Транзистор принцип действия

Как работает транзистор [ПРОСТО И КРАТКО]

Обновлена: 24 Ноября 2022 6964 1

Поделиться с друзьями

Транзистор – прибор, предназначенный для управления током в электрической цепи. Применяется практически во всех моделях видео- и аудио аппаратуры. Полупроводниковые транзисторы пришли на смену морально устаревшим ламповым, которые устанавливались в старые телевизоры. Для изготовления полупроводниковых моделей ранее использовался германий, но сферы его применения ограничены из-за чувствительности к температурным колебаниям. На смену германию пришел кремний, т.к. кремниевые детали стоят дешевле германиевых и более устойчивы к скачкам температуры. Транзисторы небольшой мощности изготавливают в прямоугольных корпусах из полимерных материалов или в металлических цилиндрических. В этой статье мы постараемся простыми словами изложить, что такое транзистор, как он устроен и что делает.

Транзисторы

Устройство транзисторов

Наиболее популярный вид полупроводникового транзистора – биполярный. В устройство транзистора этого типа входит монокристалл, разделенный на 3 зоны: база (Б), коллектор (К) и эмиттер (Э), каждая из которых имеет свой вывод.

Б – база, очень тонкий внутренний слой;
Э – эмиттер, предназначается для переноса заряженных частиц в базу;
К – коллектор, составляющая, которая имеет тип проводимости, одинаковый с эмиттером, предназначена для сбора зарядов, поступивших с эмиттера.

Типы проводимости:

n-типа - носителями зарядов являются электроны.
p-типа - носители зарядов – положительно заряженные «дырки».

Требуемый тип проводимости достигается путем легирования различных частей кремниевого монокристалла. Легирование – это добавление в состав материала различных примесей для улучшения физических и химических свойств этого материала. Транзисторы по типу проводимости раздаются на два типа: n-p-n и p-n-p.

Принцип работы транзистора

Транзистор работает в режимах «Открыто» и «Закрыто». Рассмотрим, как работает транзистор биполярного типа на уровне «чайников», и на каких физических процессах основано его функционирование. В таком транзисторе коллектор и эмиттер сильно легированы, база тонкая, содержит малое количество примесей.

Простое изложение принципа работы биполярного транзистора:

Подключение к зажимам одноименного напряжения к эмиттеру и базе (p подсоединяется к «+», а n – к «-») приводит к появлению тока между эмиттером и базой. В базе образуются носители зарядов. Чем выше напряжение, тем больше количество носителей зарядов появляется в базе. Ток, подаваемый на базу, называется управляющим.
Если к коллектору подключить обратное напряжение (n-коллектор подключается к плюсу, p-коллектор – к минусу), то между эмиттером и коллектором появится разница потенциалов, и между ними потечет ток. Чем больше носителей заряда скапливается в базе, тем сильнее будет ток между коллектором и эмиттером.
При увеличении управляющего напряжения на базе растет ток «эмиттер-коллектор». Причем несущественный рост напряжения приводит к значительному усилению тока «эмиттер-коллектор». Этот принцип используется при производстве усилителей.

Если к эмиттеру и базе подключают напряжение, противоположное по знаку, ток прекращается, и транзистор переходит в закрытое состояние.

Кратко принцип работы полупроводникового транзистора можно изложить так: при подключении к зажимам эмиттера и базы напряжения одноименного заряда прибор переходит в открытое состояние, при подключении к этим выводам обратных зарядов транзистор закрывается.

Как работает транзистор - видео

Была ли статья полезна?

Да

Нет

Оцените статью

Что вам не понравилось?

Другие материалы по теме

Анатолий Мельник

Специалист в области радиоэлектроники и электронных компонентов. Консультант по подбору деталей в компании РадиоЭлемент.

Как работает транзистор?

Подробности: Категория: Начинающим; Опубликовано 29.11.2013 14:41; Автор: Admin; Просмотров: 46676

Транзисторы – это радиоэлектронные компоненты из полупроводникового материала, которые предназначены для преобразований, усилений и генерации электрических колебаний.

