Dispositivo de transistor y aplicado por lenguaje sencillo. Principios de operación del transistor. La diferencia en el principio de transistores con diversas estructuras.

Independientemente del principio de operación, el transistor semiconductor contiene un cristal único del material semiconductor principal, la mayoría de las veces es silicio, germanio, arsenide galium. El material principal agregó, aditivos de aleación para la formación de transición P-N (transiciones), conclusiones metálicas.

El cristal se coloca en una carcasa de metal, plástico o cerámica, para proteger contra influencias externas. Sin embargo, también hay transistores inaproprones.

El principio de operación del transistor bipolar.

El transistor bipolar puede ser P-N-P, o N-P-N, dependiendo de la alternancia de las capas de semiconductores en el cristal. En cualquier caso, las conclusiones se llaman: base, coleccionista y emisor. La capa semiconductora correspondiente a la base se concluye entre las capas del emisor y el colector. Tiene un ancho fundamentemente muy pequeño. Los portadores de carga se mueven desde el emisor a través de la base, al colector. La condición de la aparición actual entre el colector y el emisor es la presencia de medios libres en el área base. Estos portadores penetran allí cuando ocurre la base de emisores actuales. La causa de las cuales puede ser la diferencia de voltaje entre estos electrodos.

Esos. - Para el funcionamiento normal del transistor bipolar, la presencia de un determinado nivel mínimo es siempre necesario para el amplificador de señal, para cambiar la transición de la base del emisor en la dirección hacia adelante. Desplazamiento directo del transistor de salida de emisor de base de transición, establece el llamado punto de funcionamiento del modo. Para armonizar el voltaje y la señal de corriente, se usa el modo: A. En este modo, el voltaje entre el colector y la carga es aproximadamente igual a la mitad de la tensión de suministro, es decir, la resistencia de salida del transistor y la carga es aproximadamente igual. Si se envía ahora a la transición de la base de datos: la señal de CA de emisor, la resistencia al emisor: el colector cambiará, repitiendo gráficamente la señal de entrada. Por consiguiente, lo mismo ocurrirá con la corriente a través del emisor al colector que fluye. Y la amplitud de la corriente será más que la amplitud de la señal de entrada, sucederá ganar Señal.

Si aumenta la tensión de los sesgos del emisor de base, conducirá a un aumento en la corriente en esta cadena, y como resultado, un aumento de corriente aún mayor en el emisor: colector. Al final, los extremos de la corriente deja de crecer, el transistor entra en un estado completamente abierto (saturación). Si luego elimina el voltaje de desplazamiento, el transistor se cierra, la corriente del emisor, el recolector disminuirá, casi desaparecerá. Así que el transistor puede funcionar como llave electrónica. Este modo es más efectivo en términos de gestión de energía, cuando el flujo de corriente a través de un transistor completamente abierto, el valor de la caída de voltaje es mínima. En consecuencia, las pérdidas actuales y el calentamiento de las transiciones de transistores.

Hay tres tipos de transistor bipolar de conexión. Con un emisor común (OE), se realiza un fortalecimiento de la corriente y el voltaje, el esquema más utilizado.
Las cascadas amplificadoras se construyen de una manera similar, son más fáciles consistentes entre sí, ya que los valores de su entrada y resistencia de salida están relativamente cerca, en comparación con otros dos tipos de inclusión (aunque a veces difieren diez veces).

Con un colector común (OK), la corriente se lleva a cabo solo por corriente: se usa para que coincida con las fuentes de la señal con alta resistencia interna (impedancia) y resistencia a la carga de bajo voltaje. Por ejemplo, en las cascadas de salida de amplificadores y controladores.

Con una base común (OB), se realiza un fortalecimiento por voltaje. Tiene una alta resistencia a la entrada y alta de salida y un rango de frecuencia más amplio. Esto le permite utilizar esta inclusión para negociar las fuentes de la señal con baja resistencia interna (impedancia) seguido de una cascada de accidentes cerebrovasculares. Por ejemplo, en los circuitos de entrada de los receptores de radio.

Principio de operación del transistor de campo.

Transistor de campo, como bipolar tiene tres electrodos. Se les llama - stock, fuente y obturador. Si no hay voltaje en el obturador, y el voltaje positivo se reemplaza en el stock, luego la corriente máxima fluye a través de la fuente y drenando a través del canal.

Es decir, el transistor está completamente abierto. Para cambiarlo, se aplica un voltaje negativo al obturador en relación con la fuente. Bajo la acción del campo eléctrico (de ahí el nombre del transistor), el canal se estrecha, su resistencia crece y la corriente se reduce a través de ella. Con un cierto valor del voltaje, el canal se reduce hasta tal punto que la corriente prácticamente desaparece: el transistor está cerrado.

La figura muestra el dispositivo de un transistor de campo con un obturador aislado (TIR).

Si no se envía un voltaje positivo al obturador de este dispositivo, faltan el canal entre la fuente y la runa y la corriente es cero. El transistor está completamente cerrado. El canal se produce a un voltaje mínimo en la puerta (voltaje de umbral). Luego, la resistencia del canal disminuye, hasta que el transistor se abre completamente.

Los transistores de campo, ambos con la transición P-N (canal) y el MOP (TIR), tienen los siguientes esquemas de inclusión: con una fuente total (OI), un análogo de un transistor bipolar; con un drenaje común (OS) - Transistor bipolar analógico OK; Con una puerta común (OZ) - Analógica sobre el transistor bipolar.

En términos de disipación de calor, diferencias de poder:
Transistores de baja potencia - hasta 100 MW;
Transistores de potencia media - de 0.1 a 1 W;
Los poderosos transistores son mayores que 1 W.

Parámetros importantes de los transistores bipolares.

