Различите врсте транзистора и њихов рад

Како се наш мозак састоји од 100 милијарди ћелија названих Неурони, које се користе за размишљање и памћење ствари. Као што рачунар такође има милијарде сићушних можданих ћелија названих Транзистори. Састоји се од екстракта хемијских елемената из песка званог силицијум. Транзистори радикално мењају теорију електронике, будући да су је пре више од пола века дизајнирали Јохн Бардеен, Валтер Браттаин и Виллиам Схоцклеи.

Дакле, рећи ћемо вам како раде или шта су заправо?

Шта су транзистори?

Ови уређаји су направљени од полупроводничког материјала који се обично користи за појачавање или пребацивање, а такође се могу користити и за контролу протока напона и струје. Такође се користи за појачавање улазних сигнала у опсег излазног сигнала. Транзистор је обично чврсти електронски уређај који се састоји од полупроводничких материјала. Електронска циркулација струје може се променити додавањем електрона. Овај процес доноси варијације напона да утичу на пропорционално многе варијације излазне струје, доводећи до појачања. Не садрже сви, али већина електронских уређаја једну или више врста транзистора. Неки од транзистора смештени су појединачно или углавном у интегрисане склопове који се разликују у зависности од њихове примене у држави.

„Транзистор је компонента типа инсекта са три ноге, која се налази појединачно у неким уређајима, али у рачунарима је упакована у милионе бројева у малим микрочиповима“

Од чега се састоји транзистор?

Транзистор се састоји од три слоја полупроводника који имају способност задржавања струје. Материјал који проводи електричну енергију, попут силицијума и германијума, има способност да преноси електричну енергију између проводника и изолатора који је затворен пластичним жицама. Полупроводнички материјали се третирају неким хемијским поступком који се назива допирање полупроводника. Ако је силицијум допингован арсеном, фосфором и антимоном, добиће неке носаче додатног наелектрисања, тј. Електроне, познате као Н-тип или негативни полупроводник, док ако се силицијум допира другим нечистоћама попут бора, галијума, алуминијума, добиће се мање носача наелектрисања, тј. рупа, познато је као П-тип или позитивни полупроводник.

Како ради транзистор?

Концепт рада је главни део да се разуме како се користи транзистор или како он функционише? У транзистору постоје три терминала:

• База: даје базу транзисторским електродама.

• Емитер: Носачи пуњења које емитује ово.

• Сакупљач: Носачи пуњења прикупљени овим.

Ако је транзистор НПН типа, треба да применимо напон од 0,7 в да би га активирао, а како се напон примењен на основну иглу транзистор УКЉУЧУЈЕ што је усмерено унапред и струја почиње да тече кроз колектор до емитера (такође се назива засићење регион). Када је транзистор у обрнуто пристрасном стању или је основни пин уземљен или на њему нема напона, транзистор остаје у стању ИСКЉУЧЕНО и не дозвољава проток струје од колектора до емитора (који се назива и одсечена област).

Ако је транзистор типа ПНП, он је нормално у стању УКЉУЧЕНО, али не треба рећи да је савршено укључен све док основни пин не постане савршено уземљен. Након уземљења основног пина, транзистор ће бити у обрнуто пристрасном стању или ће бити укључен. Како се напајање испоручује на основни пин, он престаје да проводи струју од колектора до емитора, а за транзистор се каже да је у искљученом стању или унапред пристрасном стању.

За заштиту транзистора серијски повезујемо отпор, за проналажење вредности тог отпора користимо доњу формулу:

Р _Б = В _БЕ / И _Б.

Различите врсте транзистора:

Транзистор углавном можемо поделити у две категорије: транзистор са биполарним спојем (БЈТ) и транзистор са ефектом поља (ФЕТ). Даље можемо да га поделимо као доле:

Биполарни транзистор (БЈТ)

Транзистор за биполарни спој састоји се од допираног полупроводника са три терминала, тј. Базом, емитором и колектором. У овом поступку су укључене и рупе и електрони. Велика количина струје која пролази у колектор на емитер укључује се модификовањем мале струје од базе до терминала емитора. Они се такође називају и уређаји којима се контролише струја. НПН и ПНП су два основна дела БЈТ-а као што смо раније разговарали. БЈТ се укључио давањем улаза у базу јер има најмању импедансу за све транзисторе. Појачање је такође највеће за све транзисторе.

У врсте БЈТ су следећи:

1. НПН транзистор:

У средњем региону НПН транзистора, тј. База је п-типа, а два спољна региона, тј. Емитер и колектор су н-типа.

