosowaniach o dużej mocy ze względu na mniejsze straty mocy. Mają niższą impedancję wejściową i są zależne od temperatury.