Hvad kaldes terminalerne på en bipolær transistor? Bipolær transistor: funktionsprincip

Eksisterer forskellige slags halvlederenheder - tyristorer, trioder, de er klassificeret efter deres formål og type design. Bipolære halvledertransistorer er i stand til at bære to typer ladninger samtidigt, mens felteffekttransistorer kun bærer én.

Design og funktionsprincip

Tidligere i stedet for transistorer i elektriske diagrammer der blev brugt specielle støjsvage vakuumrør, men de var store i størrelse og drevet af glødelamper. Bipolær transistor GOST 18604.11-88 er en halvleder elektrisk apparat, som er et kontrolleret element og er karakteriseret ved en trelagsstruktur, bruges til at styre mikrobølger. Det kan være i huset eller uden det. De kommer i p-n-p og n-p-n typer. Afhængig af rækkefølgen af ​​lagene kan basen være en p- eller n-plade, hvorpå et bestemt materiale er smeltet sammen. På grund af diffusion under fremstillingen opnås et meget tyndt, men holdbart belægningslag.

Foto - grundlæggende tilslutningsdiagrammer

For at bestemme, hvilken transistor der er foran dig, skal du finde pilen til emitterforbindelsen. Hvis dens retning går mod basen, så er strukturen pnp, hvis den er væk fra den, så npn. Nogle polære importerede analoger (IGBT og andre) kan have bogstavsbetegnelse overgang. Derudover er der også bipolære komplementære transistorer. Det er enheder, der har de samme egenskaber, men forskellige typer ledningsevne. Dette par har fundet anvendelse i forskellige radiokredsløb. Denne funktion skal tages i betragtning, hvis udskiftning er nødvendig individuelle elementer ordning.

Foto - design

Området, der er placeret i midten, kaldes basen, på begge sider af det er emitteren og samleren. Basen er meget tynd, ofte overstiger dens tykkelse ikke et par 2 mikron. I teorien er der sådan noget som en ideel bipolær transistor. Dette er en model, hvor afstanden mellem emitter- og kollektorregionerne er den samme. Men ofte er emitterforbindelsen (området mellem basen og emitteren) dobbelt så stor som kollektorforbindelsen (området mellem basen og solfangeren).

Billeder - typer af bipolære trioder

I henhold til typen af ​​forbindelse og niveauet af transmitteret effekt er de opdelt i:

1. Høj frekvens;
2. Lav frekvens.

Ved magt:

1. Lav strøm;
2. Medium kraft;
3. Strøm (en transistordriver kræves til kontrol).

Driftsprincippet for bipolære transistorer er baseret på, at de to midterste kryds er placeret tæt på hinanden. Dette giver dig mulighed for betydeligt at forbedre de elektriske impulser, der passerer gennem dem. Hvis det anvendes på forskellige områder (områder) elektrisk energi forskellige potentialer, så vil et bestemt område af transistoren skifte. På denne måde minder de meget om dioder.

Foto - eksempel

For eksempel, når den er positiv, åbner den p-n region, og når den er negativ, lukker den. Hovedfunktion Transistorers handling er, at når et hvilket som helst område forskydes, er basen mættet med elektroner eller ledige stillinger (huller), dette tillader potentialet at blive reduceret og ledningsevnen af ​​elementet at blive øget.

Der er følgende hovedtyper af arbejde:

1. Aktiv tilstand;
2. skære af;
3. Dobbelt eller mætning;
4. Inversion.

Før du bestemmer driftstilstanden i bipolære trioder, skal du forstå, hvordan de adskiller sig fra hinanden. Højspændingssystemer fungerer oftest i aktiv tilstand (også kendt som nøgletilstand), her, når strømmen er tændt, forskydes emitterforbindelsen, og omvendt spænding er til stede ved solfangersektionen. Inversionstilstanden er det modsatte af den aktive her er alt forskudt i direkte proportioner. Takket være dette forstærkes elektroniske signaler kraftigt.

Under cutoff er alle typer spænding udelukket, transistorstrømniveauet reduceres til nul. I denne tilstand åbnes den transistorkontakt eller en isoleret gate felteffekt triode, og enheden er slukket. Der er også en dual mode eller operation i mætning med denne type operation, kan transistoren ikke fungere som en forstærker. Baseret på dette tilslutningsprincip fungerer kredsløb, hvor det ikke er nødvendigt at forstærke signaler, men at åbne og lukke kontakter.

