Dispositif de transistor et appliqué par une langue simple. Principes de fonctionnement du transistor. La différence dans le principe des transistors avec diverses structures

Quel que soit le principe de fonctionnement, le transistor semi-conducteur contient un seul cristal du matériau à semi-conducteur principal, le plus souvent, le silicium, le germanium, le gallium arsenide. Les principaux matériaux ajoutés, d'alliage d'additifs pour la formation de la transition P-N (transitions), des conclusions de métaux.

Le cristal est placé dans un boîtier en métal, en plastique ou en céramique, pour protéger contre les influences externes. Cependant, il existe également des transistors inappropriés.

Le principe de fonctionnement du transistor bipolaire.

Le transistor bipolaire peut être soit P-N-P, soit N-P-N, en fonction de l'alternance des couches semi-conductrices dans le cristal. En tout état de cause, les conclusions sont appelées - base, collectionneur et émetteur. La couche semi-conductrice correspondant à la base est conclue entre les couches de l'émetteur et le collecteur. Il a une largeur fondamentalement très petite. Les transporteurs de charge se déplacent de l'émetteur à travers la base - au collecteur. La condition de l'occurrence actuelle entre le collecteur et l'émetteur est la présence de supports libres dans la zone de base. Ces porteurs pénètrent là-bas lorsque la base d'émetteur actuelle se produit. Dont la cause peut être la différence de tension entre ces électrodes.

Ceux. - Pour le fonctionnement normal du transistor bipolaire, la présence d'un certain niveau minimum est toujours nécessaire à l'amplificateur de signal, de déplacer la transition de base de l'émetteur dans le sens avant. Déplacement direct du transistor de sortie de base-émetteur de la transition, définit le point doté - point de fonctionnement du mode. Pour harmoniser la tension et le signal actuel, le mode est utilisé - A. Dans ce mode, la tension entre le collecteur et la charge est à peu près égale à la moitié de la tension d'alimentation - c'est-à-dire la résistance à la sortie du transistor et la charge est approximativement égal. Si vous soumettez maintenant à la transition de la base de données - Signal AC émetteur, la résistance de l'émetteur - le collecteur changera, répétant graphiquement le formulaire de signal d'entrée. En conséquence, la même chose se produira avec le courant à travers l'émetteur au collecteur qui coule. Et l'amplitude du courant sera plus que l'amplitude du signal d'entrée - elle arrivera Gain Signal.

Si vous augmentez davantage la tension de polarisation de la base de la base, elle entraînera une augmentation du courant dans cette chaîne et, par conséquent, une augmentation de courant encore plus grande dans le collecteur émetteur. À la fin, les extrémités du courant cessent de croître - le transistor va dans un état complètement ouvert (saturation). Si vous retirez ensuite la tension de décalage - le transistor se ferme, le courant de l'émetteur - le collecteur diminuera, presque disparaît. Donc, le transistor peut fonctionner comme clé électronique. Ce mode est plus efficace en termes de gestion de l'alimentation, lorsque le courant passe à travers un transistor totalement ouvert, la valeur de la chute de tension est minime. En conséquence, les pertes courantes et le chauffage des transitions de transistor.

Il existe trois types de transistor bipolaire de connexion. Avec un émetteur commun (OE) - un renforcement des deux courants et la tension est effectué - le schéma le plus fréquemment utilisé.
Les cascades amplificatrices sont construites de la même manière, elles sont plus faciles à cohérence les unes avec les autres, car les valeurs de leur résistance d'entrée et de sortie sont relativement proches, si elles sont comparées à deux autres types d'inclusion (bien que parfois, ils diffèrent dix fois).

Avec un collecteur commun (OK), le courant est effectué uniquement par le courant - il est utilisé pour correspondre aux sources du signal avec une résistance interne élevée (impédance) et une résistance à la charge basse tension. Par exemple, en cascades de sortie d'amplificateurs et de contrôleurs.

Avec une base commune (OB), un renforcement est effectué par tension. Il a une résistance basse en entrée et de sortie élevée et une plage de fréquences plus large. Cela vous permet d'utiliser cette inclusion pour négocier les sources du signal avec une faible résistance interne (impédance) suivie d'une cascade à vide. Par exemple, dans les circuits d'entrée des récepteurs radio.

Principe de fonctionnement du transistor de terrain.

Transistor de champ, comme Bipolaire comporte trois électrodes. Ils sont appelés - stocks, source et obturateur. S'il n'y a pas de tension sur l'obturateur et que la tension positive est remplacée sur le stock, le courant maximum circule dans la source et videz le canal.

C'est-à-dire que le transistor est complètement ouvert. Afin de le changer, une tension négative est appliquée au volet par rapport à la source. Sous l'action du champ électrique (d'où le nom du transistor), le canal est réduit, sa résistance augmente et le courant est réduit à travers celui-ci. Avec une certaine valeur de la tension, le canal est réduit dans une telle mesure que le courant disparaît pratiquement - le transistor est fermé.

La figure montre le dispositif d'un transistor de champ avec un obturateur isolé (TIR).

Si une tension positive n'est pas soumise à l'obturateur de ce dispositif, le canal entre la source et le runa est manquant et que le courant est zéro. Le transistor est complètement fermé. Le canal survient à une tension minimale sur la porte (tension de seuil). Ensuite, la résistance du canal diminue jusqu'à ce que le transistor s'ouvre complètement.

Les transistors de champ, à la fois avec la transition P-N (canal) et la vadrouille (TIR), ont les schémas d'inclusion suivants: avec une source totale (OI) - un analogue d'un transistor bipolaire; avec un drain commun (OS) - un transistor bipolaire OK analogique; Avec une porte commune (OZ) - analogique sur le transistor bipolaire.

En termes de dissipation de chaleur, des différences de puissance:
transistors à faible puissance - jusqu'à 100 MW;
Transistors de puissance moyenne - de 0,1 à 1 W;
Les transistors puissants sont supérieurs à 1 W.

Paramètres importants des transistors bipolaires.