1. Coeficiente de transmisión actual (coeficiente de amplificación): de 1 a 1000 a una corriente constante. Con la frecuencia creciente, disminuye gradualmente.
2. El voltaje máximo entre el colector y el emisor (con una base abierta) en transistores especiales de alto voltaje, alcanza decenas de miles de voltios.
3. La velocidad a la que el coeficiente de transmisión actual es superior a 1. Hasta 100,000 Hz. Transistores de baja frecuencia, más de 100.000 Hz. - A alta frecuencia.
4. La saturación de la saturación del colector emisor es el valor de la caída de voltaje entre estos electrodos en un transistor completamente abierto.

Parámetros importantes de los transistores de campo.

Las propiedades mejoradas del transistor de campo se determinan mediante la relación del incremento del flujo del flujo del voltaje para hacer que incrementa el obturador: la fuente, es decir,.

ΔI D / ΔU GS

Esta relación se hace para llamar un aparato empinado, y de hecho, es una conducción de transferencia y se mide en miliamperios a voltio (MA / B).

Otros parámetros principales de los transistores de campo se muestran a continuación:
1. I DMAX es la corriente máxima de flujo.

2.U DSMAX es la tensión máxima de la fuente de stock.

3.Un GSMAX es el voltaje máximo de la tensión.

4.R Dmax es la potencia máxima que se puede asignar en el instrumento.

5.T en: un aumento de tiempo típico de una corriente de flujo a la forma perfectamente rectangular de la señal de entrada.

6. Apagado - Dock típico Dock Dock Dock de la charla en la forma rectangular perfecta de la señal de entrada.

7.R DS (ON) MAX: el valor máximo de la resistencia de la fuente es el stock en el (estado abierto).

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¿Cómo funciona el transistor?

Amplia un buen arroz. 93. A la izquierda, en esta figura, ves la pluma simplificada del amplificador en el transistor de la estructura P-N-P e ilustraciones que explican la esencia de este amplificador. Aquí, como en las figuras anteriores, los orificios de las regiones tipo P se representan condicionalmente con los círculos, y los electrones de la región de tipo N son bolas negras del mismo tamaño. Recuerde los nombres de las transiciones P-N: entre el colector y la base: el colector, entre el emisor y el emisor base.

Higo. 93. Circuito amplificador simplificado en la estructura de Transistor P-N-P y gráficos que ilustran su funcionamiento.

Entre el colector y el emisor incluyeron la batería B K (colector), creando un voltaje negativo del orden de varios voltios en el colector en relación con el emisor. En el mismo circuito, se llama al colector, se incluye con la carga R n, que puede ser un teléfono o un dispositivo diferente, dependiendo de la asignación del amplificador.

Si la base no está conectada con nada, aparecerá una corriente muy débil en la cadena de coleccionistas (las décimas del Milliosper), ya que con tal polaridad de la batería B a la resistencia del colector PN de la transición será muy grande ; Para la transición del colector será una corriente inversa. La corriente del circuito del colector i aumenta considerablemente, si se usa entre la base y el emisor para incluir el elemento bias B c, enviando una pequeña a la base con una pequeña, al menos un voltaje décimo, voltaje negativo al emisor. Eso es lo que sucede. Con tal inclusión del elemento BC (lo que significa que las abrazaderas para conectar la fuente de la señal mejorada marcadas en el circuito "~" - sinusoide, están conectadas por golpe) en esta nueva cadena, llamada la cadena base, será una corriente de base de Ib; Como en el diodo, los orificios en el emisor y los electrones en la base de datos se moverán y neutralizarán, determinar la corriente a través de la transición del emisor.

Pero el destino de la mayoría de los orificios ingresó desde el emisor a la base, aparte de desaparecer cuando se reúnen con electrones. El hecho es que, en la fabricación de los transistores de la estructura P-N-P, la saturación de orificios en el emisor (y colector) es siempre mayor que la saturación de los electrones en la base de datos. Debido a esto, solo una pequeña parte de los orificios (menos del 10%), que tiene los electrones, desaparece. La masa principal de los orificios está fluida en la base, se cae bajo una tensión negativa más alta en el colector, ingresa al colector y en la corriente total con sus agujeros se mueve a su contacto negativo. Aquí, están neutralizados por los electrónacoles introducidos en la batería de polo negativo del colector B. Como resultado, la resistencia de toda la cadena de coleccionistas disminuye y la corriente fluye en ella, muchas veces más alta que la corriente inversa de la transición del colector. Cuanto más voltaje negativa se basa en la base, más orificios se introducen desde el emisor a la base de datos, más significativo es la corriente del circuito del colector. Y, por el contrario, cuanto menor sea la tensión negativa basada en la base, cuanto menor sea el circuito colector actual del transistor.

¿Y si el circuito base está secuencialmente con una fuente de voltaje constante que alimenta esta cadena, ingresa una señal eléctrica alterna? El transistor lo fortalecerá.

El proceso de ganancia en términos generales es el siguiente. En ausencia de voltaje de señal en los circuitos de la base y el colector, existen corrientes de cierta cantidad (Sección O y en los gráficos de la FIG. 93), determinados por las baterías y las propiedades del transistor. Tan pronto como aparezca el circuito de la señal, respectivamente, las corrientes en los circuitos del transistor también están comenzando a cambiar: durante los períodos de medio tiempo negativos, cuando aumenta el voltaje negativo total sobre la base, aumentan las corrientes de circuito y durante los semestres positivos cuando El voltaje de la señal y el elemento B con lo contrario y, por lo tanto, el voltaje negativo en la base se reduce, también se reducen las corrientes en ambas cadenas. Hay un fortalecimiento del voltaje y la corriente.

Si en el circuito de entrada, es decir, un circuito de la base, se sirve la señal eléctrica de la frecuencia de sonido, y la carga de salida: el colector: la cadena será el teléfono, convierte la señal reforzada en el sonido. Si la carga es la resistencia, entonces el voltaje creado en él del componente de la señal mejorada se puede enviar al segundo circuito de entrada de transistor para una amplificación adicional. Un transistor puede mejorar una señal de 30 a 50 veces.