På grund af forskellen i spændings- og strømniveauer i forskellige tilstande, for at bestemme dem, kan du kontrollere den bipolære transistor med et multimeter, for eksempel i forstærkningstilstand skal en fungerende n-p-n transistor vise en ændring i trin fra 500 til 1200 ohm. Måleprincippet er beskrevet nedenfor.

Hovedformålet med transistorer er at ændre visse signaler elektrisk netværk afhængig af strøm- og spændingsindikatorer. Deres egenskaber gør det muligt at kontrollere forstærkningen ved at ændre strømmens frekvens. Det er med andre ord en modstandsomformer og signalforstærker. Anvendes i forskelligt audio- og videoudstyr til styring af laveffektstrømme af elektricitet og som UMZCH, transformatorer, styring af motorer til værktøjsmaskiner mv.

Video: hvordan bipolære transistorer fungerer

Undersøgelse

Den nemmeste måde at måle h21e på kraftige bipolære transistorer er at teste dem med et multimeter. For at åbne en p-n-p halvledertriode, negativ spænding til basen. For at gøre dette skiftes multimeteret til ohmmetertilstand ved -2000 Ohm. Normen for modstandsudsving er fra 500 til 1200 ohm.

For at kontrollere andre områder skal du anvende positiv modstand til basen. Under denne test skal indikatoren vise mere modstand, ellers er trioden defekt.

Nogle gange bliver udgangssignalerne afbrudt af modstande, som er installeret for at reducere modstanden, men nu bruges denne bypass-teknologi sjældent. For at kontrollere modstandskarakteristikken pulstransistorer n-p-n skal forbindes til base plus, og til emitter og kollektor terminaler - minus.

Tekniske egenskaber og markeringer

De vigtigste parametre, hvormed disse er valgt halvlederelementer, er pinout og farvemarkering.

Foto - pinout af laveffekt bipolære trioder Foto - power pinout

Farvekodning bruges også.

Fotos - eksempler på farvemarkering Foto - farvetabel

Mange moderne indenlandske transistorer er også betegnet med en bogstavkode, som indeholder oplysninger om gruppen (felteffekt, bipolær), type (silicium osv.), år og fremstillingsmåned.

Foto - afskrift

Grundlæggende egenskaber (parametre) af trioder:

1. Spændingsforstærkning;
2. Indgangsspænding;
3. Sammensatte frekvenskarakteristika.

For at vælge dem bruges også statiske karakteristika, som inkluderer en sammenligning af input- og outputstrøm-spændingsegenskaber.

De nødvendige parametre kan beregnes ved at beregne hovedegenskaberne (fordeling af kaskadestrømme, beregning af nøgletilstanden). Samlerstrøm: Ik=(Ucc-Ukanas)/Rн

• Ucc – netværksspænding;
• Ukenas – mætning;
• Rн – netværksmodstand.

Strømtab under drift:

P=Ik*Ukanas

Du kan købe bipolære transistorer SMD, IGBT og andre i enhver elektrisk butik. Deres pris varierer fra et par cent til titusinder af dollars, afhængigt af formålet og egenskaberne.

BIPOLAR TRANSISTORER

En bipolær transistor kaldes halvleder enhed, bestående af tre områder med vekslende typer elektrisk ledningsevne og designet til at forstærke signalet.

Bipolære transistorer er halvlederenheder universelle formål og er meget udbredt i forskellige forstærkere, generatorer, puls- og switch-enheder.

Bipolære transistorer kan klassificeres efter materiale: germanium og silicium;efter type af ledningsevne: p-typen-r og n- s- n; med hensyn til effekt: lav (ssvinge< 0,3W), gennemsnitlig (R svinge= 1,5W) og stor (Psvinge> 1,5W); efter frekvens: lav frekvens, mellemfrekvens, høj frekvens og mikrobølge.

I sådanne transistorer bestemmes strømmen af ​​bevægelsen af ​​ladningsbærere af to typer: elektroner og huller. Det er her deres navn kommer fra: bipolar.