1. Coefficient de transmission actuel (coefficient d'amplification) - de 1 à 1000 à un courant constant. Avec une fréquence croissante, diminue progressivement.
2. La tension maximale entre le collecteur et l'émetteur (avec une base ouverte) dans des transistors à haute tension spéciale, atteint des dizaines de milliers de volts.
3. Le taux auquel le coefficient de transmission actuel est supérieur à 1. Jusqu'à 100 000 Hz. Transistors à basse fréquence, plus de 100 000 Hz. - à haute fréquence.
4. La saturation de la saturation du collecteur émetteur est la valeur de la chute de tension entre ces électrodes dans un transistor complètement ouvert.

Paramètres importants des transistors de terrain.

Les propriétés améliorées du transistor de terrain sont déterminées par le rapport de l'incrément du flux du flux de la tension pour la faire incremptionner l'obturateur - la source, c'est-à-dire

ΔI d / δu gs

Cette relation est faite pour appeler un appareil raide et, en fait, il s'agit d'une conduction de transfert et est mesurée à Milliamperes à Volt (MA / B).

Les autres paramètres majeurs des transistors de terrain sont indiqués ci-dessous:
1. Je Dmax est le courant de flux maximum.

2.U DSmax est le stress maximum de la source de stock.

3.U GSMAX est la tension de déformation maximale.

4.R Dmax est la puissance maximale pouvant être allouée sur l'instrument.

5.T On - une augmentation de temps typique d'un courant d'écoulement à la forme parfaitement rectangulaire du signal d'entrée.

6.T OFF - DOCK TORE DOCK DOCK de la conversation sur la forme rectangulaire parfaite du signal d'entrée.

7.R DS (ON) Max - La valeur maximale de la résistance de la source est le stock dans l'état (état ouvert).

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Comment fonctionne le transistor?

Large un bon riz. 93. À gauche dans cette figure, vous voyez la flèche simplifiée de l'amplificateur sur le transistor de la structure et des illustrations P-N-P expliquant l'essence de cet amplificateur. Ici, comme dans les figures précédentes, les trous des régions de type P sont représentées sous forme de cercles et les électrons de la région de type N sont des boules noires de la même taille. N'oubliez pas les noms des transitions P-N: entre le collecteur et la base - le collecteur, entre l'émetteur et la base - émetteur.

Figure. 93. Circuit d'amplificateur simplifié sur la structure et les graphiques P-N-P du transistor illustrant son fonctionnement.

Entre le collecteur et l'émetteur comprenaient la batterie B K (collecteur), créant une tension négative de l'ordre de plusieurs volts au collecteur par rapport à l'émetteur. Dans le même circuit, appelé le collecteur, est inclus avec la charge R N, qui peut être un téléphone ou un autre périphérique - en fonction de l'affectation de l'amplificateur.

Si la base n'est pas liée à rien, un courant très faible apparaîtra dans la chaîne de collecteur (les dixièmes du milliifer), car avec une telle polarité de la batterie B sur la résistance du collecteur PN de la transition sera très grande ; Pour la transition du collecteur, il s'agira d'un courant inverse. Le courant de circuit de collecteur I augmente fortement, s'il est utilisé entre la base et l'émetteur pour inclure l'élément de biais B C, soumettre un petit à la base avec une petite, au moins une tension négative sur l'émetteur. C'est ce qui se passe. Avec une telle inclusion de l'élément BC (ce qui signifie que les pinces pour connecter la source du signal amélioré marquée sur le circuit "~" - sinusoïde, sont reliées par frappe) dans cette nouvelle chaîne, appelée chaîne de base, un courant continu de ib; Comme dans la diode, les trous dans l'émetteur et les électrons de la base de données se déplaceront et neutralisent, déterminent le courant via la transition de l'émetteur.

Mais le destin de la plupart des trous entra dans l'émetteur à la base, autrement que disparaître lors de la rencontre avec des électrons. Le fait est que dans la fabrication des transistors de la structure P-N-P, la saturation des trous dans l'émetteur (et le collecteur) est toujours supérieure à la saturation des électrons de la base de données. Pour ce faire, seule une petite partie des trous (moins de 10%), après avoir rencontré des électrons, disparaît. La masse principale de trous parle couramment la base, tombe sous une tension négative supérieure au collecteur, entre dans le collecteur et dans le courant total avec ses trous se déplace à son contact négatif. Ici, ils sont neutralisés par les contre-électrons introduits dans la batterie de poteaux négatifs du collecteur B. En conséquence, la résistance de toute la chaîne de collecteur diminue et le courant s'écoule de plusieurs fois plus élevé que le courant inverse de la transition du collecteur. La tension plus négative basée sur la base, plus les trous sont introduits de l'émetteur à la base de données, plus le courant de circuit collecteur significatif. Et, au contraire, plus la tension négative est petite sur la base, plus le circuit de collecteur de courant est petit du transistor.

Et si le circuit de base est séquentiellement avec une source de tension constante qui alimente cette chaîne, entrez un signal électrique alternatif? Le transistor va renforcer.

Le processus de gain en termes généraux est le suivant. En l'absence de tension de signal dans les circuits de la base et du collecteur, il existe des courants d'une certaine quantité (section O et sur les graphiques de la Fig. 93), déterminés par les batteries et les propriétés du transistor. Dès que le circuit de signal apparaît, respectivement, les courants des circuits de transistor commencent également à changer: pendant des demi-périodes négatives, lorsque la tension négative totale sur la base augmente, les courants de circuit augmentent et pendant des demi-périodes positives lorsque La tension du signal et l'élément B à l'opposé et par conséquent, la tension négative sur la base est réduite, les courants des deux chaînes sont également réduits. Il y a un renforcement de la tension et du courant.

Si, dans le circuit d'entrée, c'est-à-dire un circuit de la base, le signal électrique de la fréquence sonore est servi et la charge de sortie - la chaîne de collecteur sera le téléphone, il convertit le signal renforcé dans le son. Si la charge est la résistance, la tension créée sur celle-ci du composant du signal amélioré peut être soumise au second circuit d'entrée de transistor pour une amplification supplémentaire. Un transistor peut améliorer un signal de 30 à 50 fois.