Los transistores de la estructura N-P-N también están funcionando, solo en ellos, los principales portadores de corriente no son agujeros, sino también los electrones. En este sentido, la polaridad de la inclusión de elementos y baterías que alimentan el circuito de la base y los colectores de los transistores N-P-N no deben ser tales como en los transistores P-N-P, sino inverso.

Recuerda una circunstancia muy importante: a la base del transistor (en relación con el emisor), junto con el voltaje de la señal mejorada, se debe suministrar un voltaje constante, llamado voltaje de sesgo, que abre el transistor.

En el amplificador de acuerdo con el esquema en la FIG. 93 El papel de la fuente de voltaje de desplazamiento realiza el elemento b c. Para el transistor de Alemania, la estructura P-N-P debe ser negativa y ser de 0.1-0.2 V, y para la estructura del transistor N-P-N es positiva. Para los transistores de silicona, la tensión de desplazamiento es de 0.5-0.7 V. Sin la tensión de sesgo inicial, la transición del emisor PN "cortará", como un diodo, positivo (transistor PNP) o un negativo (transistor NPN) de la señal, que será estar acompañado de distorsión. El voltaje de sesgo a la base de datos no se sirve solo en los casos en que se usa el transistor de transición del emisor para detectar la señal modulada de alta frecuencia.

¿El sesgo o la batería necesitan un elemento especial o una batería para alimentar a la base de datos de bias inicial? Por supuesto que no. Para este propósito, generalmente se usa un voltaje de batería colector, que conecta la base de datos con esta fuente de alimentación a través de la resistencia. La resistencia de tal resistencia es seleccionada por una forma experimental, ya que depende de las propiedades de este transistor.

Al comienzo de esta parte de la conversación, dije que el transistor bipolar se puede imaginar como dos en el diodo plano que se aproxima combinado en una placa de semiconductores y con un cátodo común, cuyo papel realiza la base del transistor. Es fácil asegurarse de que necesita cualquier transistor de baja frecuencia ejemplar, pero no en estropeado en Alemania de la estructura P-N-P, por ejemplo, MP39 o los transistores similares de MP40 - MP42. Entre el colector y la base del transistor, encienda la batería conectada 3336L y la bombilla de la lámpara de bolsillo, calculada en el voltaje de 2.5 V y la corriente 0.075 o 0.15 A. Si la batería se conectará (a través de una luz Bombilla) con un colector, y menos, con la base (Fig. 94, a), la bombilla se quemará. Con una polaridad diferente del poder en la batería (Fig. 94, B), la bombilla no debe estar encendida.

Higo. 94. Experimentos con el transistor.

¿Cómo explicar estos fenómenos? Primero en el colector P-N, la transición que ha enviado directamente, es decir, voltaje de rendimiento. En este caso, la transición del colector está abierta, su resistencia es poco y a través de ella la corriente continua del colector I k. El valor de esta corriente en este caso se determina principalmente por la resistencia del hilo de la bombilla y la resistencia interna de la batería. Con la segunda inclusión de la batería, su voltaje se alimentó a la transición del colector en la dirección opuesta. En este caso, la transición está cerrada, su resistencia es excelente y solo una pequeña corriente inversa del colector fluye a través de él. En un transistor de baja frecuencia de baja potencia útil, la corriente inversa del colector I CBO no supera los 30 μA. Tal actual, naturalmente, no podía curar el filamento de las bombillas, por lo que ella no se quemó.

Proporcionar una experiencia similar con la transición del emisor. El resultado será el mismo: con voltaje inverso, la transición se cerrará: la bombilla no se quema, y \u200b\u200ben el voltaje directo estará abierto, la luz está encendida.

La siguiente experiencia que ilustra uno de los modos de operación del transistor, de acuerdo con el diagrama que se muestra en la FIG. 95, a. Entre el emisor y el colector del mismo transistor, enciende la batería conectada 3336 L y la bombilla incandescente. El polo positivo de la batería debe estar conectado al emisor, y el negativo, con el colector (a través del filamento de la bombilla). ¿Bombilla? No, no se quema. Conecte la base de puente de alambre con el emisor, como se muestra en el diagrama de código de barras. La bombilla incluida en la cadena de colector del transistor tampoco se quemará. Retire el puente y, en lugar de que se conecte a estos electrodos, una serie de resistencia conectada a la serie 200 a 300 ohmios y un elemento galvánico e B, por ejemplo, tipo 332, pero para que el elemento menos se basa y más en el emisor. Ahora la luz debe arder. Cambie la polaridad de la conexión del elemento a estos electrodos del transistor. En este caso, la bombilla no se quemará. Repita varias veces esta experiencia y se asegurará de que la bombilla en la cadena de colector se encienda solo cuando la tensión negativa sea válida en función del transistor en relación con el emisor.

Higo. 95. Expertos que ilustran el funcionamiento del transistor en modo de conmutación (A) y en modo de amplificación (B).

Lo resolveremos en estos experimentos. En el primero de ellos, cuando conecta la base de puentes con el emisor, la transición del emisor se bloqueó, el transistor era simplemente un diodo al que se suministró el transistor de cierre inverso. A través del transistor, solo una corriente inversa menor de la transición del colector, que no podía rodar el filamento de la bombilla. En este momento, el transistor estaba en un estado cerrado. Luego, eliminando el puente, restauró la transición del emisor. La primera inclusión del elemento entre la base y el emisor que ha presentado a la tensión directa de la transición del emisor. La transición del emisor se abrió, una corriente continua pasó a través de ella, que abrió la segunda transición de transistores: colector. El transistor resultó ser abierto y en la cadena de emisores: la base: el colector fue la corriente del transistor, que muchas veces la corriente de la cadena emisor es la base. Pegue el filamento de los bulbos. Cuando cambió la polaridad de la inclusión del elemento hacia atrás, su voltaje cerró la transición del emisor y, al mismo tiempo, la transición del colector cerró. Al mismo tiempo, la corriente del transistor casi se detuvo (solo la corriente inversa del colector) y la bombilla no se quemó.