Но всё же, как работает транзистор? Говоря простым языком с помощью транзистора можно управлять током. Транзисторами называются любые устройства, которое способно имитировать главные его свойства, а именно – изменять сигнал между двумя разными типами состояний при изменениях сигнала на управляющем электроде.

Транзисторы бывают двух типов:

полевые;
биполярные.

Материалами изготовления служат германий и кремний, но при добавлении примесей способность проводить ток возрастает. Нужно рассмотреть оба типа транзисторов, для того чтобы понять как работает транзистор? На рисунке представлены три области p-n-p или n-p-n из которых состоит любой биполярный транзистор.

Структура транзистора

В биполярных транзисторах носители зарядов двигаются от эмиттера к коллектору. База отделяется от коллектора и эмиттера p-n переходами. Протекает ток через транзистор лишь при инжектировании носителей заряда через p-n переход из эмиттера в базу. Находясь в базе, они начинают становиться неосновными носителями заряда и достаточно легко проникают через p-n переходы. Управление током между коллектором и эмиттером осуществляется за счет изменения напряжения между базой и эмиттером.

Конструкция транзистора

Как работает транзистор в цепи электрического тока?

Основной принцип работы транзистора заключается в управлении электрическим током с помощью незначительного тока являющегося своего рода управляющим током. В полевых транзисторах носители зарядов движутся к коллектору от эмиттера через базу. Существует канал, в легированном проводнике находясь в промежутке между нелегированной подложкой и затвором. В подложке отсутствует заряд, и она не проводит ток. Перед затвором есть область обеднения с отсутствием носителей заряда.

Таким образом, вся ширина канала ограничивается пространством между областью обеднения и пространством между подложкой. Напряжение, прикладываемое к затвору, уменьшает или увеличивает область обеднения, и тем самым ширину самого канала, контролируя при этом ток.

Многие начинающие радиолюбители не так представляют себе принцип работы транзистора. Они думают, что транзистор способен усилить мощность источника питания, но это далеко не так. Важно понимать, что транзистор управляет большим током коллектора с помощью маленького тока протекающего через базу. Здесь речь идет скорее всего об управлении чем об усилении.

Схема подключение транзистора

Схема состоит из двух электрических цепей :

цепь эмиттера;
цепь коллектора;

В цепи эмиттера протекает незначительный ток, который управляет током коллектора. На выходе мы получаем "копию" тока эммитера но усиленного в несколько раз.

Интересное видео о принципе действия транзистора

< Назад
Вперёд >

Добавить комментарий

Что такое транзистор? | Принципы работы транзисторов

В этой статье мы познакомим вас с электронным компонентом под названием транзистор.

Хотите верьте, хотите нет, но в вашем телефоне сотни тысяч транзисторов. Ваш компьютер имеет миллионы! Не будет преувеличением сказать, что жизнь сегодня была бы совсем другой, если бы не был изобретен транзистор.

Название происходит от слияния двух слов передача и резистор , чтобы стать переходным резистором .

Сократите 2 слова и получите транзистор .

Итак, из названия следует, что транзистор каким-то образом выполняет какую-то передачу сопротивления. Позже мы подробнее рассмотрим эту концепцию.

Транзистор — это электронный компонент, используемый в различных схемах и используемый для усиления или переключения электронных сигналов и электроэнергии.

Типы транзисторов

Существует множество различных типов транзисторов, каждый из которых имеет свой электронный символ.

, чтобы назвать лишь несколько:

- есть BJT или биполярное переходное транзистор

- Еще одним распространенным транзистором является FET или полевой транзистор

9002

59 Что такое полупроводник?

Транзистор — это полупроводниковый прибор.

ОК… так что же такое полупроводник?

Проще говоря, полупроводник не является хорошим проводником, но и не является хорошим изолятором. Это где-то посередине.

Все слышали о Кремниевой долине .

Итак, Silicon — это полупроводник, а Силиконовая долина является домом для большого количества изобретателей и производителей, специализирующихся на кремниевых транзисторах и интегральных схемах.

Большинство транзисторов сделаны из кремния. Небольшой процент транзисторов изготовлен из германия, который является еще одним полупроводниковым материалом.