Les transistors de la structure N-P-N fonctionnent également, uniquement dans ceux-ci, les principaux porteurs de courant ne sont pas des trous, mais des électrons. À cet égard, la polarité de l'inclusion d'éléments et de batteries qui alimentent le circuit de la base et les collecteurs de transistors N-P-N ne doivent pas être telles que dans les transistors P-N-P, mais inverse.

Se souvient d'une circonstance très importante: à la base du transistor (par rapport à l'émetteur), ainsi que la tension du signal amélioré, une tension constante doit être fournie, appelée tension de biais, qui ouvre le transistor.

Dans l'amplificateur selon le schéma de la Fig. 93 Le rôle de la source de tension de décalage effectue l'élément b c. Pour le transistor de l'Allemagne, la structure P-N-P doit être négative et 0,1-0,2 V, et pour la structure du transistor N-P-N est positive. Pour les transistors de silicium, la tension de décalage est de 0,5 à 0,7 V. Sans la tension de polarisation initiale, la transition PN émetteur "va couper", comme une diode, positive (transistor PNP) ou un négatif (transistor NPN) du signal, qui sera être accompagné de distorsion. La tension de biais à la base de données n'est pas servie que dans les cas où le transistor de transition émetteur est utilisé pour détecter le signal modulé à haute fréquence.

Le biais ou la batterie a-t-il besoin d'un élément spécial ou d'une batterie pour se nourrir de la base de données de biais initiale? Bien sûr que non. À cette fin, une tension de batterie de collecteur est généralement utilisée, connectant la base de données avec cette source d'alimentation à travers la résistance. La résistance d'une telle résistance est sélectionnée par une manière expérimentale, car elle dépend des propriétés de ce transistor.

Au début de la conversation, j'ai dit que le transistor bipolaire peut être imaginé comme deux sur la diode plane en sens inverse combinée dans une plaque semi-conductrice et ayant une cathode commune, dont le rôle effectue la base du transistor. Il est facile de veiller à ce que vous ayez besoin de tout transistor à basse fréquence exemplaire, mais pas gâté de la structure P-N-P, par exemple, MP39 ou les transistors similaires de MP40 - MP42. Entre le collecteur et la base du transistor, allumez la batterie connectée 3336L et l'ampoule de la lampe de poche, calculée sur la tension de 2,5 V et le courant de 0,075 ou 0,15 A. Si la batterie sera connectée (via une lumière Ampoule) avec un collecteur et moins - avec la base (Fig. 94, A), l'ampoule brûlera. Avec une polarité différente de la puissance sur la batterie (figure 94, B), l'ampoule ne doit pas être allumée.

Figure. 94. Expériences avec le transistor.

Comment expliquer ces phénomènes? D'abord sur le collecteur P-N, la transition que vous avez soumise directement, c'est-à-dire une tension de débit. Dans ce cas, la transition du collecteur est ouverte, sa résistance est peu et traversée le courant continu du collecteur I k. La valeur de ce courant dans ce cas est déterminée principalement par la résistance du filetage de l'ampoule et la résistance interne de la batterie. Avec la deuxième inclusion de la batterie, sa tension a été introduite à la transition du collecteur dans la direction opposée. Dans ce cas, la transition est fermée, sa résistance est excellente et seul un petit courant inverse du collecteur coule à travers elle. Dans un transistor à basse fréquence basse haute puissance réparable, le courant inverse du collecteur I CBO ne dépasse pas 30 μA. Un tel courant, naturellement, ne pouvait pas guérir le filament des ampoules, alors elle n'a pas brûlé.

Fournir une expérience similaire à la transition de l'émetteur. Le résultat sera le même: avec une tension inverse, la transition sera fermée - l'ampoule ne brûle pas, et à la tension directe, elle sera ouverte - la lumière est allumée.

L'expérience suivante illustrant l'un des modes de fonctionnement du transistor, selon le diagramme illustré à la Fig. 95, a. Entre l'émetteur et le collecteur du même transistor, allumez la batterie connectée 3336 L et l'ampoule incandescente. Le pôle positif de la batterie doit être connecté à l'émetteur et le négatif - avec le collecteur (à travers le filament de l'ampoule). Ampoule? Non, ça ne brûle pas. Connectez la base du cavalier filaire avec l'émetteur, comme indiqué dans le diagramme de code à barres. L'ampoule incluse dans la chaîne de collecteur du transistor ne brûlera pas non plus. Retirez le cavalier et au lieu de vous connecter à ces électrodes une série de résistances connectées à la série 200 à 300 ohms et un élément galvanique E B, par exemple, de type 332, mais de sorte que l'élément moins est basé sur, et plus sur l'émetteur. Maintenant, la lumière devrait brûler. Changez la polarité de la connexion de l'élément à ces électrodes du transistor. Dans ce cas, l'ampoule ne brûlera pas. Répétez plusieurs fois cette expérience et vous veillerez à ce que l'ampoule de la chaîne de collectionneur ne soit allumée que lorsque la tension négative est valable sur la base du transistor par rapport à l'émetteur.

Figure. 95. Experts illustrant le fonctionnement du transistor en mode de commutation (A) et en mode amplification (B).

Nous allons le comprendre dans ces expériences. Dans les premiers, lorsque vous connectez la base de cavalier avec l'émetteur, la transition émettrice a été bloquée, le transistor était simplement une diode à laquelle le transistor de fermeture inverse a été fourni. À travers le transistor, seul un courant inverse mineur de la transition du collecteur, qui ne pouvait pas rouler le filament de l'ampoule. À ce moment-là, le transistor était dans un état fermé. Ensuite, retirez le cavalier, vous avez restauré la transition de l'émetteur. La première inclusion de l'élément entre la base et l'émetteur que vous avez soumis à la tension directe de la transition de l'émetteur. La transition de l'émetteur s'est ouverte, un courant direct l'a traversé, ce qui a ouvert la deuxième transition de transistor - collecteur. Le transistor s'est avéré ouvert et sur la chaîne émettrice - la base - le collecteur est allé le courant de transistor, lequel est de plusieurs fois le courant de la chaîne d'émetteur est la base. Il colle le filament des ampoules. Lorsque vous avez modifié la polarité de l'inclusion de l'élément vers l'arrière, sa tension fermait la transition de l'émetteur et la transition du collecteur est fermée. Dans le même temps, le courant du transistor s'est presque arrêté (seul le courant inverse du collecteur) et l'ampoule ne brûlait pas.