En estos experimentos, el transistor estaba en uno de los dos estados: abierto o cerrado. Cambiar el transistor de un estado a otro ocurrido en la acción del voltaje basado en la UB. Este modo de funcionamiento del transistor ilustrado con gráficos en la FIG. 95, pero, se llama modo de conmutación o, que es el mismo modo de tecla. Dicho modo de operación de los transistores se utiliza principalmente en equipos electromos electrónicos.

¿Cuál es el papel de una resistencia R B en estos experimentos? En principio, esta resistencia puede no ser. Recomendé incluirlo únicamente para limitar la corriente en la cadena base. De lo contrario, a través de la transición del emisor irá demasiado corriente continua, como resultado de lo cual puede ocurrir la ruptura de calor y el transistor falla.

Si, cuando se realiza estos experimentos, se incluyeron instrumentos de medición en el circuito básico y colector, luego con las corrientes de transistores cerradas en sus circuitos casi habría casi no. Con el mismo transistor, la base de la base no tendría más de 2 a 3 mA, y la corriente del colector de la I K fue de 60 a 75 mA. Esto significa que el transistor puede ser un amplificador de corriente.

En los amplificadores de frecuencia de receptor y sonido, los transistores operan en modo de amplificación. Este modo difiere del modo de conmutación en el que usa corrientes pequeñas en la cadena base, podemos controlar corrientes significativamente grandes en la cadena de colector del transistor.

Ilustre la operación del transistor en el modo de amplificación, puede dicha experiencia (Fig. 95, B). En la cadena de colector del transistor t incluida el teléfono electromagnético TF 2 entre la base y menos de la fuente de alimentación B - Resistencia de resistencia R B 200 - 250 COM. El segundo teléfono TF 1 se incluye entre la base y el emisor a través de un condensador con un enlace con un circuito de 0,1 a 0,5 μf. Tendrá el amplificador más simple que pueda realizar, por ejemplo, el papel de un teléfono unilateral. Si su amigo hablará silenciosamente frente al teléfono incluido en la entrada del amplificador, escuchará su conversación en los teléfonos en la salida del amplificador.

¿Cuál es el papel de una resistencia R B en este amplificador? A través de él, un pequeño voltaje de desplazamiento inicial, que abre el transistor y, por lo tanto, lo que garantiza en el modo de ganancia, se suministra a la base del transistor. En la entrada del amplificador en lugar del teléfono TF 1, puede habilitar la recogida y perder el grapado de grabación. Luego, los sonidos de la melodía o la voz del cantante, registrados en el Gramplastine, serán audibles bien en los teléfonos TF2.

En esta experiencia, se servía un voltaje alterno de frecuencia de sonido en la entrada del amplificador, cuya fuente era una transformación de teléfono, como micrófono, oscilaciones de sonido en una electricidad, o una recogida, conversión de oscilaciones mecánicas de su aguja a oscilaciones eléctricas. Esta tensión creada en el circuito del emisor: la base es una corriente alterna débil, que controla una corriente mucho mayor en la cadena de colector: con semi-limites negativos sobre la base de la corriente del colector aumentó, y con positivo, disminuido (ver gráficos en la Fig. . 95, b). La ganancia de la señal ocurrió, y la señal mejorada por el transistor se convirtió por el teléfono incluido en la cadena de colección, en oscilaciones de sonido. El transistor trabajó en modo de amplificación.

Se pueden realizar experimentos similares con el transistor de la estructura N-P-N, por ejemplo, tipo MP35. En este caso, solo es necesario cambiar la polaridad de la fuente de alimentación del transistor: el emisor debe estar conectado con un minus, y con un colector (a través del teléfono): más baterías.

Brevemente sobre los parámetros eléctricos de los transistores bipolares. Las propiedades de calidad y mejoras de los transistores bipolares se estiman mediante varios parámetros que se miden utilizando dispositivos especiales. Usted, desde un punto de vista práctico, en primer lugar debería estar interesado en tres parámetros básicos: Collector de corriente inverso I CBO COBE ESTADICO COEFICION DE TRANSMISIÓN H 21E (lea como esta: ceniza dos e) y la frecuencia límite del coeficiente de transmisión actual gramo.

Collector de corriente inverso I CBBO es una corriente no administrada a través de una transición P-N Collector generada por los transportistas de corriente de transistor no central. El parámetro I CBO caracteriza la calidad del transistor: de lo que es menor, mayor será la calidad del transistor. En los transistores de baja frecuencia de baja potencia, por ejemplo, los tipos de MP39 - MP42, I CBO no debe exceder los 30 μA, y en los transistores de alta frecuencia de baja potencia, no más de 5 μA. Los transistores con grandes valores de I CBO en el trabajo son inestables.

El coeficiente de transmisión estático H 21E caracteriza las propiedades de refuerzo del transistor. Se lo llaman porque este parámetro se mide en tensiones sin cambios en sus electrodos y corrientes sin cambios en sus circuitos. La letra "E" grande (título) "E" indica que al medir el transistor se incluye de acuerdo con un circuito con un emisor común (le informaré sobre los esquemas de inclusión en la siguiente conversación). El coeficiente H 21E se caracteriza por la relación de la corriente continua del colector a la corriente continua de la base a una voltaje inverso constante del colector: el emisor y la corriente del emisor. Cuanto mayor sea el valor numérico del coeficiente H 21E, mayor será la ganancia de la señal para proporcionar a este transistor.

La frecuencia de límites del coeficiente de transmisión actual GR, expresado en kilohertos o megahercios, le permite juzgar la posibilidad de utilizar el transistor para mejorar las oscilaciones de ciertas frecuencias. La frecuencia de límites de los transistores MP39, por ejemplo, 500 kHz y transistores P401 - P403 - Más de 30 MHz. Los transistores prácticamente se utilizan para mejorar las frecuencias significativamente menos límite, ya que con un aumento en la frecuencia, el coeficiente de transmisión de la corriente del coeficiente H 21E disminuye.

