Temel Elektronik - Transistörler

Tek bir PN eklemi olan diyotun çalışması hakkında iyi bir bilgiye sahip olduktan sonra, yeni bir bileşen oluşturan iki PN bağlantısını birleştirmeye çalışalım. Transistor. BirTransistor akım veya voltaj akışını düzenleyen ve sinyaller için bir anahtar veya kapı görevi gören üç terminalli yarı iletken bir cihazdır.

Neden Transistörlere İhtiyacımız Var?

İstediğiniz sinyali alan bir FM alıcınız olduğunu varsayalım. Alınan sinyal, yolculuğu sırasında karşılaşacağı rahatsızlıklar nedeniyle açıkça zayıf olacaktır. Şimdi, bu sinyal olduğu gibi okunursa, adil bir çıktı elde edemezsiniz. Bu nedenle sinyali yükseltmemiz gerekiyor.Amplification sinyal gücünü artırmak anlamına gelir.

Bu sadece bir örnek. Sinyal gücünün artırılması gereken her yerde amplifikasyon gereklidir. Bu bir transistör tarafından yapılır. Bir transistör ayrıca birswitchmevcut seçenekler arasından seçim yapmak için. Aynı zamandaregulates gelen current and voltage sinyallerin.

Bir Transistörün Yapısal Detayları

Transistör, iki diyotu arka arkaya bağlayarak oluşturulan üç terminalli bir katı hal cihazıdır. Dolayısıyla vartwo PN junctions. İçinde bulunan üç yarı iletken malzemeden üç terminal çizilir. Bu tür bir bağlantı iki tür transistör sunar. OnlarPNP ve NPN bu, iki Ptype arasında bir N-tipi malzeme ve diğerinin sırasıyla iki N-tipi arasında bir P-tipi malzeme olduğu anlamına gelir.

Transistörlerin yapımı, yukarıda tartışılan fikri açıklayan aşağıdaki şekilde gösterildiği gibidir.

Transistörden çizilen üç terminal Verici, Taban ve Toplayıcı terminallerini gösterir. İşlevleri aşağıda tartışıldığı gibi vardır.

Verici

Yukarıda gösterilen yapının sol tarafı şu şekilde anlaşılabilir: Emitter.
Bu bir moderate size ve bir heavily doped ana işlevi olduğu gibi supply bir dizi majority carriersyani elektronlar veya delikler.
Bu elektron yaydığı için Verici olarak adlandırılır.
Bu sadece harfle belirtilir E.

Baz

Yukarıdaki şekilde ortadaki malzeme, Base.
Bu thin ve lightly doped.
Ana işlevi pass yayıcıdan toplayıcıya çoğu taşıyıcı.
Bu mektupla belirtilir B.

Kolektör

Yukarıdaki şekilde sağ taraftaki malzeme şu şekilde anlaşılabilir: Collector.
Adı, işlevini ima eder collecting the carriers.
Bu a bit largeryayıcı ve tabandan daha büyük boyuttadır. Bumoderately doped.
Bu mektupla belirtilir C.

PNP ve NPN transistörlerinin sembolleri aşağıda gösterildiği gibidir.

arrow-head yukarıdaki şekillerde, emitterbir transistörün. Bir transistörün toplayıcısının çok daha fazla gücü dağıtması gerektiğinden, büyük yapılır. Verici ve toplayıcının belirli işlevleri nedeniyle, bunlarnot interchangeable. Bu nedenle, bir transistör kullanılırken terminaller her zaman akılda tutulmalıdır.

Pratik bir transistörde, tanımlama için yayıcı ucunun yanında bir çentik bulunur. PNP ve NPN transistörleri, bir Multimetre kullanılarak ayırt edilebilir. Aşağıdaki şekil, farklı pratik transistörlerin nasıl göründüğünü göstermektedir.

Şimdiye kadar bir transistörün yapısal ayrıntılarını tartıştık, ancak bir transistörün çalışmasını anlamak için önce önyargıyı bilmemiz gerekiyor.

Transistör Önyargısı

Bir transistörün iki diyotun birleşimi olduğunu bildiğimiz için, burada iki bağlantımız var. Bir bağlantı yayıcı ve taban arasında olduğundan, bunaEmitter-Base junction ve aynı şekilde, diğeri Collector-Base junction.

Biasinggüç kaynağı sağlayarak devrenin çalışmasını kontrol etmektedir. Her iki PN bağlantısının işlevi, bazı dc beslemesi yoluyla devreye önyargı sağlayarak kontrol edilir. Aşağıdaki şekil bir transistörün nasıl önyargılı olduğunu göstermektedir.

