Транзистор — Обзор

Зная подробности об одном PN-переходе или просто диоде, давайте попробуем перейти к соединению с двумя PN-переходами. Если другой материал P-типа или материал N-типа добавляется к одному PN-соединению, будет сформировано другое соединение. Такое образование просто называется транзистором .

Транзистор — это трехполюсное полупроводниковое устройство, которое регулирует ток или напряжение и действует как переключатель или затвор для сигналов.

Использование транзистора

• Транзистор действует как усилитель , где мощность сигнала должна быть увеличена.

• Транзистор также действует как переключатель для выбора между доступными опциями.

• Он также регулирует входящий ток и напряжение сигналов.

Транзистор действует как усилитель , где мощность сигнала должна быть увеличена.

Транзистор также действует как переключатель для выбора между доступными опциями.

Он также регулирует входящий ток и напряжение сигналов.

Конструктивные детали транзистора

Транзистор представляет собой трехполюсное твердотельное устройство, которое формируется путем подключения двух диодов друг к другу. Следовательно, у него есть два PN перехода . Три клеммы вытянуты из трех полупроводниковых материалов, присутствующих в нем. Этот тип подключения предлагает два типа транзисторов. Это PNP и NPN, что означает материал N-типа между двумя P-типами, а другой материал типа P между двумя N-типами соответственно.

На следующем рисунке показана основная конструкция транзисторов

Три клеммы, взятые из транзистора, обозначают клеммы эмиттера, базы и коллектора . Они имеют свою функциональность, как описано ниже.

эмиттер

• Левая сторона показанной выше конструкции может пониматься как излучатель .

• Он имеет умеренный размер и сильно легирован, так как его основной функцией является обеспечение ряда основных носителей , то есть электронов или дырок.

• Поскольку это испускает электроны, это называется Эмиттером.

• Это просто обозначено буквой Е.

Левая сторона показанной выше конструкции может пониматься как излучатель .

Он имеет умеренный размер и сильно легирован, так как его основной функцией является обеспечение ряда основных носителей , то есть электронов или дырок.

Поскольку это испускает электроны, это называется Эмиттером.

Это просто обозначено буквой Е.

База

• Средний материал на рисунке выше — Основа .

• Это тонкий и слегка легированный .

• Его основная функция заключается в передаче большинства носителей от эмиттера к коллектору.

• Это обозначено буквой B.

Средний материал на рисунке выше — Основа .

Это тонкий и слегка легированный .

Его основная функция заключается в передаче большинства носителей от эмиттера к коллектору.

Это обозначено буквой B.

Коллектор

• Материал с правой стороны на приведенном выше рисунке можно понимать как коллектор .

• Его название подразумевает его функцию сбора носителей .

• Это немного больше по размеру, чем излучатель и база. Это умеренно легированный .

• На это указывает буква C.

Материал с правой стороны на приведенном выше рисунке можно понимать как коллектор .

Его название подразумевает его функцию сбора носителей .

Это немного больше по размеру, чем излучатель и база. Это умеренно легированный .

На это указывает буква C.

Символы транзисторов PNP и NPN показаны ниже.

Стрелка на приведенных выше рисунках обозначала эмиттер транзистора. Поскольку коллектор транзистора должен рассеивать гораздо большую мощность, он становится большим. Благодаря специфическим функциям излучателя и коллектора они не являются взаимозаменяемыми . Следовательно, клеммы всегда следует учитывать при использовании транзистора.

В практическом транзисторе рядом с выводом эмиттера имеется выемка для идентификации. Транзисторы PNP и NPN можно дифференцировать с помощью мультиметра. На следующем рисунке показано, как выглядят разные практические транзисторы.

До сих пор мы обсуждали конструктивные детали транзистора, но чтобы понять работу транзистора, сначала нам нужно знать о смещении.

Транзистор смещения

Поскольку мы знаем, что транзистор представляет собой комбинацию из двух диодов, у нас есть два перехода здесь. Так как одно соединение находится между эмиттером и основанием, которое называется соединением эмиттер -база, и аналогично, другое соединение коллектор-база .

Смещение контролирует работу схемы, обеспечивая источник питания. Функция обоих PN-переходов контролируется путем обеспечения смещения цепи через некоторый источник постоянного тока. На рисунке ниже показано, как смещен транзистор.