En el trabajo práctico, es necesario tener en cuenta los parámetros tales como el colector de voltaje permitido máximo: el emisor, la corriente del colector máximo permitido, así como la potencia del colector de potencia dispersible máximo permitido, la potencia que gira dentro del transistor al calor.

Información básica sobre los transistores de baja potencia de la aplicación masiva que encontrará en la solicitud. cuatro.

El nombre inicial de los componentes de radio es Triodo, por número de contactos. Este elemento de radio es capaz de controlar la corriente en el circuito eléctrico, bajo la influencia de la señal externa. Las propiedades únicas se utilizan en amplificadores, generadores y otras soluciones de circuitos similares.

La designación de transistores en el diagrama.

Durante mucho tiempo, la lámpara Triodics reinó en la electrónica. Dentro del matraz hermético, se colocaron tres componentes principales del triodo en un entorno especial de gas o vacío:

• Cátodo
• Red

Cuando se sirvió una pequeña señal de control de potencia en la cuadrícula, entre el cátodo y el ánodo fue posible omitir valores incomparables mayores. El valor de la corriente operativa del trío es varias veces más alta que el gerente. Esta propiedad permite que el elemento de radio realice el papel de un amplificador.

Traties basados \u200b\u200ben Radiolmps funcionan de manera bastante efectiva, especialmente a alta potencia. Sin embargo, las dimensiones no les permiten aplicarlas en dispositivos compactos modernos.

Imagina un teléfono móvil o un jugador de bolsillo, hecho en tales elementos.

El segundo problema es establecer alimentos. Para el funcionamiento normal, el cátodo debe estar fuertemente calentado hasta la emisión de electrones. La espiral de calefacción requiere mucha electricidad. Por lo tanto, los científicos de todo el mundo siempre han buscado crear un dispositivo más compacto con las mismas propiedades.

Las primeras muestras aparecieron en 1928, y a mediados del siglo pasado, se presentó un triodo semiconductor de trabajo, hecho de acuerdo con la tecnología bipolar. El nombre "Transistor" se ganó detrás de él.

¿Qué es un transistor?

El transistor es un aparato eléctrico semiconductor en o sin o sin él, que tiene tres contactos para la operación y el control. La propiedad principal es la misma que en el trío, cambie los parámetros actuales entre los electrodos de trabajo utilizando la señal de control.

Debido a la ausencia de la necesidad de calefacción, los transistores gastan una escasa cantidad de energía para garantizar su propia capacidad de trabajo. Y las dimensiones compactas del cristal semiconductor de trabajo le permiten usar el componente de radio en estructuras de tamaño pequeño.

Debido a la independencia del medio de trabajo, los cristales de semiconductores se pueden usar tanto en una carcasa separada como en chiplatos. Incluido con otros elementos de radio, los transistores se cultivan directamente en el cristal único.

Las propiedades mecánicas sobresalientes del semiconductor se encuentran en dispositivos móviles y portátiles. Los transistores son insensibles a la vibración, los impactos agudos. Tienen una buena resistencia a la temperatura (los radiadores de enfriamiento se usan con una carga fuerte).

Se dan las explicaciones necesarias, van al punto.

Transistores. Definición e historia

Transistor - Dispositivo de semiconductor electrónico en el que la corriente en el circuito de dos electrodos está controlada por un tercer electrodo. (Tranzistors.ru)

Se inventaron los transistores de campo (1928), y apareció bipolar en 1947 en el laboratorio de Bell Labs. Y fue, sin exagerar, una revolución en la electrónica.

Los transistores muy rápidos reemplazaban las lámparas de vacío en varios dispositivos electrónicos. En este sentido, la confiabilidad de tales dispositivos ha aumentado y sus dimensiones han sido muy disminuidas. Hasta el día de hoy, en cuanto al "Fucking" no era un microcircuito, todavía contiene muchos transistores (así como diodos, condensadores, resistencias, etc.). Sólo muy pequeño.

Por cierto, en inicialmente "transistores" llamados resistores, cuya resistencia podría cambiarse utilizando el valor del voltaje suministrado. Si se distrae de la física de los procesos, entonces el transistor moderno también puede representarse como una resistencia dependiendo de la señal enviada a ella.

¿Cuál es la diferencia entre los transistores de campo y bipolar? La respuesta se coloca en sus propios nombres. En un transistor bipolar a cargo de transferencia de carga. y electrones y Agujeros ("bis" - dos veces). Y en el campo (él es unipolar) - o electrones o agujeros

Además, estos tipos de transistores difieren en las aplicaciones. Los bipolares se utilizan principalmente en tecnología analógica, y campo en digital.

Y finalmente: el área principal de aplicación de cualquier transistor. - Fortalecimiento de la señal débil debido a una fuente de alimentación adicional.

Transistor bipolar. Principio de funcionamiento. Características principales

El transistor bipolar consta de tres áreas: emisor, base y colector, para cada uno de los cuales se suministra voltaje. Dependiendo del tipo de conductividad de estas áreas, los transistores N-P-N y P-N-P están aislados. Por lo general, el área del colector es más ancha que el emisor. La base está hecha de un semiconductor de Hazed losa (debido a que tiene mucha resistencia) y hacerlo muy delgado. Dado que el área de contacto de la base del emisor es mucho menor que el área de contacto del colector de base, es imposible cambiar el emisor y el colector con la ayuda del cambio de polaridad de conexión. Por lo tanto, el transistor se refiere a dispositivos asimétricos.

Antes de considerar la física del transistor, describe la tarea general.