У активном режиму унапред, НПН транзистор је пристран. Према извору једносмерне струје Вбб, спој база-емитер биће пристран унапред. Према томе, на овом споју ће се смањити регион исцрпљивања. Колектор према основном споју је уназад пристран, повећаће се подручје исцрпљивања колектора до основног споја. Већина носача наелектрисања су електрони за емитер н-типа. Базни емитерски спој је пристран унапред па се електрони крећу према базном подручју. Према томе, ово узрокује емитерску струју тј. Базни регион је танак и лагано је допиран рупама, формирана је комбинација електрона и рупа, а неки електрони остају у базном региону. Ово узрокује врло малу основну струју Иб. Базни колекторски спој је обрнуто пристран према рупама у основном региону и електронима у колекторском региону, али је унапред пристран према електронима у базном региону. Преостали електрони базне области које привлачи терминал колектора узрокују колекторску струју Иц. Проверите више о НПН транзистору овде.

2. ПНП транзистор:

У средњем региону ПНП транзистора, тј. База је н-типа, а два спољна региона, тј. Колектор и емитер су п-типа.

Као што смо горе разматрали у НПН транзистору, он такође ради у активном режиму. Већина носача наелектрисања су рупе за емитер типа п. За ове рупе, спој емитора базе биће пристран унапред и креће се према основном подручју. Ово узрокује струју емитера, тј. Подручје базе је танко и лагано допирано електронима, формирана је комбинација електрона и рупа, а неке рупе остају у бази. Ово узрокује врло малу основну струју Иб. Спој основног колектора је обрнуто пристран на рупе у основном региону и рупе у колекторском региону, али је унапред пристран на рупе у основном региону. Преостале рупе у основном подручју које привлачи терминал колектора узрокују струју колектора Иц. Проверите више о ПНП транзистору овде.

Шта су конфигурације транзистора?

Генерално постоје три врсте конфигурација и њихови описи с обзиром на добитак су следећи:

Конфигурација заједничке базе (ЦБ): Нема појачање струје, али има појачање напона.

Конфигурација заједничког колектора (ЦЦ): Има струјно појачање, али нема појачање напона.

Конфигурација заједничког емитера (ЦЕ): Има и струјно појачање и појачање напона.

Конфигурација заједничке базе транзистора (ЦБ):

У овом колу основа је постављена заједнички и за улаз и за излаз. Има малу улазну импедансу (50-500 ома). Има високу излазну импедансу (1-10 мега охма). Напони измерени у односу на основне терминале. Дакле, улазни напон и струја биће Вбе & Ие, а излазни напон и струја ће бити Вцб & Иц.

Тренутни добитак биће мањи од јединице, тј. Алфа (дц) = Иц / Ие
Појачање напона ће бити велико.
Пораст снаге ће бити просечан.

Конфигурација заједничког транзистора (ЦЕ):

У овом колу емитер је постављен заједнички и за улаз и за излаз. Улазни сигнал се примењује између базе и емитора, а излазни сигнал између колектора и емитора. Вбб и Вцц су напони. Има високу улазну импедансу, тј. (500-5000 ома). Има ниску излазну импедансу, тј. (50-500 кило охма).

Тренутни добитак ће бити висок (98), тј. Бета (дц) = Иц / Ие
Добитак снаге је до 37дб.
Излаз ће бити 180 степени ван фазе.

Конфигурација заједничког колектора транзистора:

У овом колу колектор је постављен заједнички и за улаз и за излаз. Ово је такође познато као пратилац емитора. Има високу улазну импедансу (150-600 кило охма). Има ниску излазну импедансу (100-1000 охма).

Тренутни добитак ће бити висок (99).
Појачање напона биће мање од јединице.
Пораст снаге ће бити просечан.

Транзистор са ефектом поља (ФЕТ):

Транзистор са ефектом поља садржи три регије као што су извор, капија, одвод. Они се називају уређајима који контролишу напон док контролишу ниво напона. Да би се контролисало електрично понашање, може се одабрати споља примењено електрично поље због чега се назива транзистор са ефектом поља. У овом току струја тече због већинских носача наелектрисања, тј. Електрона, отуда познатих и као униполарни транзистор. Има углавном високу улазну импедансу у мега охима са нискофреквентном проводношћу између одвода и извора под надзором електричног поља. ФЕТ-ови су високо ефикасни, снажни и имају мању цену.

Транзистори са пољским ефектом су два типа, тј. Транзистори са спојним пољским ефектима (ЈФЕТ) и транзистори са ефектом металног оксида (МОСФЕТ). Струја пролази између два канала која су именована као н-канал и п-канал.

