Cum funcționează un tranzistor?

Tranzistorul a fost inventat de William Shockley în 1947. Un tranzistor este un dispozitiv semiconductor cu trei terminale care poate fi folosit pentru comutarea aplicațiilor, amplificarea semnalelor slabe și în cantități de mii și milioane de tranzistoare sunt interconectate și încorporate într-un mic circuit integrat / chip, ceea ce face memoria calculatorului.

Tipuri de tranzistor bipolar

Ce este tranzistorul?
Tranzistorul este un dispozitiv semiconductor care poate funcționa ca un amplificator de semnal sau ca un comutator solid. Transistorul poate fi considerat drept două joncțiuni pn care sunt plasate înapoi în spate.

Structura are două joncțiuni PN cu o regiune de bază foarte mică între cele două zone periferice ale colectorului și emițătorului. Există trei clasificări principale ale tranzistorilor, fiecare având propriile simboluri, caracteristici, parametri de proiectare și aplicații.


Transistor de joncțiune bipolară
BJT-urile sunt considerate dispozitive acționate de curent și au o impedanță de intrare relativ mică. Acestea sunt disponibile ca tipuri NPN sau PNP. Denumirea descrie polaritatea materialului semiconductor utilizat pentru fabricarea tranzistorului.

Direcția săgeții indicată în simbolul tranzistorului indică direcția curentului prin ea. Astfel, în tipul NPN, curentul iese din terminalul emițătorului. În timp ce în PNP curentul trece în emițător.


Emisii de câmp tranzistori
FET-urile sunt denumite dispozitive cu tensiune care au o impedanță mare de intrare. Emisiile de câmp tranzistori sunt subclasificate în continuare în două grupuri, Tranzistoare cu efecte de câmp cu joncțiune (JFET) și Tranzistoare cu efect de câmp semiconductor cu oxid de metal (MOSFET).

Emisii de câmp tranzistori

Metal Oxide Semiconductor FET (MOSFET)
Similar cu JFET de mai sus, cu excepția tensiunii de intrare este capacitiv cuplat la tranzistor. Dispozitivul are o scurgere redusă de energie, dar poate fi deteriorat ușor prin descărcarea statică.

MOSFET (nMOS și pMOS)

Tranzistor bipolar cu izolație la intrare (IGBT)
IGBT este cea mai recentă dezvoltare a tranzistorului. Acesta este un dispozitiv hibrid care combină caracteristicile ambelor dispozitive BJT cu dispozitivele capacitive cuplate și cu dispozitivul NMOS / PMOS cu intrare înaltă a impedanței.

Tranzistor bipolar cu izolație la intrare (IGBT)

Cum funcționează tranzistorul - tranzistor bipolar cu joncțiune?
În acest articol, vom discuta despre funcționarea tranzistorului bipolar. BJT este un dispozitiv cu trei ieșiri, cu un emițător, un colector și un conductor de bază. Practic, BJT este un dispozitiv cu curent. Două joncțiuni PN există în cadrul unui BJT.

Există o joncțiune PN între emițător și regiunea de bază, o secundă există între colector și regiunea de bază. O cantitate mică de curent de emițător la bază (curent de bază măsurat în microîntrerupătoare) poate controla un debit de curent destul de mare prin dispozitivul de la emițător la colector (curent colector măsurat în milliamps).

Transistorii bipolari sunt disponibili în natură în ceea ce privește polaritățile. NPN are un emițător și un colector de material semiconductor de tip N și materialul de bază este materialul semiconductor tip P. În PNP aceste polarități sunt pur și simplu inversate aici, emițătorul și colectorul sunt materiale semiconductoare de tip P și baza este materiale tip N.

Funcțiile tranzistorilor NPN și PNP sunt în esență aceleași, dar polaritățile sursei de alimentare sunt inversate pentru fiecare tip. Singura diferență majoră dintre aceste două tipuri este că tranzistorul NPN are un răspuns de frecvență mai mare decât tranzistorul PNP (deoarece fluxul de electroni este mai rapid decât fluxul gaurii). Prin urmare, în cazul aplicațiilor de înaltă frecvență, se utilizează tranzistoare NPN.

În exploatarea BJT obișnuită, joncțiunea de bază-emițător este orientată înainte și joncțiunea colector-bază este inversă părtinitoare. Când un curent curge prin joncțiunea de bază-emitor, un curent curge, de asemenea, în circuitul colector. Acest lucru este mai mare și proporțional cu cel din circuitul de bază.

Pentru a explica modul în care se întâmplă acest lucru, se ia exemplul unui tranzistor NPN. Aceleași principii sunt utilizate pentru tranzistorul pnp, cu excepția faptului că purtătoarea curentă este mai degrabă găuri decât electroni, iar tensiunile sunt inversate.

Funcționarea unui BJT
Emițătorul dispozitivului NPN este fabricat dintr-un material de tip n, de unde majoritatea purtătorilor sunt electroni. Atunci când joncțiunea emițător de bază este avansată, electronii se deplasează din regiunea de tip n către regiunea de tip p, iar orificiile se deplasează către regiunea de tip n.

Când se apropie reciproc, ele se combină, permițând unui curent să curgă peste joncțiune. Când joncțiunea este inversată, găurile și electronii se îndepărtează de joncțiune, acum se formează o regiune de epuizare între cele două zone și nu există curent.

Atunci când un curent curge între bază și emițător, electronii părăsesc emițătorul și curg în bază, ilustrația prezentată în diagrama de mai sus. În general, electronii s-ar combina atunci când ajung la regiunea epuizării.

BJT Circuitul de Biasing Transistor NPN

Cu toate acestea, nivelul dopajului din această regiune este foarte scăzut, iar baza este, de asemenea, foarte subțire. Aceasta înseamnă că majoritatea electronilor sunt capabili să călătorească în această regiune fără a recombina cu găurile. Drept urmare, electronii se deplasează spre colector (datorită potențialului pozitiv al colectorului).

În acest fel, aceștia sunt capabili să curgă peste ceea ce este în mod eficient o joncțiune părtinitoare inversă, iar curentul circulă în circuitul colector.

Se constată că curentul colectorului este semnificativ mai mare decât curentul de bază și deoarece proporția de electroni care combină cu găuri rămâne aceeași, curentul colectorului este întotdeauna proporțional cu curentul de bază.

Raportul bazei cu curentul colectorului este dat cu simbolul grec β. De obicei, raportul β poate fi între 50 și 500 pentru un tranzistor de semnal mic.

Aceasta înseamnă că curentul de colector va fi între 50 și 500 ori mai mare decât cel al curentului din regiunea de bază. Pentru tranzistoarele de înaltă putere, valoarea lui β este probabil să fie mai mică, cifrele 20 fiind neobișnuite.


Aplicații pentru tranzistori

1. Cele mai frecvente aplicații ale tranzistorului cuprind comutatoare analogice și digitale, regulatoare de putere, multi-vibratori, diferiți generatori de semnal, amplificatoare de semnal și controlere de echipamente.

2. Tranzistorii sunt blocurile de bază ale circuitelor integrate și cele mai recente electronice.

3. O aplicație majoră a tranzistorului este ca microprocesoarele să cuprindă peste un miliard de tranzistori în fiecare cip.

Poate vă place:

http://fmuser.net/search.asp?page=1&keys=Transistor&searchtype=

http://fmuser.net/search.asp?keys=MOSFET&Submit=Search

Cum se utilizează generatoare de semnal pentru Ham Radio

Lăsaţi un mesaj 

Lista de mesaje