Es el siguiente: un fuerte flujo de corriente entre el emisor y el colector ( corriente actual), y entre el emisor y la base, una corriente de control débil ( base de charlas). La corriente del colector cambiará dependiendo del cambio en la corriente base. ¿Por qué?
Considere las transiciones de transición P-N. Hay dos de ellos: base emitter (EB) y colector de base (BC). En el modo activo del transistor, el primero de ellos está conectado a directamente, y el segundo, con los desplazamientos inversos. ¿Qué pasa en las transiciones P-N? Para mayor definición, consideraremos el transistor N-P-N. Para P-N-P, todo es similar, solo la palabra "electrones" debe ser reemplazada por "agujeros".

Dado que la transición del EB está abierta, los electrones se "mueven" fácilmente a la base de datos. Allí se recombinan parcialmente con agujeros, pero b acerca desu parte de ellos debido al bajo espesor de la base y su dopaje débil, es hora de llegar al colector base. Lo que, como recordamos, se incluye con lo contrario. Y dado que en la base de datos, los electrones son portadores de carga no básicos, el campo eléctrico de la transición les ayuda a superarlo. Por lo tanto, la corriente de collitud se obtiene solo un poco menos que la corriente del emisor. Y ahora cuida tus manos. Si aumenta la corriente de la base de datos, la transición de EB se abrirá más, y puede haber más electrones entre el emisor y el colector. Y dado que la corriente del colector inicialmente más grande es la corriente base, entonces este cambio será bastante y muy notable. De este modo, habrá una amplificación de una señal débil que llega a la base.. Una vez más: un cambio fuerte en la corriente del colector es un reflejo proporcional de un cambio de corriente de base de datos débil.

Recuerdo mi odnogroup, el principio de operación del transistor bipolar fue explicado por el ejemplo de un grifo de agua. El agua en él es una corriente de colector, y la corriente de control de la base es cómo girarmos el asa. Un esfuerzo suficientemente pequeño (exposición de control) para que el flujo de agua de la grúa haya aumentado.

Además de los procesos considerados, pueden ocurrir una serie de fenómenos en el transistor de transición P-N. Por ejemplo, con un fuerte aumento en el voltaje en la transición, el recolector base puede comenzar la reproducción de la avalancha de la carga debido a la ionización de choque. Y junto con el efecto del túnel, primero dará un eléctrico, y luego (con un aumento en la corriente) y una muestra térmica. Sin embargo, la ruptura térmica en el transistor puede ocurrir sin electricidad (es decir, sin aumentar el voltaje del colector al punzonado). Para hacer esto, una corriente excesiva será suficiente a través del colector.

Uno más fenómeno se debe al hecho de que al cambiar las tensiones en el colector y las transiciones de los emisores, sus cambios de grosor. Y si la base es delgada, entonces puede ocurrir el efecto de un cierre (la llamada "punción" de la base) es la conexión de la transición del colector al emisor. Al mismo tiempo, el área base desaparece, y el transistor deja de trabajar normalmente.

La corriente del colector del transistor en el modo de funcionamiento activo normal del transistor es mayor que la corriente de la base como un cierto número de veces. Este número se llama coeficiente de ganancia actual Y es uno de los principales parámetros del transistor. Se denota h21. Si el transistor se enciende sin una carga en el colector, luego con un voltaje constante, la relación colector del colector emisor a la corriente de la base dará coeficiente de ganancia estática de corriente. Puede ser igual a docenas o cientos de unidades, pero vale la pena considerar el hecho de que, en esquemas reales, este coeficiente es menos debido al hecho de que la corriente del reservorio se enciende de forma natural disminuye.

El segundo parámetro importante es resistencia de entrada del transistor.. De acuerdo con la ley OHM, es la relación de voltaje entre la base y el emisor a la corriente base de la base. Lo que es más, menor será la corriente de la base y cuanto mayor sea el coeficiente de ganancia.

El tercer parámetro del transistor bipolar - coeficiente de ganancia de voltaje. Es igual a la proporción de amplitud o valores de salida válidos (colector emisor) y la variable de voltaje de entrada (emisor base). Dado que el primer valor suele ser muy grande (unidades y docenas de voltios), y el segundo es muy pequeño (las décimas de la voltio), entonces este coeficiente puede alcanzar decenas de miles de unidades. Vale la pena señalar que cada señal de control base tiene su propia ganancia de voltaje.

También los transistores tienen característica de frecuenciaLo que caracteriza la capacidad del transistor para mejorar la señal cuya frecuencia se está acercando a la frecuencia límite de la calidad. El hecho es que está aumentando la frecuencia de la señal de entrada, la ganancia se reduce. Esto se debe al hecho de que el tiempo de los procesos físicos básicos (el tiempo de movimiento de los medios del emisor al colector, el cargo y la descarga de transiciones capacitivas de barrera) se acorde con el período de cambio en la señal de entrada. Esos. El transistor simplemente no tiene tiempo para responder a los cambios en la señal de entrada y, en algún momento, simplemente la detiene para fortalecerla. La frecuencia en la que sucede y se llama. perímetro.

Además, los parámetros del transistor bipolar son:

• emisor de colector de corriente inversa
• inclusión de tiempo
• talk inverso de coleccionista
• corriente máxima permitida

Las convenciones de N-P-N y P-N-P de los transistores difieren solo en la dirección de la flecha que indica el emisor. Muestra cómo la corriente fluye en este transistor.

Modos de operación de transistor bipolar

La opción discutida anteriormente es el modo de funcionamiento activo normal del transistor. Sin embargo, hay varias combinaciones más de apertura / cerradura de transiciones P-N, cada una de las cuales representa un funcionamiento separado del transistor.