Dans ces expériences, le transistor était dans l'un des deux états: ouvert ou fermé. La commutation du transistor d'un état sur un autre s'est produite sous l'action de la tension basée sur l'UB. Ce mode de fonctionnement du transistor illustré avec des graphiques de la Fig. 95, mais s'appelle le mode de commutation ou, quel est le même mode clé. Un tel mode de fonctionnement des transistors est principalement utilisé dans les équipements électroniques électroniques.

Quel est le rôle d'une résistance R B dans ces expériences? En principe, cette résistance peut ne pas être. J'ai recommandé de l'inclure uniquement afin de limiter le courant dans la chaîne de base. Sinon, la transition de l'émetteur ira trop de courant continu, à la suite de laquelle la panne thermique peut se produire et que le transistor échoue.

Si, lors de la conduite de ces expériences, des instruments de mesure ont été inclus dans le circuit de base et collecteur, puis avec des courants de transistor fermé dans ses circuits, presque il n'y aurait presque pas de no. Avec le même transistor, la base de la base, je ne serais pas plus de 2 à 3 mA, et le courant de collecteur de I k était de 60 à 75 mA. Cela signifie que le transistor peut être un amplificateur de courant.

En récepteur et amplificateurs de fréquence sonore, les transistors fonctionnent en mode amplification. Ce mode diffère du mode de commutation en ce que l'utilisation de petits courants de la chaîne de base, nous pouvons contrôler des courants de manière significative dans la chaîne de collecteur du transistor.

Illustrent le fonctionnement du transistor en mode amplification, vous pouvez une telle expérience (Fig. 95, B). Dans la chaîne de collectionneur du transistor T comprenait le téléphone électromagnétique TF 2 entre la base et moins de la source d'alimentation B - Résistance RESTOR R B - Résistance 200 - 250 COM. Le deuxième téléphone TF 1 est inclus entre la base et l'émetteur à travers un condenseur avec une liaison avec un circuit de 0,1 à 0,5 μF. Vous aurez l'amplificateur le plus simple pouvant effectuer, par exemple, le rôle d'un téléphone unilatéral. Si votre copain parlera tranquillement devant le téléphone inclus sur l'entrée de l'amplificateur, vous entendrez sa conversation dans les téléphones sur la sortie de l'amplificateur.

Quel est le rôle d'une résistance R B dans cet amplificateur? À travers elle, une petite tension de déplacement initiale, qui ouvre le transistor et en s'assurant ainsi en mode gain, est fournie à la base du transistor. À l'entrée de l'amplificateur au lieu du téléphone TF 1, vous pouvez activer le ramassage et perdre l'agrafe des enregistrements. Ensuite, les sons de la mélodie ou de la voix du chanteur enregistré sur la gramplastine, seront bien audibles dans les téléphones TF2.

Dans cette expérience, une tension alternative de fréquence sonore a été servie sur l'entrée d'amplificateur, dont la source était un téléphone transformant, en tant que microphone, des oscillations sonores dans un électricité, ou un ramassage, convertissant des oscillations mécaniques de son aiguille aux oscillations électriques. Cette tension créée dans le circuit émetteur - la base est un faible courant alternatif, contrôlant un courant beaucoup plus élevé dans la chaîne de collecteur: avec des semi-limites négatives sur la base du courant de collecteur augmenté et avec une diminution positive (voir graphiques de la Fig. . 95, B). Le gain de signal s'est produit et le signal amélioré par le transistor a été converti par le téléphone inclus dans la chaîne de collecteur, en oscillations sonores. Le transistor a travaillé en mode amplification.

Des expériences similaires peuvent être effectuées avec le transistor de la structure N-P-N, par exemple, le type MP35. Dans ce cas, il est nécessaire de modifier la polarité de l'alimentation du transistor: l'émetteur doit être connecté à un moins et avec un collecteur (via le téléphone) - plus les piles.

Brièvement sur les paramètres électriques des transistors bipolaires. La qualité et les propriétés améliorées des transistors bipolaires sont estimées par plusieurs paramètres mesurés à l'aide de périphériques spéciaux. À partir d'un point de vue pratique, vous devez tout d'abord vous intéresser à trois paramètres de base: Collecteur de courant inverse I Coefficient de transmission actuel statique H 21E (lu comme celui-ci: Ash Deux E) et la fréquence limite du coefficient de transmission actuel gr.

Collecteur de courant inverse I CBBO est un courant non géré via une transition de collecteur P-N généré par des supports de courant de transistor non central. Le paramètre I CBO caractérise la qualité du transistor: il est inférieur à la qualité du transistor. Dans les transistors basse fréquence à faible puissance, par exemple, les types MP39 - MP42, I CBO ne doit pas dépasser 30 μA, et à des transistors à haute fréquence à faible puissance - pas plus de 5 μA. Les transistors avec de grandes valeurs de I CBO dans le travail sont instables.

Le coefficient de transmission statique H 21E caractérise les propriétés de renforcement du transistor. Il l'appelle parce que ce paramètre est mesuré à des contraintes inchangées sur ses électrodes et des courants inchangés dans ses circuits. La lettre Big (Titre) "E" indique que, lors de la mesure du transistor, est incluse selon un circuit avec un émetteur commun (je vous en dirai sur les schémas d'inclusion dans la conversation suivante). Le coefficient H 21E est caractérisé par le rapport du courant continu du collecteur au courant continu de la base à une tension inverse constante du collecteur - l'émetteur et le courant émetteur. Plus la valeur numérique du coefficient H 21E est plus grande, plus le gain de signal peut fournir ce transistor.

La fréquence limite du coefficient de transmission actuel GR, exprimée en kilohert ou Megahertz, vous permet de juger de la possibilité d'utiliser le transistor pour améliorer les oscillations de certaines fréquences. La fréquence limite des transistors MP39, par exemple 500 kHz et transistors P401 - P403 - plus de 30 MHz. Les transistors pratiquement utilisées sont utilisés pour améliorer les fréquences de manière significative des frontières, car avec une augmentation de la fréquence, le coefficient de courant de transmission H 21E transistor diminue.