Что означают буквы N и P ?

Базовый транзистор состоит из 3 кусков кремния, соединенных между собой.

Как упоминалось ранее, существует множество различных типов транзисторов.

В этой статье мы сосредоточимся на транзисторе с биполярным переходом, который, вероятно, является наиболее распространенным.

Теперь хороший вопрос: что означают буквы N и P?

Первым этапом изготовления транзистора является процесс изменения проводящих свойств полупроводника путем введения в его структуру примесей. Этот процесс изменения проводимости называется Допинг .

Проще говоря, кусочек сэндвича P более положительный, а кусочек сэндвича N более отрицательный из-за легирования.

Транзистор с биполярным соединением

Хорошо… теперь мы знаем, что транзистор — это, по сути, сэндвич, состоящий из 3 кусков полупроводникового материала, легированного для того, чтобы сделать P фрагментов более положительными, а N фрагментов — более отрицательными.

Давайте поближе познакомимся с BJT.

Существует 2 типа BJT. Им даются имена, основанные на содержании легирующих элементов полупроводниковых элементов в каждом из них.

Один называется NPN , а другой называется PNP . Каждый имеет свой электронный символ.

К каждому куску бутерброда подключен терминал, и каждому терминалу дано имя. Названия: Излучатель, База и Коллектор.

Мы намеренно избегаем теории транзисторов, включая концепции ковалентной связи, зоны истощения и смещения, поскольку существует бесконечное количество веб-сайтов, где вы можете получить эту информацию, если вам это интересно.

Вот вам пара советов….

Стрелка всегда является частью соединения Emitter/Base.

Типы можно определить по направлению стрелки.

Применение транзисторов

Транзистор в качестве усилителя

Если мы посмотрим на управление большим напряжением с помощью малого напряжения, мы можем сказать, что выполняем усиление. Транзистор может это сделать.

Транзистор в качестве переключателя

Способность транзистора действовать как переключатель или выполнять передачу сопротивления делает его очень полезным компонентом в промышленных приложениях.

Давайте посмотрим, как работает транзистор в качестве переключателя.

Переключающая часть транзистора находится между коллектором и эмиттером.

Переключатель управляется изменением напряжения между Базой и Эмиттером.

Если входное напряжение равно 0 вольт, переключатель разомкнут, сопротивление бесконечно, а выходное напряжение равно +10 вольт.

Если входное напряжение равно +10 вольт, переключатель замкнут, сопротивление равно нулю, а выходное напряжение равно 0 вольт.

Транзисторный радиоприемник

Существует бесчисленное множество применений транзисторов.

Одним из применений, оказавших огромное влияние, было изобретение транзисторного радиоприемника.

До появления транзисторов радиоприемники представляли собой громоздкие предметы мебели, заполненные электронными лампами, обеспечивающими необходимое усиление звука.

После изобретения транзистора звуковые сигналы теперь могли воспроизводиться крошечными транзисторами.

Итак, транзисторный радиоприемник стал портативным и совсем маленьким.

Применение транзисторов в промышленности

Бесконтактный переключатель

Транзисторы также используются в промышленности.

Например, традиционные концевые выключатели заменяются активными датчиками приближения.

Выход активного датчика приближения представляет собой транзисторный переключатель. Активный бесконтактный переключатель не имеет движущихся частей и не подвержен износу или поломке.

Модули вывода ПЛК

Включение транзисторов в модули вывода ПЛК — еще один пример применения транзисторов в промышленности.

Выходные модули ПЛК теперь имеют транзисторные выходные схемы.

Ранние ПЛК использовали релейное переключение для управления нагрузками.

Вместо управления реле модуль ПЛК может управлять устройством вывода с помощью транзисторного переключателя. Опять же... нет движущихся частей... повышенная надежность и явное преимущество в скорости переключения!

Резюме

Хорошо, … давайте рассмотрим то, что мы рассмотрели в этой статье

— Транзисторы — это электронные компоненты, используемые в цепи для управления большим током или напряжением с помощью небольшого напряжения или тока.

