Tranzistor: tipuri, aplicații și principii de funcționare

Principiul funcționării dispozitivului

Un tranzistor este un dispozitiv semiconductor conceput pentru a amplifica un semnal electric. Datorită structurii speciale a laturilor cristalului și a proprietăților semiconductoare, Acest dispozitiv este capabil să mărească amplitudinea curentului de curgere.

Semiconductorii sunt substanțe capabile să conducă un curent și, de asemenea, să împiedice trecerea lui. Cei mai străluciți reprezentanți sunt siliciul și germaniul. Există două tipuri de semiconductori:

1. Electronic.
2. Hole.

În semiconductori, un curent electric apare din cauza lipsei sau a unui exces de electroni liberi. De exemplu, rețeaua cristalină a unui atom constă din trei electroni. Totuși, dacă introducem în această substanță un atom format din patru electroni, unul va fi superfluu. Este un electron liber. În consecință, cu cât sunt mai mulți electroni, cu atât această substanță este mai aproape de proprietățile sale față de metal. Aceasta înseamnă că conductivitatea curentului este și mai mare. Astfel de semiconductori se numesc electronici.

Acum hai să vorbim despre cele din gură. Pentru crearea lor, atomii unei alte substanțe sunt introduși în substanță, a cărei latură cristalină conține mai mulți atomi. În consecință, în semiconductorul nostru există mai puțini electroni. Se formează locuri libere de electroni. Legăturile Valentine vor fi distruse, deoarece electronii vor avea tendința de a ocupa aceste poziții vacante. Mai mult, le vom numi găuri.

Electronii încearcă în mod constant să ocupe o gaură și, pornind o mișcare, formează o nouă gaură. Absolut toți electronii au acest comportament. În semiconductor, mișcarea lor are loc și, prin urmare, începe curentul. Astfel de semiconductori se numesc semiconductori cu orificii.

Astfel, prin introducerea unui deficit sau a unui exces de electroni în siliciu sau germaniu, contribuim la mișcarea lor. Se obține un curent. Tranzistorii constau din compuși ai acestor semiconductori printr-un anumit principiu. Cu ajutorul lor, este posibil să se controleze curenții care curg și alți parametri ai semnalelor electrice.

Tipuri de tranzistoare

Există mai multe tipuri de tranzistori. Sunt aproximativ patru dintre ei. Cu toate acestea, cele mai importante sunt:

• Câmp.
• Bipolară.

Celelalte specii sunt colectate de pe câmp și bipolare. Să analizăm fiecare specie în detaliu.

câmp

Esența acestui instrument este de a controla parametrii semnalului electric prin intermediul unui câmp electric. Apare atunci când tensiunea este aplicată oricărei conductori:

1. obturator Este necesară ajustarea parametrilor de semnal prin aplicarea unei tensiuni.
2. scurgere - ieșirea prin care purtătoarele de încărcături (găuri și electroni) părăsesc canalul.
3. sursă - ieșirea prin care electronii și găurile intră în canal.

Un astfel de tranzistor constă dintr-un semiconductor cu o anumită conductivitate și două regiuni, plasate în el cu conductivitate opusă. Atunci când se aplică o tensiune la poartă între aceste două regiuni, apare un spațiu prin care curge curentul. Acest spațiu este numit canal. Lățimea acestui canal este reglată de tensiunea pe care o aplicăm la poartă. În consecință, este posibilă creșterea și scăderea lățimii canalului și controlul curentului curge.

Acum hai să vorbim despre dispozitivul cu o poartă izolată. Diferența este că în primul caz această tranziție este întotdeauna, chiar și atunci când poarta nu a fost alimentată. Și la prezentarea sa, tranziția și canalul de transport al curentului s-au schimbat în funcție de polaritate și amplitudine ale tensiunii. Poarta metalică din astfel de tranzistoare este izolată de un dielectric din regiunea semiconductorului. Rezistența lor la intrare este mult mai mare.

Există două tipuri de dispozitive cu o poartă izolată:

• Cu canal încorporat.
• Cu canal indus.

Canalul încorporat permite scapă un curent electric cu o anumită amplitudine. Când aplicăm o tensiune cu o anumită amplitudine și polaritate, putem schimba lățimea canalului și conductivitatea acestuia. Acest canal este construit în tranzistori la fabricile de producție.

Canalul indus apare între două regiuni, dintre care am vorbit mai sus, numai când se aplică o tensiune a unei anumite polarități la poartă. Adică, atunci când tensiunea nu este aplicată la poartă, curentul nu curge.