Dans des travaux pratiques, il est nécessaire de prendre en compte ces paramètres que le collecteur de tension maximum autorisé - l'émetteur, le courant de collecteur maximum admissible, ainsi que la puissance maximale autorisée de puissance de puissance distinctive autorisée - la puissance qui tourne à l'intérieur du transistor.

Informations de base sur les transistors à faible consommation d'applications de masse que vous trouverez dans l'application. quatre.

Le nom initial des composants radio est triode, par nombre de contacts. Cet élément radio est capable de contrôler le courant dans le circuit électrique sous l'influence du signal externe. Les propriétés uniques sont utilisées dans des amplificateurs, des générateurs et d'autres solutions de circuit similaires.

La désignation des transistors dans le diagramme

Pendant longtemps, la lampe triodiques régnait dans l'électronique. À l'intérieur du ballon hermétique, trois composants principaux du triode ont été placés dans un gaz spécial ou un environnement sous vide:

• Cathode
• Grille

Lorsqu'un petit signal de commande de puissance a été servi sur la grille, entre la cathode et l'anode, il était possible de sauter de plus grandes valeurs incomparables. La valeur du courant de fonctionnement du trio est multiple plus élevée que le gestionnaire. Cette propriété permet à l'élément radio d'effectuer le rôle d'un amplificateur.

Les tratiies basées sur les radiolums fonctionnent de manière assez efficace, en particulier à haute puissance. Cependant, les dimensions ne leur permettent pas de les appliquer dans des appareils compacts modernes.

Imaginez un téléphone portable ou un joueur de poche, effectué sur ces éléments.

Le deuxième problème est d'établir de la nourriture. Pour le fonctionnement normal, la cathode doit être fortement réchauffée à l'émission d'électrons. La spirale de chauffage nécessite beaucoup d'électricité. Par conséquent, les scientifiques du monde entier ont toujours cherché à créer un appareil plus compact avec les mêmes propriétés.

Les premiers échantillons sont apparus en 1928 et au milieu du siècle dernier, un triode de semi-conducteur de travail a été présenté selon la technologie bipolaire. Le nom "transistor" a été gagné derrière lui.

Qu'est-ce qu'un transistor?

Le transistor est une appliance électrique à semi-conducteur dans ou sans elle, ayant trois contacts pour le fonctionnement et le contrôle. La propriété principale est la même que dans le trio - modifier les paramètres actuels entre les électrodes de travail à l'aide du signal de commande.

En raison de l'absence de besoin de chauffage, les transistors dépensent une maigre quantité d'énergie pour assurer leur propre capacité de travail. Et les dimensions compactes du cristal de semi-conducteur de travail vous permettent d'utiliser un composant radio dans des structures de petite taille.

En raison de l'indépendance du support de travail, les cristaux de semi-conducteurs peuvent être utilisés à la fois dans un boîtier séparé et dans des arnaques. Inclus avec d'autres éléments radio, les transistors sont cultivés directement sur le seul cristal.

Les propriétés mécaniques exceptionnelles du semi-conducteur ont été utilisées dans des appareils mobiles et portables. Les transistors sont insensibles aux vibrations, aux impacts actifs. Avoir une bonne résistance à la température (les radiateurs de refroidissement sont utilisés avec une charge forte).

Les explications nécessaires sont données, allez au point.

Transistors. Définition et histoire

Transistor - Dispositif à semi-conducteur électronique dans lequel le courant dans le circuit de deux électrodes est contrôlé par une troisième électrode. (Tranzistors.ru)

Les transistors de terrain (1928) ont été inventés et Bipolar est apparu en 1947 dans le laboratoire Bell Labs. Et c'était, sans exagération, une révolution dans l'électronique.

Très rapidement, les transistors ont remplacé les lampes à vide de divers appareils électroniques. À cet égard, la fiabilité de tels dispositifs a augmenté et leurs dimensions ont été beaucoup diminuées. À ce jour, en ce qui concerne la "putain" n'était pas un microcircuit, il contient toujours de nombreux transistors (ainsi que des diodes, des condensateurs, des résistances, etc.). Seulement très petit.

En passant, dans les "transistors" initialement appelés résistances, la résistance pouvant être modifiée en utilisant la valeur de la tension fournie. Si vous distrayez de la physique des processus, le transistor moderne peut également être représenté comme une résistance en fonction du signal qui lui est soumis.

Quelle est la différence entre les transistors de champ et bipolaires? La réponse est posée dans leurs noms eux-mêmes. Dans un transistor bipolaire en transfert de charge participe et électrons et trous ("bis" - deux fois). Et sur le terrain (il est unipolaire) - ou alors électrons ou alors des trous.

De plus, ces types de transistors diffèrent par des applications. Les bipolaires sont principalement utilisés dans les technologies analogiques et sur le terrain en numérique.

Et enfin: le principal domaine d'application de tous les transistors - Renforcement du signal faible en raison d'une source d'alimentation supplémentaire.

Transistor bipolaire. Principe d'opération. Caractéristiques principales

Le transistor bipolaire se compose de trois zones: émetteur, base et collecteur, pour chacun d'entre eux. Selon le type de conductivité de ces zones, les transistors N-P-N et P-N-P sont isolés. Habituellement, la zone de collecteur est plus large que l'émetteur. La base est fabriquée à partir d'un semi-conducteur en dalle (à cause de laquelle elle a beaucoup de résistance) et la rend très mince. Étant donné que la zone de contact de la base d'émetteur est bien inférieure à la zone de contact du collecteur de base, il est impossible de changer l'émetteur et le collecteur à l'aide du changement de polarité de connexion. Ainsi, le transistor fait référence aux dispositifs asymétriques.

Avant d'envisager la physique du transistor, décrit la tâche globale.