Bipolær transistorer en plade af germanium eller silicium, hvori der skabes tre områder med forskellige elektriske ledningsevner. Til transistor typen-R- nden midterste region har hulledningsevne, og de ekstreme regioner har elektronisk ledningsevne.

Transistorer type p-n-p har et mellemområde med elektronisk ledningsevne, og de ekstreme med hulledningsevne.

Det midterste område af transistoren kaldes basen, det ene ekstreme område er emitteren, og det andet er kollektoren. Transistoren har således to R- n- overgang: emitter - mellem emitter og base og solfanger - mellem base og solfanger.

Emitteren er transistorens område til indsprøjtning af ladningsbærere i basen. Samler - et område, hvis formål er at udtrække ladningsbærere fra basen. Basen er den region, hvori emitteren indsprøjter ladningsbærere, som ikke er flertallet for denne region.

Koncentrationen af ​​flertallets ladningsbærere i emitteren er mange gange større end koncentrationen af ​​majoritetsbærerneladningen i basen, og i solfangeren er lidt mindre end koncentrationen i emitteren. Derfor er emitterledningsevnen meget højere end basisledningsevnen, og kollektorledningsevnen er mindre end emitterledningsevnen.

Afhængigt af hvilken af ​​terminalerne der er fælles for indgangs- og udgangskredsløbene, er der tre kredsløb til at tænde transistoren: med en fælles base (CB), almindelig udsender(OE), fælles opsamler (OK).

Indgangs- eller kontrolkredsløbet tjener til at styre driften af ​​transistoren. I udgangs- eller kontrollerede kredsløb opnås forstærkede oscillationer. Kilden til forstærkede oscillationer er inkluderet i indgangskredsløbet, og belastningen er forbundet til udgangskredsløbet.

Princippet for drift af en transistor ved hjælp af eksemplet med transistor p-n-p – type inkluderet i et kredsløb med en fælles base (CB).

Eksterne spændinger på to strømforsyninger EE og ETilforbundet til transistoren på en sådan måde, at emitterforbindelsen P1 er forspændt i fremadgående retning, og kollektorforbindelsen P2 er forspændt i den modsatte retning.

Hvis der tilføres omvendt spænding til kollektorforbindelsen, og emitterkredsløbet er åbent, løber der en lille omvendt strøm i kollektorkredsløbetjegco. Det opstår under indflydelse omvendt spænding og skabes af den rettede bevægelse af minoritetsladningsbærere, basishuller og kollektorelektroner gennem kollektorforbindelsen. Omvendt strøm løber gennem kredsløbet: +ETil, base-samler, −ETil.

Når den er tilsluttet emitterkredsløbet DC spænding EE i fremadgående retning falder emitterforbindelsens potentielle barriere. Indsprøjtningen af ​​huller i basen begynder.

Den eksterne spænding påført transistoren viser sig hovedsageligt at blive påført overgangene P1 og P2, fordi de har høj modstand sammenlignet med modstanden i base-, emitter- og kollektorregionerne. Derfor bevæger huller, der sprøjtes ind i basen sig igennem den gennem diffusion. I dette tilfælde rekombinerer hullerne med basens elektroner. Da bærerkoncentrationen i basen er meget lavere end i emitteren, rekombinerer meget få huller. Med en lille bundtykkelse vil næsten alle huller nå kollektorforbindelsen P2. I stedet for de rekombinerede elektroner kommer elektroner fra strømkilden E ind i basenTil. Huller, der rekombinerer med elektroner i basen, skaber en basestrømjeg B.

Under påvirkning af omvendt spænding ETil,kollektorforbindelsens potentielle barriere øges, og tykkelsen af ​​krydset P2 øges. Huller, der kommer ind i området for kollektorforbindelsen, falder ind i det accelererende felt, der skabes ved krydset af kollektorspændingen og trækkes ind af kollektoren, hvilket skaber en kollektorstrømjegTil. Kollektorstrømmen løber gennem kredsløbet: +ETil, base-samler, -ETil.

Således i b ipolar Der er tre typer strøm, der flyder i en transistor: emitter, kollektor og base.