Toate tipurile de tranzistoare cu efect de câmp diferă între ele în următorii parametri:

1. Rezistența la intrare.
2. Amplitudinea tensiunii, care trebuie aplicată la poartă.
3. Polaritatea.

Fiecare dintre aceste tipuri de tranzistoare cu efect de câmp este necesară pentru asamblarea anumitor tranzistoare electrice și electronice logice. Deoarece implementarea a două dispozitive diferite necesită parametri electrici diferiți.

bipolar

Cuvântul "bipolar" înseamnă două polarități. Adică, astfel de dispozitive au două polarități, datorită particularităților structurii lor. Particularitatea structurii lor constă în faptul că ele constau din trei regiuni semiconductoare. Tipurile de conductivitate sunt după cum urmează:

1. Electronic, apoi n.
2. Hole, în continuare p.

În consecință, putem concluziona că există două tipuri de tranzistoare bipolare:

• pnp;
• NPN.

Diferența dintre ele este că pentru o funcționare corectă este necesar să se supună tensiune de polaritate diferite. Fiecare dintre cele trei regiuni semiconductoare este conectată la un terminal. Există doar trei:

1. bază - stratul central. El este cel mai subțire. La ieșirea de bază există un curent de control cu ​​o amplitudine mică.
2. colector - unul dintre straturile extreme. El este cel mai larg. Este alimentat cu un curent cu o amplitudine mare.
3. emițător - ieșire, care este alimentată de la colector. La ieșire, amplitudinea curentă este puțin mai mare decât la intrare.

Există trei circuite pentru conectarea tranzistoarelor bipolare:

1. Cu un emițător comun - semnalul de intrare este alimentat la bază și ieșirea este scoasă din colector.
2. Cu un colector comun - semnalul de intrare este alimentat la bază și este extras din emițător.
3. Cu o bază comună - semnalul de intrare este alimentat la emițător și este extras din colector.

Datorită mai multor tranziții ale gurilor electronice formate într-un tranzistor bipolar, puteți controla parametrii unui semnal electric. Polaritatea și amplitudinea tensiunii aplicate depind de tipul tranzistorului bipolar.

Aplicarea tranzistorilor în viață

Tranzistorii sunt utilizați într-o mulțime de dispozitive tehnice. Cele mai remarcabile exemple:

1. Scheme de amplificare.
2. Generatoare de semnale.
3. Taste electronice.

În toate dispozitivele de comunicație este necesară amplificarea semnalului. În primul rând, semnalele electrice au o atenuare naturală. În al doilea rând, se întâmplă de multe ori că amplitudinile unuia dintre parametrii de semnal sunt insuficienți pentru funcționarea corectă a dispozitivului. Informațiile sunt transmise prin intermediul semnalelor electrice. Pentru a ne asigura că livrarea a fost garantată și calitatea informațiilor este ridicată, noi este necesar să se amplifice semnalele.

Tranzistorii pot influența nu numai amplitudinea, ci și forma semnalului electric. În funcție de forma dorită a semnalului generat, în generator va fi instalat un tip corespunzător de dispozitiv semiconductor.

Taste electronice sunt necesare pentru a controla curentul în circuit. Aceste chei includ multe tranzistoare. Cheile electronice sunt unul dintre cele mai importante elemente ale schemelor. Ele se bazează pe computere, televizoare și alte aparate electrice, fără de care nu poate fi eliminată viața modernă.

Literatură în electronică

Știința, care studiază tranzistori și alte dispozitive, se numește electronică. Întreaga sa secțiune este dedicată dispozitivelor cu semiconductori. Dacă sunteți interesat în obținerea mai multor informații despre operarea tranzistorilor, puteți citi următoarele cărți pe această temă:

1. Circuite digitale și arhitectura calculatoarelor - David M.
2. Sisteme de operare. Dezvoltare și implementare - Andrew T.
3. Electronică de putere pentru amatori și profesioniști - B. Yu. Semenov.

Aceste cărți descriu diverse mijloace de programare electronică. Desigur, toate circuitele programabile se bazează pe tranzistori. Datorită acestor cărți, veți obține nu numai cunoștințe noi despre tranzistori, ci și abilități care vă pot aduce venituri.

Acum știți cum funcționează tranzistorii și unde sunt folosiți în viață. Dacă sunteți interesat de acest subiect, continuați să îl studiați, pentru că progresul nu se oprește și totul dispozitive tehnice sunt în mod constant îmbunătățite. În această afacere este foarte important să ținem pasul cu vremurile. Mult noroc pentru tine!