— Слово «транзистор» происходит от сочетания двух слов «передача» и «резистор».

– Транзисторы изготовлены из кремния или германия, которые являются полупроводниковыми материалами.

– Полупроводник не является ни проводником, ни изолятором, а чем-то средним.

— Наиболее распространены транзисторы BJT.

– BJT двух типов: NPN и PNP.

– BJT используются для усиления звука и в качестве электронных коммутационных устройств.

Возможно, вы захотите ознакомиться с другими нашими статьями:

Если у вас есть какие-либо вопросы о транзисторах и применении транзисторов в промышленности, добавьте их в комментарии ниже, и мы свяжемся с вами менее чем через 24 часа. часы.

У вас есть друг, клиент или коллега, которым может пригодиться эта информация? Пожалуйста, поделитесь этой статьей.

The Realpars Team

Поиск для:

Инженер по автоматизации

Опубликовано 21 декабря, 2020

от Ted Mortenson

Инженер по автоматизации

опубликовано 21 декабря 2020

Что такое транзистор? Типы, применение, принцип работы

Транзистор определяется как полупроводниковое устройство, в основном состоящее из трех выводов для усиления или переключения электронных сигналов и обеспечения электропитания. Обычно классифицируемые как транзисторы с биполярным переходом (BJT) и полевые транзисторы (FET), эти устройства обеспечивают существование радиоприемников, компьютеров, калькуляторов и т. д., которые вы используете сегодня.

Поскольку современные транзисторы, такие как BC547, 2n2222, 2n3904 и т. д., используются в микроконтроллерах (например, Arduino) или в приложениях для создания электрических схем, важно, чтобы мы более подробно рассмотрели транзисторы в сегодняшнем блоге.

Типы транзисторов и символы их цепей

Ранее мы упоминали, что существует два типа транзисторов; БЮТ и полевые транзисторы. В этом разделе мы углубимся в каждый тип транзистора и объясним, как он работает.

Что такое BJT (NPN и PNP) и как это работает? Типовой BJT

Во-первых, для BJT существует две итерации или версии; NPN и PNP BJT с символами схем, как показано ниже:

BJT: символы цепей NPN и PNP

Как вы можете видеть, итерации NPN и PNP имеют помеченные выводы; Коллектор (C), база (B) и эмиттер (E). Разницу между ними можно заметить по направлению стрелки; где для NPN стрелка выходит из базы, а для PNP стрелка входит в базу.

Как работает BJT?

Теперь, когда мы определили, что такое биполярные транзисторы, мы рассмотрим, как они работают, на простой иллюстрации ниже: N-легированного материала, где электроны вместо этого передаются от эмиттера к коллектору. Затем эмиттер «испускает» электроны в базу, при этом база контролирует нет. испускаемых эмиттером электронов. Испущенные электроны окончательно собираются коллектором и отправляются в следующую часть цепи.

В то время как PNP-транзистор состоит из слоя полупроводника, легированного азотом, между двумя слоями материала, легированного фосфором, где усиливается базовый ток, поступающий в коллектор. По сути, текущий поток по-прежнему контролируется базой, но течет в противоположном направлении. Кроме того, вместо испускания электронов эмиттер в PNP испускает «дырки» (концептуальное отсутствие электронов), которые затем собираются коллектором.

Что такое полевой транзистор и как он работает?

Полевой транзистор, другой тип транзистора, чаще всего классифицируется как MOSFET (полевой транзистор металл-оксид-полупроводник) и состоит из штырей; Ворота, исток, сток. С другой конструкцией контактов он работает немного иначе, чем BJT.

Как работают полевые транзисторы

Чтобы понять, как работают полевые транзисторы, мы рассмотрим типичную принципиальную схему: база для MOSFET

Две стороны этой подложки p-типа сильно легированы примесью n-типа (обозначены как n+)

Затем выводы стока (исток и сток) выводятся из этих двух концевых областей

Вся поверхность подложки покрыта слоем диоксида кремния

Диоксид кремния действует как изоляция

Затем поверх диоксида кремния помещается тонкая металлическая пластина с изоляцией, действующая как пластина конденсатора

Затем клемма затвора выводится из тонкой металлической пластины

Затем формируется цепь постоянного тока путем подключения источника напряжения между этими двумя областями n-типа (отмечены красным)

При подаче напряжения на затворе он генерирует электрическое поле, которое изменяет ширину области канала, по которой текут электроны. Чем шире область канала, тем лучше проводимость устройства.