C'est comme suit: un courant fort flux entre l'émetteur et le collecteur ( courant actuel), et entre l'émetteur et la base - un courant de contrôle faible ( bavardage). Le courant de collecteur changera en fonction de la modification du courant de base. Pourquoi?
Considérez les transitions de transition P-N. Il y en a deux: Base d'émetteur (EB) et collecteur de base (BC). En mode actif du transistor, le premier d'entre eux est connecté à Direct et le second - avec des déplacements inversés. Que se passe-t-il sur les transitions P-N? Pour une plus grande définition, nous examinerons le transistor N-P-N. Pour P-N-P, tout est similaire, seul le mot "électrons" doit être remplacé par "trous".

Étant donné que la transition de l'EB est ouverte, les électrons sont facilement "déplacés" dans la base de données. Là, ils recombinent partiellement avec des trous, mais b à propos deleur partie d'entre eux à cause de la faible épaisseur de la base et de son faible dopage, il est temps d'atteindre le collecteur de base. Ce que nous nous souvenons, ce qui est inclus dans le contraire. Et puisque dans la base de données, les électrons sont des supports de charge non essentiels, le champ électrique de la transition les aide à surmonter. Ainsi, le courant de collet n'est obtenu que légèrement moins que le courant de l'émetteur. Et maintenant regarder vos mains. Si vous augmentez le courant de la base de données, la transition EB s'ouvrira plus, et il peut y avoir plus d'électrons entre l'émetteur et le collecteur. Et comme le courant de collecteur a initialement plus grand le courant de base, ce changement sera tout à fait perceptible. De cette façon, il y aura une amplification d'un signal faible arrivant à la base. Une fois de plus: une modification forte du courant de collecteur est une réflexion proportionnelle d'un changement de courant de base de données faible.

Je me souviens de mon odnogroup, le principe de fonctionnement du transistor bipolaire a été expliqué par l'exemple d'un robinet d'eau. L'eau de l'eau est un courant de collecteur et le courant de commande de la base est de savoir comment nous tournons la poignée. Un effort suffisamment petit (exposition au contrôle) afin que le flux d'eau de la grue ait augmenté.

Outre les processus considérés, un certain nombre de phénomènes peuvent survenir sur le transistor de transition P-N. Par exemple, avec une forte augmentation de la tension à la transition, le collecteur de base peut commencer la reproduction d'avalanche de la charge due à l'ionisation des chocs. Et avec l'effet du tunnel, il donnera d'abord un électrique, puis (avec une augmentation du courant) et un échantillon thermique. Cependant, la dégradation thermique dans le transistor peut se produire sans électricité (c'est-à-dire sans augmenter la tension du collecteur au poinçonnage). Pour ce faire, un courant excessif sera suffisant à travers le collecteur.

Un autre phénomène est dû au fait que lors du changement de stress sur les transitions de collecteur et d'émetteur, leur épaisseur change. Et si la base est mince, l'effet d'une fermeture peut se produire (la "ponction" de la base de la base) est la connexion de la transition du collecteur vers l'émetteur. Dans le même temps, la zone de base disparaît et le transistor cesse de fonctionner normalement.

Le courant de collecteur du transistor dans le mode de fonctionnement actif normal du transistor est supérieur au courant de la base à un certain nombre de fois. Ce numéro est appelé coefficient de gain actuel Et est l'un des principaux paramètres du transistor. Il est noté h21. Si le transistor s'allume sans charge sur le collecteur, alors avec une tension constante, le rapport collecteur de collecteur émetteur au courant de la base donnera coefficient de gain de courant statique. Il peut être égal à des dizaines ou de centaines d'unités, mais il vaut la peine d'envisager le fait que, dans des régimes réels, ce coefficient est moins due au fait que le courant du réservoir est allumé une diminution naturelle.

Le deuxième paramètre important est résistance d'entrée du transistor. Selon la loi Ohm, il s'agit du rapport de tension entre la base et l'émetteur au courant de base de la base. Ce que c'est plus, plus le courant de la base est petit et plus le coefficient de gain est élevé.

Le troisième paramètre du transistor bipolaire - coefficient de gain de tension. Il est égal au rapport d'amplitude ou de valeurs de sortie valides (collecteur émetteur) et à la variable de tension d'entrée (base-émetteur). Étant donné que la première valeur est généralement très grande (unités et dizaines de volts) et la seconde est très petite (les dixièmes de la Volt), ce coefficient peut alors atteindre des dizaines de milliers d'unités. Il convient de noter que chaque signal de contrôle de base a son propre gain de tension.

Aussi transistors ont caractéristique de fréquenceCe qui caractérise la capacité du transistor à améliorer le signal dont la fréquence s'approche de la fréquence limite de grade. Le fait est qu'avec l'augmentation de la fréquence du signal d'entrée, le gain est réduit. Cela est dû au fait que le temps des processus physiques de base (le temps de mouvement des médias de l'émetteur au collecteur, la charge et l'écoulement des transitions capacitives de barrière) devient à la mesure de la période de changement dans le signal d'entrée. Ceux. Le transistor n'a tout simplement pas de temps pour répondre aux modifications apportées au signal d'entrée et à un moment donné l'empêche de le renforcer. La fréquence sur laquelle il arrive et s'appelle frontière.

En outre, les paramètres du transistor bipolaire sont:

• Émetteur de collecteur de courant inverse
• inclusion de temps
• discussion inversée de collecteur
• courant maximal autorisé

Les conventions de N-P-N et P-N-P des transistors ne diffèrent que sur la direction de la flèche indiquant l'émetteur. Il montre comment le courant circule dans ce transistor.

Modes de fonctionnement du transistor bipolaire

L'option décrite ci-dessus est le mode de fonctionnement actif normal du transistor. Cependant, il existe plusieurs autres combinaisons d'ouverture / de fermeté des transitions P-N, chacune représentant une opération distincte du transistor.