Спојни транзистор са ефектом поља (ЈФЕТ)

Транзистор са ефектом поља споја нема ПН спој, али уместо полупроводничких материјала велике отпорности они формирају силицијумске канале типа н & п за проток већинских носача наелектрисања са два прикључка или одводни или изворни прикључак. У н-каналу проток струје је негативан, док је у п-каналу ток струје позитиван.

Рад ЈФЕТ-а:

У ЈФЕТ-у постоје две врсте канала који се називају: н-канални ЈФЕТ и п-канални ЈФЕТ

Н-Цханнел ЈФЕТ:

Овде морамо разговарати о главном раду н-каналног ЈФЕТ-а за два услова како следи:

Прво, када је Вгс = 0, Нанесите мали позитивни напон на одводну стезаљку на којој је Вдс позитиван. Због примењеног напона Вдс, електрони теку од извора до одвода и узрокују одводну струју Ид. Канал између одвода и извора делује као отпор. Нека је н-канал уједначен. Различити нивои напона подешени одводном струјом Ид и померају се од извора до одвода. Напон је највећи на одводној стезаљци, а најмањи на изводној стезаљци. Одвод је обрнуто пристран, тако да је слој осиромашења овде шири.

Вдс се повећава, Вгс = 0 В.

Осиромашени слој се повећава, ширина канала смањује. Вдс се повећава на нивоу где се додирују две области исцрпљивања, ово стање познато као процес одбијања и узрокује одвајање напона Вп.

Овде се Ид стегнуто-искључује на 0 МА и Ид достиже на нивоу засићења. Ид са Вгс = 0 познат као струја засићења извора одвода (Идсс). Вдс се повећао на Вп где тренутни Ид остаје исти, а ЈФЕТ делује као константни извор струје.

Друго, када Вгс није једнако 0, Примени негативне Вгс и Вдс варира. Ширина региона исцрпљивања се повећава, канал постаје уски и отпор се повећава. Тече мања одводна струја и достиже ниво засићења. Због негативног Вгс, ниво засићења се смањује, Ид се смањује. Пинцх-офф напон непрекидно опада. Због тога се назива и уређај под надзором напона.

Карактеристике ЈФЕТ-а:

Карактеристике показују различите регионе који су следећи:

Охмичка регија: Вгс = 0, слој осиромашења мали.

Резна граница: Такође позната као пинцх офф регија, јер је отпор канала максималан.

Засићење или активна регија: Контролише се напоном извора на капији где је напон одвода извора мањи.

Регија пробоја: Напон између одвода и извора је висок узрок квара на отпорном каналу.

П-Цханнел ЈФЕТ:

п-канални ЈФЕТ ради исто као и н-канални ЈФЕТ, али дошло је до неких изузетака, тј. због рупа, струја канала је позитивна и поларитет одступајућег напона мора бити обрнут.

Одвод струје у активном региону:

Ид = Идсс

Отпор канала за одводни канал: Рдс = делта Вдс / делта Ид

Транзистор са ефектом металног оксида (МОСФЕТ):

Транзистор са ефектом металног оксида познат је и под називом транзистор са ефектом поља под надзором. Овде су електрони металних оксидних врата изоловани електрично од н-канала и п-канала танким слојем силицијум-диоксида названог стаклом.

Струја између одвода и извора је директно пропорционална улазном напону.

То је три терминална уређаја, тј. Врата, одвод и извор. Постоје две врсте МОСФЕТ-а функционисањем канала, тј. П-канални МОСФЕТ и н-канални МОСФЕТ.

Постоје два облика транзистора са пољским ефектом од металног оксида, тј. Тип исцрпљивања и тип побољшања.

Тип исцрпљења : Потребан је Вгс, тј. Напон на извору за искључивање и режим исцрпљивања је једнак нормално затвореном прекидачу.

Вгс = 0, Ако је Вгс позитиван, електрона је више, а ако је Вгс негативан, електрона је мање.

Тип побољшања: Потребно је да се укључи Вгс, тј. Напон извора на капији и режим побољшања једнак је нормално отвореном прекидачу.

Овде је додатни терминал супстрат који се користи за уземљење.

Напон извора капије (Вгс) већи је од прага напона (Втх)

Начини пристраности за транзисторе:

Биасинг се може извршити помоћу две методе, тј. Унапред и уназад, а зависно од пристраности, постоје четири различита кола пристраности, како следи:

Предрасуде фиксне базе и пристраности фиксног отпора:

На слици је основни отпорник Рб повезан између базе и Вцц. Основни спој емитора је пристран унапред због пада напона Рб који доводи до протока Иб кроз њега. Овде се Иб добија из:

Иб = (Вцц-Вбе) / Рб

То резултира фактором стабилности (бета +1) што доводи до ниске термичке стабилности. Овде су изрази напона и струја, тј.