БЮТ и МОП-транзистор

Теперь, когда мы рассмотрели оба типа транзисторов; BJT and FET (Commonly known MOSFET), let's take a look at their differences shown in the table below:

	MOSFET	BJT
Definition	Metal oxide semiconductor field- эффектный транзистор	Биполярный переходной транзистор
Аппаратная конструкция	3 вывода: затвор, исток, сток с более сложной структурой	3 клеммы: Эмиттер, база и коллектор
Принцип работы	Работа MOSFET зависит от напряжения на электроде затвора с оксидной изоляцией	Работа биполярных транзисторов зависит от тока. на базовом терминале
Пригодность для использования	Высокая мощность, приложения для управления током Аналоговые и цифровые схемы	Слаботочные приложения

Какой транзистор выбрать?

Хотя полевой МОП-транзистор обладает преимуществами по сравнению с биполярными транзисторами, такими как регулирование напряжения, выбор любого из них зависит от целей вашего приложения. Вот для чего подходит каждый транзистор:

Если вы хотите регулировать протекание сильного тока в узких импульсах или для любых приложений с высокой мощностью, MOSFET — это то, что вам нужно.
Для обычных электрических цепей или слаботочных домашних приложений, BJT вполне может быть достаточно для выполнения работы

Применение транзистора

Транзистор чаще всего используется либо в качестве электронного переключателя в цифровых схемах, либо в качестве усилителя. Давайте объясним, как работает каждое приложение.

Транзисторы как переключатели

Переключатели включаются и выключаются, где для транзисторов он действует как таковой, создавая двоичный эффект включения/выключения переключателя, поэтому для его переключения не требуется исполнительный механизм, а вместо этого напряжения. Такое приложение используется для управления потоком энергии в другую часть цепи. Другими словами, небольшой ток, протекающий через одну часть транзистора, обеспечивает гораздо больший ток через другую часть транзистора.

Транзисторы в качестве переключателей можно увидеть в микросхемах памяти, где присутствуют миллионы транзисторов, которые включаются и выключаются.

Транзисторы в качестве усилителя

Помимо работы в качестве переключателей, транзисторы также работают в качестве усилителя, потребляя слабый электрический ток и производя гораздо более высокий выходной ток на другом конце. Такие транзисторы обычно используются в таких продуктах, как слуховые аппараты, радиоприемники и т. д. в диапазоне мкВ.

Рекомендуемые транзисторы для использования

Ранее мы установили, что полевой МОП-транзистор является частью семейства полевых транзисторов, что делает его отличным вариантом для управления большими токами. Но знаете ли вы, что это первый компактный транзистор, который можно миниатюризировать для широкого спектра применений?

Да! с революцией в электронных технологиях он постепенно превратился в миниатюрные модули для использования в микроконтроллерах (например, Arduino)

Ниже мы приводим рекомендуемый транзистор MOSFET, идеально подходящий для такого использования!

Grove — MOSFET Grove — MOSFET

Как следует из названия, Grove — MOSFET — это миниатюрный MOSFET-транзистор, который поможет вам легко управлять высоковольтным проектом с помощью платы Arduino!

Особенности:

Две винтовые клеммы на плате; один для внешнего источника питания, а другой для устройства, которым вы хотите управлять с помощью
Управление напряжением 5–15 В

Благодаря нашей системе Grove вы также сможете испытать plug and play через наши кабели Grove, легко добавляя или удаляя этот транзистор в свой электронный проект!

Хотите узнать больше о Grove — MOSFET? Вы можете посетить страницу продукта здесь, чтобы ознакомиться с техническим описанием, схемой и многим другим!

Краткий обзор

Это все, что касается сегодняшнего руководства по транзисторам.