1. Mode actif inverse. La transition de la Colombie-Britannique est ouverte ici et le EB est fermé au contraire. Propriétés améliorées Dans ce mode, bien sûr, il n'y a pas de place pire, les transistors de ce mode sont donc utilisés de manière très rarement.
2. Mode de saturation. Les deux transitions sont ouvertes. En conséquence, les principaux chargeurs du collecteur de charge et de l'émetteur "gèrent" dans la base où ils se recombinent activement avec ses principaux transporteurs. En raison de la redondance des transporteurs de charge, la résistance des transitions de base et p-n diminue. Par conséquent, le circuit contenant le transistor en mode saturation peut être considéré comme un court-circuit et cet élément radio lui-même est de représenter comme point équipotentiel.
3. Mode coupé. Les deux transitions de transistor sont fermées, c'est-à-dire Le courant des principaux porteurs de charge entre l'émetteur et le collecteur s'arrête. Les flux de transporteurs de charge non essentiels ne créent que de petits courants de transitions thermiques et incontrôlables. En raison de la pauvreté de la base et des transitions par des transporteurs de charges, leur résistance augmente considérablement. Par conséquent, on pense souvent que le transistor fonctionnant en mode coupure est une rupture de la chaîne.
4. Mode barrière Dans ce mode, la base est directement ou à travers une faible résistance fermée avec un collecteur. Également dans la chaîne de collecteur ou d'émetteur, citons une résistance qui définit le courant à travers le transistor. Ainsi, l'équivalent du diagramme de la diode avec la résistance est connecté. Ce mode est très utile, car il permet au schéma de fonctionner presque à n'importe quelle fréquence, dans une plage de températures importante et est peu loin des paramètres du transistor.

Schémas d'inclusion de transistors bipolaires

Étant donné que les contacts du transistor sont trois, alors en général, la puissance qu'il doit être fournie à partir de deux sources, qui ont ensemble quatre sorties. Par conséquent, l'un des contacts du transistor doit fournir la tension du même signe des deux sources. Et, en fonction du type de contact, il existe trois régimes pour l'inclusion de transistors bipolaires: avec un émetteur commun (OE), un collecteur commun (OK) et une base commune (OB). Chacun d'entre eux a à la fois des avantages et des inconvénients. Le choix entre eux est fait en fonction de quels paramètres sont importants pour nous et de ce que vous pouvez venir.

Schéma d'inclusion avec émetteur partagé

Ce schéma donne la plus grande augmentation de la tension et du courant (et d'ici et de dizaines de milliers d'unités), et est donc le plus courant. Ici, la transition de la base émetteur est activée directement et la transition du collecteur de base est de retour. Et depuis la base, et le collecteur reçoit une tension d'un signe, le schéma peut être alimenté par une source. Dans ce schéma, la phase des variables de tension de sortie change par rapport à la phase de la tension alternée d'entrée de 180 degrés.

Mais à tous les petits pains, le schéma avec OE a un inconvénient important. Il réside dans le fait que la croissance de la fréquence et de la température conduit à une détérioration significative des propriétés de renforcement du transistor. Ainsi, si le transistor doit fonctionner à des fréquences élevées, il est préférable d'utiliser un autre système d'inclusion. Par exemple, avec une base de données commune.

Schéma d'inclusion avec une base de données commune

Ce schéma n'améliore pas de manière significative le signal, mais est bon à haute fréquence, car il vous permet d'utiliser plus pleinement la réponse en fréquence du transistor. Si le même transistor est inclus d'abord selon un circuit avec un émetteur commun, puis avec une base commune, il y aura une augmentation significative de sa fréquence de gain osseux. Comme avec une telle connexion, la résistance d'entrée est faible et la sortie n'est pas très grande, puis les transistors collectés selon la cascade sont utilisés dans les amplificateurs d'antenne, où la résistance aux ondes des câbles ne dépasse généralement pas 100 ohms.

Dans un circuit avec une base de données commune, la phase de signal ne se produit pas et le niveau de bruit à hautes fréquences est réduit. Mais, comme déjà mentionné, le coefficient de gain actuel est toujours légèrement inférieur à un. True, le coefficient de gain de tension ici est le même que dans le schéma avec un émetteur commun. Les inconvénients du circuit avec une base de données commune peuvent également être liés à l'utilisation de deux sources d'alimentation.

Schéma d'inclusion avec collecteur partagé

La fonctionnalité de ce schéma est que la tension d'entrée est complètement transmise à l'entrée, c'est-à-dire que la rétroaction négative est très forte.

Permettez-moi de vous rappeler que le négatif s'appelle un tel commentaire, dans lequel le signal de sortie est fourni à l'entrée, ce qui réduit le niveau d'entrée. Ainsi, un ajustement automatique se produit lors de la modification accidentelle des paramètres d'entrée.

Le gain de courant est presque le même que dans le circuit avec un émetteur commun. Mais le coefficient de gain est petit (le principal inconvénient de ce schéma). Il en s'approche un, mais toujours moins. Ainsi, le gain de pouvoir est obtenu égal à seulement quelques dizaines d'unités.

Dans le circuit avec un collecteur commun, le décalage de phase entre la tension d'entrée et de sortie est manquant. Étant donné que le coefficient de gain de tension est proche de un, la tension de sortie en phase et l'amplitude coïncide avec l'entrée, c'est-à-dire la répéter. C'est pourquoi un tel système s'appelle un répéteur d'émetteur. Emittern - parce que la tension de sortie est retirée de l'émetteur par rapport au fil commun.

Une telle inclusion est utilisée pour correspondre aux cascades du transistor ou lorsque la source d'entrée a une résistance d'entrée élevée (par exemple, un microphone piézoélectrique ou microphone à condenseur).

Deux mots sur les cascades

Il est nécessaire qu'il soit nécessaire d'augmenter la puissance de sortie (c'est-à-dire augmenter le courant du collecteur). Dans ce cas, l'inclusion parallèle du nombre requis de transistors est utilisée.

Naturellement, ils doivent être approximativement les mêmes en caractéristiques. Mais il faut se rappeler que le courant maximum de collecteur total ne doit pas dépasser 1,6-1,7 du courant limite du collecteur de l'un des transistors en cascade.
Toutefois (merci à Wrewolf pour la remarque), dans le cas des transistors bipolaires, il n'est pas recommandé de le faire. Parce que les deux transistors, même un appelé au moins un peu, mais diffèrent les uns des autres. En conséquence, avec une inclusion parallèle, les courants de différentes valeurs vont passer par eux. Pour aligner ces courants dans les chaînes émettrices des transistors, des résistances à l'équilibre. Le montant de leur résistance est calculé de sorte que la chute de tension sur elles dans la plage de courant de fonctionnement n'était pas inférieure à 0,7 V. Il est clair que cela entraîne une détérioration significative du CPD du schéma.