Yukarıdaki şekle bakıldığında anlaşılmaktadır ki

N-tipi malzemeye negatif besleme sağlanır ve P-tipi malzemeye devreyi yapmak için pozitif besleme verilir. Forward bias.
N tipi malzemeye pozitif besleme sağlanır ve P tipi malzemeye devreyi yapmak için negatif besleme verilir. Reverse bias.

Gücü uygulayarak, emitter base junction her zaman forward biasedyayıcı direnci çok küçük olduğu için. collector base junction dır-dir reverse biasedve direnci biraz daha yüksek. Yayıcı bağlantısında küçük bir ileri sapma yeterliyken, kollektör bağlantısında yüksek bir ters önyargı uygulanmalıdır.

Yukarıdaki devrelerde gösterilen akım yönü, aynı zamanda Conventional Currentolan delik akımının hareketidir opposite to the electron current.

PNP Transistörü Çalıştırma

Bir PNP transistörünün çalışması, aşağıdaki şekle bakılarak açıklanabilir, burada emitör-baz bağlantısının ileri eğimli olduğu ve kollektör-taban bağlantısının ters eğimli olduğu.

Voltaj V_EEEmitörde P-tipi malzemedeki delikleri iten pozitif bir potansiyel sağlar ve bu delikler emitör-taban birleşiminden geçerek taban bölgesine ulaşır. Orada çok düşük bir boşluk yüzdesi, N-bölgesindeki serbest elektronlarla yeniden birleşir. Bu, temel akımı oluşturan çok düşük akım sağlarI_B. Kalan delikler, kollektör akımını oluşturmak için kollektör taban bağlantısından geçer.I_C, hangi delik akımıdır.

Bir delik kolektör terminaline ulaştığında, akü negatif terminalinden bir elektron kolektördeki boşluğu doldurur. Bu akış yavaşça artar ve elektron azınlık akımı, her elektronun pozitif terminaline girdiği yayıcıdan akar.V_EE, emitör bağlantısına doğru ilerleyerek bir delik ile değiştirilir. Bu, yayıcı akımı oluştururI_E.

Dolayısıyla bunu anlayabiliriz -

Bir PNP transistöründe iletim, delikler aracılığıyla gerçekleşir.
Kollektör akımı, yayıcı akımdan biraz daha azdır.
Yayıcı akımındaki artış veya azalma kollektör akımını etkiler.

NPN Transistörü Çalıştırma

Bir NPN transistörünün çalışması, aşağıdaki şekle bakılarak açıklanabilir, burada emitör-baz bağlantısı ileri eğimlidir ve kollektör-taban bağlantısı ters yönlüdür.

Voltaj V_EEemitörde N tipi malzemedeki elektronları iten negatif bir potansiyel sağlar ve bu elektronlar emitör-baz birleşimini geçerek taban bölgesine ulaşır. Orada elektronların çok düşük bir yüzdesi, P bölgesindeki serbest deliklerle yeniden birleşir. Bu, temel akımı oluşturan çok düşük akım sağlarI_B. Kalan delikler, kollektör akımını oluşturmak için kollektör taban bağlantısından geçer.I_C.

Bir elektron, kollektör terminalinden çıkıp pilin pozitif terminaline girdiğinde, pilin negatif terminalinden bir elektron V_EEyayıcı bölgeye girer. Bu akış yavaş yavaş artar ve elektron akımı transistörden geçer.

Dolayısıyla bunu anlayabiliriz -

Bir NPN transistöründe iletim elektronlar aracılığıyla gerçekleşir.
Kollektör akımı verici akımından daha yüksektir.
Yayıcı akımındaki artış veya azalma kollektör akımını etkiler.

Avantajlar

Bir transistörün birçok avantajı vardır, örneğin -

Yüksek voltaj kazancı.
Daha düşük besleme voltajı yeterlidir.
Düşük güç uygulamaları için en uygun.
Daha küçük ve daha hafiftir.
Vakum tüplerinden mekanik olarak daha güçlü.
Vakum tüpleri gibi harici ısıtma gerekmez.
IC üretmek için dirençler ve diyotlarla entegre olmaya çok uygundur.

Daha düşük güç kaybı nedeniyle yüksek güç uygulamaları için kullanılamama gibi birkaç dezavantaj vardır. Daha düşük giriş empedansına sahiptirler ve sıcaklığa bağımlıdırlar.