Tranzistor: vrste, aplikacije in načela delovanja

Načelo delovanja naprave

Tranzistor je polprevodniška naprava, namenjena za razširitev električnega signala. Zaradi posebne strukture kristalnih rešetk in polprevodniških lastnosti, Ta naprava lahko poveča amplitudo tokovnega toka.

Polprevodniki so snovi, ki lahko vodijo tok in ovirajo njegov prehod. Njihovi najsvetlejši predstavniki so silicij in germanij. Obstajata dve vrsti polprevodnikov:

1. Elektronski.
2. Luknja.

V polprevodnikih pride električni tok zaradi pomanjkanja ali presežka prostih elektronov. Na primer, kristalna mreža atoma je sestavljena iz treh elektronov. Če pa v to snov vnesemo atom, sestavljen iz štirih elektronov, bo eden odveč. To je prosti elektron. Skladno s tem več teh elektronov, tem bolj je ta snov na njegove lastnosti za kovine. To pomeni, da je prevodnost toka večja. Takšni polprevodniki se imenujejo elektronski.

Zdaj pa govorimo o luknjah. Za njihovo nastanitev se v substanco vnesejo atomi druge snovi, katere kristalna mreža vsebuje več atomov. V našem polprevodniku torej manj elektronov. Nastanejo prosta mesta za elektrone. Valentinske obveznice bodo uničene, ker bodo elektroni zasedli te proste položaje. Nadalje jih bomo imenovali luknje.

Elektroni si nenehno prizadevajo zaokrožiti luknjo in z začetkom gibanja tvorijo novo luknjo. Absolutno vsi elektroni imajo to vedenje. V polprevodniku pride do njihovega gibanja in zato, trenutni se začne. Takšni polprevodniki imenujemo polprevodniki lukenj.

Tako z uvedbo pomanjkanja ali presežka elektronov v silicijev ali germanij prispevamo k njihovemu gibanju. Dobimo tok. Tranzistorji so sestavljeni iz spojin teh polprevodnikov po določenem načelu. Z njihovo pomočjo je možno krmiliti tekoče tokove in druge parametre električnih signalov.

Vrste tranzistorjev

Obstaja več vrst tranzistorjev. Okoli štiri jih je. Najpomembnejše pa so:

• Polje.
• Bipolarni.

Preostale vrste se zbirajo iz polja in bipolarne. Vsako vrsto podrobneje razmislimo.

Polje

Bistvo tega instrumenta je nadzor parametrov električnega signala s pomočjo električnega polja. Pojavi se, ko se napetost nanaša na kateri koli od vodnikov:

1. Zaklop Potrebno je prilagoditi signalne parametre z uporabo napetosti.
2. Stoke - izhod, skozi katerega napajalni nosilci (luknje in elektroni) zapustijo kanal.
3. Vir - izhod, skozi katerega elektroni in luknje vstopajo v kanal.

Tak tranzistor je sestavljen iz polprevodnika z določeno prevodnostjo in dve regiji, ki sta nameščeni v njej z nasprotno prevodnostjo. Ko se na vrata med tema dvema regijama napolni napetost, se pojavi prostor, skozi katerega teče tok. Ta prostor se imenuje kanal. Širina tega kanala je regulirana z napetostjo, ki jo uporabljamo za vrata. Skladno s tem je možno povečati in zmanjšati širino kanala ter krmiliti tok.

Zdaj pa govorimo o napravi z izoliranimi vrati. Razlika je v tem, da je v prvem primeru ta prehod vedno, tudi če vrata niso napajana. In po predložitvi se je prehod in kanal prenosa spremenil glede na polarnost in amplitudo napetosti. Kovinska vrata v takih tranzistorjih so izolirana z dielektrikom iz polprevodniške regije. Njihova vhodna upornost je veliko večja.

Obstajata dve vrsti naprav z izoliranim vratom:

• Z vgrajenim kanalom.
• Z induciranim kanalom.

Vgrajeni kanal omogoča pušča električni tok z določeno amplitudo. Pri uporabi napetosti z določeno amplitudo in polarnostjo lahko spremenimo širino kanala in njeno prevodnost. Ta kanal je vgrajen v tranzistorje v proizvodnih obratih.

Inducirani kanal se pojavi med dvema regijama, o katerih smo govorili zgoraj, le, če se pri vratih uporablja napetost določene polarnosti. To pomeni, da se napetost ne uporablja za vrata, tok ne teče.