1. Modo activo inverso. La transición del BC está abierta aquí, y la EB está cerrada por el contrario. Propiedades mejoradas En este modo, por supuesto, no hay lugar peor, por lo que los transistores en este modo se usan muy raramente.
2. Modo de saturación. Ambas transiciones están abiertas. En consecuencia, los cargadores principales del colector de carga y el emisor "se ejecutan" en la base donde se recombinan activamente con sus principales operadores. Debido a la redundancia de portadores de carga, la resistencia de la base y las transiciones P-N disminuyen. Por lo tanto, el circuito que contiene el transistor en modo de saturación se puede considerar cortocircuito, y este elemento de radio en sí es representar como un punto equipotencial.
3. Modo de corte. Ambas transiciones de transistores están cerradas, es decir,. La corriente de los transportistas de carga principal entre el emisor y el coleccionista se detiene. Las corrientes de los transportistas de carga no fundamentales crean solo corrientes térmicas pequeñas e incontrolables de transiciones. Debido a la pobreza de la base y las transiciones por parte de los portadores de cargos, su resistencia aumenta enormemente. Por lo tanto, a menudo se cree que el transistor que opera en el modo de corte es una ruptura de la cadena.
4. Modo de barrera En este modo, la base está directamente oa través de baja resistencia cerrada con un colector. También en el colector o la cadena de emisores incluyen una resistencia que establece la corriente a través del transistor. Por lo tanto, el equivalente al diagrama del diodo con la resistencia está conectado. Este modo es muy útil, ya que permite que el esquema funcione casi en cualquier frecuencia, en un amplio rango de temperatura y no está invadiendo a los parámetros del transistor.

Esquemas de inclusión de transistores bipolares.

Dado que los contactos del transistor son tres, entonces, en general, el poder de él debe suministrarse de dos fuentes, que juntas tienen cuatro salidas. Por lo tanto, uno de los contactos del transistor tiene que suministrar el voltaje del mismo signo de ambas fuentes. Y, dependiendo de qué tipo de contacto es, hay tres esquemas para la inclusión de transistores bipolares: con un emisor común (OE), un colector común (OK) y una base común (OB). Cada uno de ellos tiene tanto ventajas como desventajas. La elección entre ellos se realiza dependiendo de qué parámetros son importantes para nosotros, y lo que puede venir.

Esquema de inclusión con emisor compartido.

Este esquema otorga el mayor aumento en el voltaje y la corriente (y desde aquí y en el poder hasta decenas de miles de unidades), y por lo tanto es el más común. Aquí, la transición de la base del emisor se enciende directamente, y la transición del colector de base está de vuelta. Y desde la base, y el colector tiene un voltaje de un signo, el esquema puede ser alimentado por una fuente. En este esquema, la fase de las variables de voltaje de salida cambia en relación con la fase de la voltaje alterna de entrada a 180 grados.

Pero a todos los Bollos, el esquema con OE tiene un inconveniente significativo. Se encuentra en el hecho de que el crecimiento de la frecuencia y la temperatura conduce a un deterioro significativo en las propiedades de refuerzo del transistor. Por lo tanto, si el transistor debe funcionar a altas frecuencias, es mejor usar otro esquema de inclusión. Por ejemplo, con una base de datos común.

Esquema de inclusión con una base de datos común.

Este esquema no mejora significativamente la señal, pero es buena a las altas frecuencias, ya que le permite usar más plenamente la respuesta de frecuencia del transistor. Si se incluye el mismo transistor primero de acuerdo con un circuito con un emisor común, y luego con una base común, entonces en el segundo caso habrá un aumento significativo en su frecuencia de ganancia ósea. Dado que con tal conexión, la resistencia de entrada es baja, y la salida no es muy grande, entonces los transistores recolectados de acuerdo con la cascada se utilizan en los amplificadores de la antena, donde la resistencia a las ondas de los cables generalmente no supera los 100 ohmios.

En un circuito con una base de datos común, la fase de señal no se produce, y se reduce el nivel de ruido a altas frecuencias. Pero, como ya se mencionó, el coeficiente de ganancia actual siempre es ligeramente más pequeño que uno. Es cierto que el coeficiente de ganancia de voltaje aquí es el mismo que en el esquema con un emisor común. Las desventajas del circuito con una base de datos común también pueden estar relacionadas con el uso de dos fuentes de energía.

Esquema de inclusión con coleccionista compartido.

La característica de este esquema es que el voltaje de entrada se transmite completamente de nuevo a la entrada, es decir, la retroalimentación negativa es muy fuerte.

Permítanme recordarle que el negativo se llama una retroalimentación de este tipo, en la que se suministra la señal de salida a la entrada, lo que reduce el nivel de entrada. Por lo tanto, se produce un ajuste automático cuando los cambios accidentales en los parámetros de entrada

La ganancia actual es casi la misma que en el circuito con un emisor común. Pero el coeficiente de ganancia es pequeño (la principal desventaja de este esquema). Se acerca a uno, pero siempre menos. Por lo tanto, la ganancia en el poder se obtiene igual a solo unas pocas docenas de unidades.

En el circuito con un colector común, falta el cambio de fase entre la entrada y la tensión de salida. Dado que el coeficiente de ganancia de voltaje está cerca de uno, el voltaje de salida en fase y la amplitud coincide con la entrada, es decir, la repetirá. Es por eso que un esquema de este tipo se llama un repetidor emisor. Emittern, porque la tensión de salida se retira del emisor con respecto al cable común.

Dicha inclusión se usa para hacer coincidir con cascadas de transistores o cuando la fuente de entrada tiene una alta resistencia de entrada (por ejemplo, un micrófono de pickup o condensador piezoeléctrico).

Dos palabras sobre cascadas

Sucede que es necesario aumentar la potencia de salida (es decir, aumentar la corriente del colector). En este caso, se utiliza la inclusión paralela del número requerido de transistores.

Naturalmente, deben tener aproximadamente lo mismo en las características. Pero debe recordarse que la corriente máxima del colector total no debe exceder de 1.6-1.7 de la corriente de límite del colector de ninguno de los transistores de cascada.
Sin embargo (gracias a Worredol para el comentario), en el caso de los transistores bipolares, no se recomienda hacerlo. Debido a que los dos transistores incluso uno llamaban al menos un poco, pero difieren entre sí. En consecuencia, con la inclusión paralela, las corrientes de diferentes valores fluirán a través de ellos. Para alinear estas corrientes en las cadenas de emisores de los transistores colocan las resistencias de balance. La cantidad de su resistencia se calcula de modo que la caída de voltaje sobre ellos en el rango de corriente de operación no fuera inferior a 0,7 V. Está claro que esto conduce a un deterioro significativo en el CPD del esquema.