Посмотрев на рисунок выше, мы понимаем, что

• Материал N-типа снабжен отрицательной подачей, а материал Р-типа снабжен положительной подачей для замыкания в прямом направлении .

• Материал N-типа имеет положительную подачу, а материал P-типа имеет отрицательную подачу для создания обратного смещения цепи.

Материал N-типа снабжен отрицательной подачей, а материал Р-типа снабжен положительной подачей для замыкания в прямом направлении .

Материал N-типа имеет положительную подачу, а материал P-типа имеет отрицательную подачу для создания обратного смещения цепи.

При подаче питания базовое соединение эмиттера всегда смещено вперед, так как сопротивление эмиттера очень мало. Основание коллектора коллектора имеет обратное смещение, и его сопротивление немного выше. Небольшого прямого смещения достаточно в соединении эмиттера, в то время как высокое обратное смещение должно быть применено в коллекторном соединении.

Направление тока, указанное в схемах выше, также называемое условным током, представляет собой движение тока дырок, противоположное току электронов .

Работа PNP Транзистора

Работу PNP-транзистора можно объяснить, посмотрев на следующий рисунок, на котором соединение эмиттер-база смещено вперед, а соединение коллектор-база смещено обратно.

Напряжение V _EE обеспечивает положительный потенциал на эмиттере, который отталкивает отверстия в материале P-типа, и эти отверстия пересекают соединение эмиттер-основание, чтобы достичь базовой области. Там очень низкий процент дырок воссоединяется со свободными электронами N-области. Это обеспечивает очень низкий ток, который составляет базовый ток I _B. Оставшиеся отверстия пересекают переход коллектор-основание, образуя ток коллектора I _C , который является током отверстия.

Когда отверстие достигает клеммы коллектора, электрон от отрицательной клеммы аккумулятора заполняет пространство в коллекторе. Этот поток медленно увеличивается, и меньший ток электрона течет через эмиттер, где каждый электрон, попадающий на положительную клемму V _EE , заменяется отверстием, перемещаясь в направлении соединения эмиттера. Это составляет ток эмиттера I _E.

Следовательно, мы можем понять, что —

• Проводимость в транзисторе PNP проходит через отверстия.

• Ток коллектора немного меньше тока эмиттера.

• Увеличение или уменьшение тока эмиттера влияет на ток коллектора.

Проводимость в транзисторе PNP проходит через отверстия.

Ток коллектора немного меньше тока эмиттера.

Увеличение или уменьшение тока эмиттера влияет на ток коллектора.

Работа NPN Транзистора

Работу NPN-транзистора можно объяснить, посмотрев на следующую фигуру, на которой соединение эмиттер-база смещено вперед, а соединение коллектор-база смещено обратно.

Напряжение V _EE обеспечивает отрицательный потенциал на эмиттере, который отталкивает электроны в материале N-типа, и эти электроны пересекают переход эмиттер-основание, чтобы достичь базовой области. Там очень низкий процент электронов воссоединяется со свободными дырками P-области. Это обеспечивает очень низкий ток, который составляет базовый ток I _B. Оставшиеся отверстия пересекают коллектор-основание, образуя ток коллектора I _C.

Когда электрон выходит из коллектора и входит в положительную клемму батареи, электрон от отрицательной клеммы батареи V _EE входит в область эмиттера. Этот поток медленно увеличивается, и электрический ток течет через транзистор.

Следовательно, мы можем понять, что —

• Проводимость в NPN-транзисторе происходит через электроны.

• Ток коллектора выше, чем ток эмиттера.

• Увеличение или уменьшение тока эмиттера влияет на ток коллектора.

Проводимость в NPN-транзисторе происходит через электроны.

Ток коллектора выше, чем ток эмиттера.

Увеличение или уменьшение тока эмиттера влияет на ток коллектора.

Преимущества транзисторов

Есть много преимуществ использования транзистора, таких как —

• Усиление высокого напряжения.
• Более низкое напряжение питания достаточно.
• Наиболее подходит для приложений с низким энергопотреблением.
• Меньше и легче по весу.
• Механически прочнее, чем вакуумные трубки.
• Не требуется внешний нагрев, как вакуумные трубки.
• Очень подходит для интеграции с резисторами и диодами для производства интегральных схем.

Есть несколько недостатков, таких как они не могут быть использованы для приложений с высокой мощностью из-за более низкого рассеивания мощности. Они имеют более низкий входной импеданс и зависят от температуры.