Tranzistor: typy, aplikace a principy provozu

Princip funkce zařízení

Transistor je polovodičové zařízení určené k zesílení elektrického signálu. Díky speciální struktuře krystalových mřížkových a polovodičových vlastností, Toto zařízení je schopno zvýšit amplitudu proudícího proudu.

Polovodiče jsou látky, které jsou schopné provést proud a také bránit jeho průchodu. Jejich nejjasnějšími představiteli jsou křemík a germanium. Existují dva typy polovodičů:

1. Elektronické.
2. Hole.

V polovodičích vzniká elektrický proud kvůli nedostatku nebo přebytku volných elektronů. Například krystalová mřížka atomu se skládá ze tří elektronů. Pokud však do této látky vložíme atom složený ze čtyř elektronů, bude nadbytečný. Je to volný elektron. V souladu s tím platí, že čím více elektronů se tato látka blíží k vlastnostem vůči kovu. To znamená, že vodivost proudu je také větší. Takové polovodiče se nazývají elektronické.

Teď mluvme o dírách. Pro jejich vytvoření jsou atomy jiné látky zavedeny do látky, jejíž krystalová mřížka obsahuje více atomů. V našem polovodiči je tedy méně elektronů. Volná místa pro elektrony jsou tvořeny. Valentýnské dluhopisy budou zničeny, protože elektrony budou mít tendenci obsazovat tato volná místa. Dále jim budeme nazývat díry.

Elektrony neustále usilují o to, aby zabíraly díru a začaly pohybovat, vytvářely novou díru. Absolutně všechny elektrony mají toto chování. V polovodiči, jejich pohyb dochází, a proto, proud začíná. Takové polovodiče se nazývají díry polovodičů.

Tím, že zavedeme nedostatek nebo nadbytek elektronů na křemík nebo germanium, přispějeme k jejich pohybu. Dosáhne se proud. Tranzistory se skládají ze sloučenin těchto polovodičů určitým principem. S jejich pomocí je možné řídit tekoucí proudy a další parametry elektrických signálů.

Typy tranzistorů

Existuje několik typů tranzistorů. Existuje asi čtyři. Nejdůležitější jsou však tyto:

• Pole.
• Bipolární.

Zbývající druhy jsou shromažďovány z pole a bipolární. Zvažme každý druh podrobněji.

Pole

Podstatou tohoto přístroje je ovládání parametrů elektrického signálu pomocí elektrického pole. Objeví se, když je napětí přivedeno na některý z kabelů:

1. Zavřít Je třeba upravit parametry signálu tak, že na něj použijete napětí.
2. Stoke - výstup, přes který vystupují nosiče náboje (otvory a elektrony) z kanálu.
3. Zdroj - výstup, kterým elektrony a otvory vstupují do kanálu.

Takový tranzistor se skládá z polovodičů s určitou vodivostí a dvě oblasti, umístěné v ní s opačnou vodivostí. Když se mezi dvěma oblastmi přivede napětí na bránu, objeví se prostor, přes který proud proudí. Tento prostor se nazývá kanál. Šířka tohoto kanálu je regulována napětím, které platí pro bránu. Podle toho je možné zvýšit a snížit šířku kanálu a řídit tok proudů.

Nyní mluvme o zařízení s izolovanou branou. Rozdíl je v tom, že v prvním případě je tento přechod vždy, i když brána nebyla napájena. Při jeho podání se přechodový a proudový kanál měnil v závislosti na polaritě a amplitudě napětí. Kovová brána v těchto tranzistorech je izolována dielektrikem z oblasti polovodičů. Jejich vstupní odpor je mnohem větší.

Existují dva typy zařízení s izolovanou branou:

• S vestavěným kanálem.
• S indukovaným kanálem.

Vestavěný kanál umožňuje únik elektrického proudu s určitou amplitudou. Při použití napětí s určitou amplitudou a polaritou můžeme změnit šířku kanálu a jeho vodivost. Tento kanál je integrován do tranzistorů ve výrobních závodech.

Navázaný kanál se objevuje mezi dvěma oblastmi, o kterých jsme hovořili výše, pouze když je na bránu aplikováno napětí určité polarity. To znamená, že když napětí na bránou není aplikováno, proud neteče.