También puede ser necesario en un transistor con buena sensibilidad y, al mismo tiempo, con un buen coeficiente de ganancia. En tales casos, una cascada de un transistor sensible, pero de baja potencia (en la Figura es VT1), que administra el poder de un tipo más poderoso (en la Figura - VT2).

Otras aplicaciones de los transistores bipolares.

Los transistores se pueden aplicar no solo esquemas de amplificación de señal. Por ejemplo, debido al hecho de que pueden trabajar en modos de saturación y corte, se utilizan como llaves electrónicas. También es posible usar transistores en circuitos generadores de señal. Si funcionan en modo clave, se generará la señal rectangular, y si está en el modo de amplificación, la señal de una forma arbitraria dependiendo de la exposición al control.

Calificación

Dado que el artículo ya se ha dividido con un volumen indecentemente grande, entonces, en este punto, simplemente daré dos buenos enlaces para los cuales los principales sistemas de marcado de dispositivos semiconductores están pintados en detalle (incluidos los transistores): http://kazus.ru/ Guía / Transistores / Mark_all .html y file.xls (35 KB).

Comentarios útiles:
http://habrahabr.ru/blogs/easyelectronics/133136/#comment_4419173

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Así que el diodo de trabajo

Este es un Figovin tan difícil, que transmite una corriente de una sola forma. Puede ser comparado con el pezón. Se usa, por ejemplo, en rectificadores, cuando la corriente alterna es constante. O cuando es necesario separar el voltaje inverso del Directo. Mire el esquema del programador (donde haya un ejemplo con un divisor). Ves Diodos Stand, como piensas, ¿por qué? Y todo es simple. En un microcontrolador, los niveles lógicos son de 0 y 5 voltios, y el puerto SOM es un menos de 12 voltios y cero más 12 voltios. Aquí hay un diodo y corta este menos 12, formando 0 voltios. Y dado que el diodo en la dirección directa, la conductividad no es perfecta (generalmente depende de la tensión directa aplicada de lo que es más, mejor el diodo conduce la corriente), entonces aproximadamente 0.5-0.7 voltios caerán en su resistencia, el residuo , siendo resistencias divoráneas, será de aproximadamente 5,5 voltios, lo que no va más allá de los límites del controlador.
Las conclusiones del diodo se denominan ánodo y cátodo. Flujos de corriente desde el ánodo al cátodo. Recuerda dónde es lo que la conclusión es muy simple: en la designación condicional, el arrogante y un palo del lado. aatoda como si pintara la carta. A Mira - A| -. K \u003d cátodo! Y los detalles del cátodo se indican con una tira o punto.

Hay otro tipo de diodo interesante. stabilirto. Lo uso en uno de los artículos pasados. Su característica es que en la dirección delantera funciona como un diodo ordinario, pero en el contrario se rompe en cualquier voltaje, por ejemplo, en 3.3 voltios. Al igual que la válvula restrictiva de la caldera de vapor, que se abre cuando se excede la presión y la transmisión de vapor. Los estabilizadores se utilizan cuando quieren obtener el voltaje de un valor dado, independientemente de los voltajes de entrada. Esto puede ser, por ejemplo, un valor de referencia relativo al que hay una comparación de la señal de entrada. Pueden recortar la señal entrante al valor deseado o usarlo como protección. En mis esquemas, a menudo pongo una estabilidad en la nutrición del controlador a 5,5 voltios, de modo que, en el caso de que si el voltaje saltará bruscamente, esta estabilidad se indicó a sí mismo un exceso. También hay una bestia como un supresor. La misma estabilización, solo mucho más poderosa y, a menudo, bidireccional. Se utiliza para proteger el poder.

Transistor.

Una cosa terrible, en la infancia, todo no podía entender cómo funciona, pero resultó ser simple.
En general, el transistor puede compararse con una válvula controlada, donde controlamos el flujo más planteable. Se volvió ligeramente el asa y las toneladas de mierda se olieron a lo largo de las tuberías, abrieron lo más bien y ahora todo lo que rodea la asfixia. Esos. La salida es proporcional a la entrada multiplicada a algún valor. Esta magnitud es un coeficiente de amplificación.
Estos dispositivos se dividen en campo y bipolar.
En transistor bipolar allí emisor, coleccionista y base (Ver el diseño condicional). Emisor Con la flecha, la base se indica como un área directa entre el emisor y el colector. Entre el emisor y el coleccionista, hay una alta corriente de carga útil, la dirección actual está determinada por la flecha en el emisor.. Pero entre la base y el emisor hay una pequeña corriente de control. Hablando aproximadamente, la magnitud de la corriente de control afecta la resistencia entre el colector y el emisor. Los transistores bipolares son dos tipos: p-N-P y n-p-n La principal diferencia es solo en la dirección de la corriente a través de ellos.

El transistor de campo difiere de bipolar porque la resistencia al canal entre la fuente y el drenaje ya no está determinado por la corriente, sino el voltaje en la puerta. Recientemente, los transistores de campo han recibido una gran popularidad (todos los microprocesadores se basan en ellos), porque Las corrientes en ellos proceden microscópicas, el rol crucial desempeña la tensión, lo que significa que la pérdida y la disipación de calor son mínimas.

En resumen, el transistor le permitirá una señal débil, por ejemplo, desde el pie del microcontrolador ,. Si no hay suficiente fortalecimiento de un transistor, se pueden conectar por cascadas, uno por uno, todo poderoso y poderoso. Y a veces suficiente y un campo poderoso. MOSFET. transistor. Mire, por ejemplo, como en los diagramas de teléfonos celulares, se controla la alerta vibrante. Allí, la salida del procesador va a la válvula de poder. MOSFET. clave