Вб = Вбе = Вцц-ИбРб Вц = Вцц-ИцРц = Вцц-Вце Иц = Бета Иб Ие = Иц

Предрасуде повратних информација колектора:

На овој слици, основни отпорник Рб повезан је преко колектора и основног терминала транзистора. Стога су напон базе Вб и напон колектора Вц међусобно слични

Вб = Вц-ИбРб Где је Вб = Вцц- (Иб + Иц) Рц

Овим једначинама Иц смањује Вц, што смањује Иб, аутоматски смањујући Иц.

Овде ће фактор (бета +1) бити мањи од један и Иб доводи до смањења појачања појачала.

Дакле, напони и струје могу се дати као

Вб = Вбе Иц = бета Иб Ие је готово једнако Иб

Двострука повратна спрега:

На овој слици је модификовани облик преко склопа за заснивање повратне спреге колектора. Како има додатни круг Р1 који повећава стабилност. Стога, повећање отпора базе доводи до варијација бета, тј. Добитка.

Сада, И1 = 0,1 Иц Вц = Вцц- (Иц + И (Рб) Рц Вб = Вбе = И1Р1 = Вц- (И1 + Иб) Рб Иц = бета Иб Ие је готово једнако Иц

Фиксна пристраност са отпорником емитера:

На овој слици је исто као круг са фиксном пристрасношћу, али има додатни отпорник емитера Ре повезан. Иц се повећава због температуре, тј. Такође се повећава, што опет повећава пад напона на Ре. То резултира смањењем Вц, смањује Иб што враћа иЦ на његову нормалну вредност. Појачање напона смањује се присуством Ре.

Сада, Ве = Ие Ре Вц = Вцц - Иц Рц Вб = Вбе + Ве Иц = бета Иб Ие је готово једнако Иц

Предрасуда емитера:

На овој слици су два напона напајања Вцц и Вее једнака, али супротна по поларитету. Овде је Вее пристрасан према споју основног емитер-а, а Ре & Вцц је обрнуто према основном споју колектора.

Сада, Ве = -Вее + Ие Ре Вц = Вцц- Иц Рц Вб = Вбе + Ве Иц = бета Иб Ие је готово једнако Иб Где, Ре >> Рб / бета Вее >> Вбе

Што даје стабилну радну тачку.

Предрасуда повратне везе емитера:

На овој слици користи колектор и као повратну спрегу и повратну везу емитора за већу стабилност. Због протока емитерске струје, тј., Пад напона се јавља на емитерском отпору Ре, па ће основни спој емитора бити предњи. Овде се температура повећава, Иц се повећава, тј. Такође се повећава. То доводи до пада напона на Ре, напон колектора Вц опада, а Иб такође опада. То резултира смањењем излазног добитка. Изрази се могу дати као:

Ирб = 0,1 Иц = Иб + И1 Ве = ИеРе = 0,1Вцц Вц = Вцц- (Иц + Ирб) Рц Вб = Вбе + Ве = И ₁ Р1 = Вц- (И ₁ + Иб0Рб) Иц = бета Иб Ие је готово једнако до И в

Преднапона делитеља напона:

На овој слици користи преградни облик отпорника Р1 и Р2 за подешавање напона за одступање транзистора. Облици напона на Р2 биће основни напон јер унапред одступа од споја база-емитер. Овде је И2 = 10Иб.

Ово је учињено како би се занемарила струја делитеља напона и дошло је до промене вредности бета.

Иб = Вцц Р2 / Р1 + Р2 Ве = Ие Ре Вб = И2 Р2 = Вбе + Ве

Иц се одупире променама и бета и Вбе што резултира фактором стабилности од 1. У томе се Иц повећава порастом температуре, тј. Повећава се повећањем емитерског напона Ве што смањује основни напон Вбе. То резултира смањењем основне струје иб и иц на његове стварне вредности.

Примене транзистора

Транзистори за већину делова користе се у електронској примени као што су појачала напона и снаге.
Користи се као прекидачи у многим круговима.
Користи се за израду дигиталних логичких кола, тј. И, НЕ итд.
Транзистори су уметнути у све, тј. Плоче за штедњак на рачунаре.
Користи се у микропроцесору као чипови у које су уграђене милијарде транзистора.
Ранијих дана користе се у радијима, телефонској опреми, главама слуха итд.
Такође, користе се раније у вакуумским цевима великих величина.
Користе се у микрофонима за промену звучних сигнала у електричне.