Vse vrste tranzistorjev na področju polja se med seboj razlikujejo v naslednjih parametrih:

1. Vhodni upor.
2. Amplituda napetosti, ki jo je treba uporabiti pri vratih.
3. Polarnost.

Vsaka od teh tipov tranzistorjev na terenu je potrebna za sestavljanje določenih električnih in logične sheme. Ker izvajanje dveh različnih naprav zahteva različne električne parametre.

Bipolarni

Beseda "bipolarna" pomeni dve polarnosti. To pomeni, da imajo takšne naprave dve polarnosti zaradi posebnosti njihove strukture. Posebnost njihove strukture je v tem, da jih sestavljajo tri polprevodniške regije. Vrste prevodnosti so naslednje:

1. Elektronski, nato n.
2. Luknja, str.

V skladu s tem lahko sklepamo, da obstajata dve vrsti bipolarnih tranzistorjev:

• pnp;
• npn.

Razlika med njimi je, da je za pravilno delovanje potrebno predložiti napetost različnih polarnosti. Vsaka od treh polprevodniških območij je priključena na en terminal. Obstaja le tri:

1. Base - osrednji sloj. On je najtanjši. Na osnovnem izhodu je kontrolni tok z majhno amplitudo.
2. Zbiralec - ena od skrajnih plasti. Najširši je. Napaja se s tokom z veliko amplitudo.
3. Emiter - izhod, ki se napaja iz zbiralnika. Na izhodu je trenutna amplituda nekoliko večja kot pri vhodu.

Za povezavo bipolarnih tranzistorjev obstajajo tri vezja:

1. S skupnim oddajnikom - vhodni signal se napaja v osnovno enoto in izhod se odstrani iz zbiralnika.
2. S skupnim kolektorjem - vhodni signal se napaja v bazo in se odstrani iz oddajnika.
3. S skupno bazo - vhodni signal se napaja v oddajniku in se odstrani iz zbiralnika.

Zaradi več elektronskih prehodov, ki so nastali v bipolarnem tranzistorju, lahko nadzirate parametre električnega signala. Polarnost in amplituda uporabljene napetosti sta odvisna od tipa bipolarnega tranzistorja.

Uporaba tranzistorjev v življenju

Tranzistorji se uporabljajo v številnih tehničnih napravah. Najbolj presenetljivi primeri:

1. Oplati.
2. Generatorji signalov.
3. Elektronski ključi.

V vseh komunikacijskih napravah je potrebno ojačanje signala. Prvič, električni signali imajo naravno slabljenje. Drugič, pogosto se zgodi, da amplitude enega od signalnih parametrov ne zadostujejo za pravilno delovanje naprave. Informacije se prenašajo z električnimi signali. Da bi zagotovili, da je dostava zagotovljena in da je kakovost podatkov visok, smo je treba razširiti signale.

Tranzistorji lahko vplivajo ne le na amplitudo, temveč tudi na obliko električnega signala. Glede na želeno obliko generiranega signala bo v generator vgrajen ustrezen tip polprevodniške naprave.

Elektronski ključi so potrebni za nadzor toka v tokokrogu. Te ključe vključujejo veliko tranzistorjev. Elektronski ključi so eden najpomembnejših elementov shem. Temelji na računalnikih, televizorjih in drugih električnih aparatih, brez katerih sodobnega življenja ni mogoče odpraviti.

Literatura v elektroniki

Znanost, ki preučuje tranzistorje in druge naprave, se imenuje elektronika. Celoten odsek je namenjen polprevodniškim napravam. Če vas zanima več informacij o delovanju tranzistorjev, lahko preberete naslednje knjige o tej temi:

1. Digitalno vezje in računalniška arhitektura - David M.
2. Operacijski sistemi. Razvoj in izvajanje - Andrew T.
3. Močnostna elektronika za amaterje in profesionalce - B. Yu. Semenov.

Te knjige opisujejo različne načine programabilne elektronike. Seveda vsa programirana vezja temeljita na tranzistorjih. Zahvaljujoč tem knjigam ne dobivate le novega znanja o tranzistorjih, temveč tudi spretnostih, ki vam lahko prinesejo prihodke.

Zdaj veste, kako delujejo tranzistorji in kje se uporabljajo v življenju. Če vas zanima ta tema, jo še naprej preučujte, ker napredek ne stoji in vse tehnične naprave se nenehno izboljšujejo. V tem poslu je zelo pomembno, da sledimo času. Srečno vam!