Il peut également être nécessaire dans un transistor avec une bonne sensibilité et en même temps avec un bon coefficient de gain. Dans de tels cas, une cascade d'un transistor sensible, mais faible puissance (sur la figure est VT1), qui gère la puissance d'un garçon plus puissant (à la figure - VT2).

Autres applications des transistors bipolaires

Les transistors peuvent être appliqués non seulement des schémas d'amplification de signal. Par exemple, en raison du fait qu'ils peuvent travailler dans des modes de saturation et de coupure, ils sont utilisés comme clés électroniques. Il est également possible d'utiliser des transistors dans des circuits de générateur de signal. S'ils fonctionnent en mode clé, le signal rectangulaire sera généré et si en mode amplification, le signal d'une forme arbitraire en fonction de l'exposition de contrôle.

Marquage

Étant donné que l'article a déjà cassé un volume indécencieux, alors à ce stade, je donnerai simplement deux bons liens pour lesquels les principaux systèmes de marquage des dispositifs semi-conducteurs sont peints en détail (y compris les transistors): http://kazus.ru/ guide / transistors / mark_all .html et fichier.xls (35 kb).

Commentaires utiles:
http://habrahabr.ru/blogs/easyelectronics/133136/#COMMENT_4419173.

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Donc, la diode de travail

Ceci est un figuovine si délicat, transmettant un courant un seul moyen. Il peut être comparé au mamelon. Il est utilisé, par exemple, dans les redresseurs, lorsque le courant alternatif est constant. Ou quand il est nécessaire de séparer la tension inverse du direct. Regardez le schéma de programmeur (où il y avait un exemple avec un diviseur). Vous voyez des diodes debout, comme vous le pensez, pourquoi? Et tout est simple. Dans un microcontrôleur, des niveaux logiques sont 0 et 5 volts, et SOM Port est un moins 12 volts, et zéro plus 12 volts. Voici une diode et coupe ce moins 12, formant 0 volts. Et puisque la diode dans la direction directe, la conductivité n'est pas parfaite (elle dépend généralement de la tension directe appliquée qu'elle ne l'est plus, meilleure sorte que la diode effectue le courant), puis environ 0,5-0,7 volts tombera à sa résistance, le résidu En tant que résistances divorieuses, sera d'environ 5,5 volts, ce qui ne va pas au-delà des limites du contrôleur.
Les conclusions de la diode s'appellent l'anode et la cathode. Le courant coule de l'anode à la cathode. Rappelez-vous où quelle conclusion est très simple: sur la désignation conditionnelle, l'arrogant et un bâton du côté àatoda comme si vous peignez la lettre À voir - À| -. K \u003d cathode! Et les détails de la cathode sont indiqués par une bande ou un point.

Il y a un autre type intéressant de diode - stabilirton. Son que j'utilise dans l'un des articles passés. Son fonctionnalité est que dans la direction avant, il fonctionne comme une diode ordinaire, mais dans le sens opposé, il se casse sur n'importe quelle tension, par exemple, de 3,3 volts. Comme la valve restrictive de la chaudière à vapeur, qui s'ouvre lorsque la pression est dépassée et que la streaming de vapeur. Les stabiliens utilisent quand ils veulent obtenir la tension d'une valeur donnée, quelles que soient les tensions d'entrée. Cela peut être, par exemple, une valeur de référence relative à laquelle il existe une comparaison du signal d'entrée. Ils peuvent couper le signal entrant à la valeur souhaitée ou l'utiliser comme protection. Dans mes régimes, je mets souvent une stabilisation sur la nutrition du contrôleur à 5,5 volts, de sorte que, dans le cas où la tension saute fortement, cette stabilion a été indiquée à travers lui-même excédentaire. Il y a aussi une telle bête comme un suppresseur. La même stabilion, seulement beaucoup plus puissante et souvent bidirectionnelle. Utilisé pour protéger le pouvoir.

Transistor.

Une chose terrible, dans l'enfance, tout ne pouvait pas comprendre comment il travaille, mais il s'est avéré simple.
En général, le transistor peut être comparé à une vanne contrôlée, où nous contrôlons le flux le plus grave. Légèrement tourné la poignée et les tonnes de la merde ont été senties le long des tuyaux, ouvrit le plutôt et maintenant tout autour de s'étouffer dans des impures. Ceux. La sortie est proportionnelle à l'entrée multipliée à une certaine valeur. Cette ampleur est le coefficient d'amplification.
Ces dispositifs sont divisés en champ et bipolaire.
Dans le transistor bipolaire là-bas Émetteur, collectionneur et base (Voir la conception conditionnelle). Émetteur avec la flèche, la base est indiquée comme une zone directe entre l'émetteur et le collecteur. Entre l'émetteur et le collecteur, il existe un courant élevé de charge utile, la direction actuelle est déterminée par la flèche sur l'émetteur. Mais entre la base et l'émetteur, il y a un petit courant de contrôle. À peu près parlant, la magnitude du courant de contrôle affecte la résistance entre le collecteur et l'émetteur. Les transistors bipolaires sont deux types: p-n-p et n-p-n La différence principale n'est que dans la direction du courant à travers eux.

Le transistor de champ diffère de bipolaire car la résistance au canal entre la source et le drain n'est plus déterminée par le courant, mais la tension sur la porte. Récemment, les transistors de terrain ont reçu une énorme popularité (tous les microprocesseurs sont construits sur eux), car Les courants d'eux procurent microscopique, le rôle crucial joue la tension, ce qui signifie que la perte et la dissipation de chaleur sont minimes.

En bref, le transistor vous permettra un signal faible, par exemple du pied du microcontrôleur ,. S'il n'y a pas assez de renforcement d'un transistor, ils peuvent être reliés par des cascades - un par un, tous puissant et puissants. Et parfois assez et un champ puissant MOSFET. transistor. Regardez, par exemple, comme dans les diagrammes des téléphones cellulaires, l'alerte vibrante est contrôlée. Là, la sortie du processeur va à la vanne du pouvoir MOSFET. clé