Všechny typy tranzistorů s efektem pole se navzájem liší v následujících parametrech:

1. Vstupní odpor.
2. Amplituda napětí, která musí být použita na bránu.
3. Polarita.

Každý z těchto typů tranzistorů s efektem pole je nezbytný pro montáž určitých elektrických a elektronických zařízení logické schémata. Protože implementace dvou různých zařízení vyžaduje různé elektrické parametry.

Bipolární

Slovo "bipolární" znamená dvě polarity. To znamená, že tato zařízení mají dvě polarity, kvůli zvláštnostem jejich struktury. Zvláštnost jejich struktury spočívá v tom, že se skládají ze tří polovodičových oblastí. Typy vodivosti jsou následující:

1. Elektronický, pak n.
2. Hole, dále str.

Proto můžeme konstatovat, že existují dva typy bipolárních tranzistorů:

• pnp;
• npn.

Rozdíl mezi nimi je, že pro správné fungování je nutné předložit napětí různé polarity. Každá ze tří polovodičových oblastí je připojena k jednomu terminálu. Existují pouze tři:

1. Báze - střední vrstvu. On je ten nejtenčí. Na základním výstupu je řídicí proud s malou amplitudou.
2. Sběratel - jedna z extrémních vrstev. Je nejširší. Je napájen proudem s velkou amplitudou.
3. Emitor - výstup, který je napájen z kolektoru. Na jeho výstupu je aktuální amplituda o něco větší než u vstupu.

Existují tři obvody pro připojení bipolárních tranzistorů:

1. Se společným emitorem - vstupní signál je přiveden do základny a výstup je odebrán z kolektoru.
2. Se společným kolektorem - vstupní signál je přiveden do základny a je vyřazen z vysílače.
3. Se společnou základnou - vstupní signál je přiveden do emitoru a je odstraněn z kolektoru.

V důsledku několika přechodů elektronových děr, vytvořených v bipolárním tranzistoru, můžete ovládat parametry elektrického signálu. Polarita a amplituda použitého napětí závisí na typu bipolárního tranzistoru.

Aplikace tranzistorů v životě

Tranzistory se používají v mnoha technických zařízeních. Nejpozoruhodnější příklady:

1. Zesilující schémata.
2. Generátory signálů.
3. Elektronické klíče.

Ve všech komunikačních zařízeních je nutné zesílení signálu. Za prvé, elektrické signály mají přirozený útlum. Za druhé se často stává, že amplitudy jednoho z parametrů signálu nejsou pro správné fungování zařízení dostatečné. Informace jsou přenášeny pomocí elektrických signálů. Aby bylo zajištěno, že dodávka byla zaručena a kvalita informací je vysoká, my je nutné zesílit signály.

Tranzistory jsou schopny ovlivnit nejen amplitudu, ale i tvar elektrického signálu. V závislosti na požadovaném tvaru generovaného signálu bude ve generátoru instalován odpovídající typ polovodičového zařízení.

K ovládání proudu v okruhu jsou zapotřebí elektronické klíče. K těmto klávesám patří mnoho tranzistorů. Elektronické klíče jsou jedním z nejdůležitějších prvků schémat. Jsou založeny na počítačích, televizorech a jiných elektrických přístrojích, bez nichž se nedá vynechat moderní život.

Literatura v elektronice

Věda, která studuje tranzistory a další zařízení, se nazývá elektronika. Celá jeho část je věnována polovodičovým zařízením. Pokud máte zájem o získání více informací o provozu tranzistorů, můžete si přečíst následující knihy o tomto tématu:

1. Digitální obvody a počítačová architektura - David M.
2. Operační systémy. Vývoj a implementace - Andrew T.
3. Výkonová elektronika pro amatéry a profesionály - B. Yu Semenov.

Tyto knihy popisují různé prostředky programovatelné elektroniky. Samozřejmě, všechny programovatelné obvody jsou založeny na tranzistorech. Díky těmto knihám získáte nejen nové znalosti o tranzistorech, ale také schopnosti, které vám mohou přinést příjmy.

Nyní víte, jak fungují tranzistory a kde jsou používány v životě. Máte-li o toto téma zájem, pokračujte v jeho studiu, protože pokrok nezůstává stále a vše technické zařízení jsou neustále zlepšovány. V tomto oboru je velmi důležité držet krok s časem. Hodně štěstí!