I ledningen, som er basisterminalen, er emitter- og kollektorstrømmene rettet i modsatte retninger. Basisstrømmen er lig med forskellen mellem emitter- og kollektorstrømmen:jeg B = jeg E - jeg TIL.

Fysiske processer i en transistortypen-R- nforløb på samme måde som processerne i en p-type transistorn-R.

Samlet emitterstrømjegE bestemmes af antallet af hovedladningsbærere, der injiceres af emitteren. Hoveddelen af ​​disse ladningsbærere, der når kollektoren, skaber en kollektorstrømjegTil. En lille del af ladningsbærere, der sprøjtes ind i basen, rekombinerer i basen og skaber en basisstrømjegB. Følgelig vil emitterstrømmen blive opdelt i basis- og kollektorstrømme, dvs.jeg E = jeg B+ jegTil.

Transistorens udgangsstrøm afhænger af indgangsstrømmen. Derfor er en transistor en strømstyret enhed.

Ændringer i emitterstrøm forårsaget af ændringer i emitterforbindelsesspænding overføres fuldstændigt til kollektorkredsløbet, hvilket forårsager en ændring i kollektorstrøm. Og fordi kollektor strømkildespænding ETilbetydeligt mere end emitter Eøh, derefter den strøm, der forbruges i kollektorkredsløbet PTil, vil være væsentlig mere magt i emitterkredsløbet Pøh. Dette gør det muligt at styre høj effekt i transistorens kollektorkredsløb med lav effekt brugt i emitterkredsløbet, dvs. der er en stigning i magten.

Omskifterkredsløb for bipolære transistorer

Transistoren er inkluderet i kredsløbet, så en af ​​dens terminaler er input, den anden er output, og den tredje er fælles for input og output kredsløb. Afhængigt af hvilken elektrode der er almindelig, er der tre kredsløb til tilslutning af transistorer: OB, OE og OK. Til transistorn-R- ni koblingskredsløb ændres kun polariteten af ​​spændingerne og strømmenes retning. For ethvert transistorkoblingskredsløb skal strømforsyningernes polaritet vælges således, at emitterforbindelsen er tændt i fremadgående retning, og kollektorforbindelsen i modsat retning.

Statiske karakteristika for bipolære transistorer

Transistorens statiske driftstilstand er tilstanden, når der ikke er nogen belastning i udgangskredsløbet.

De statiske karakteristika for transistorer er de grafisk udtrykte afhængigheder af spændingen og strømmen af ​​inputkredsløbet (indgangsstrøm-spændingskarakteristika) og udgangskredsløbet (outputstrøm-spændingskarakteristika). Typen af ​​karakteristika afhænger af metoden til at tænde transistoren.

Karakteristika for en transistor forbundet i henhold til OB-kredsløbet

jeg E = f(U EB) kl U KB = konst(EN).

jeg K = f(U KB) kl jeg E = konst(b).

Statiske karakteristika for en bipolær transistor forbundet i henhold til OB-kredsløbet.Udgangsstrøm-spændingskarakteristika har tre karakteristiske områder: 1 - stærk afhængighedjegTil fra UKB; 2 – svag afhængighedjegTil fra UKB; 3 – sammenbrud af kollektorforbindelsen.Et træk ved karakteristikaene i område 2 er deres lille stigning med stigende spændingU KB.

Karakteristika for en transistor forbundet i henhold til OE-kredsløbet:

Indgangskarakteristikken er afhængigheden:

jeg B = f(U BE) kl U CE = konst(b).

Outputkarakteristikken er afhængigheden:

jeg K = f(U CE) kl jeg B = konst(EN).

Bipolær transistor driftstilstand

En transistor kan fungere i tre tilstande afhængigt af spændingen ved dens kryds. Ved drift i aktiv tilstand er spændingen ved emitterforbindelsen direkte, og ved kollektorforbindelsen er den omvendt.

Afskærings- eller blokeringstilstanden opnås ved at påføre omvendt spænding til begge kryds (både p-n- overgangene er lukket).

Hvis spændingen ved begge kryds er direkte (begge p-n- overgange er åbne), så fungerer transistoren i mætningstilstand.I cutoff mode og saturation mode er der næsten ingen kontrol af transistoren. I den aktive tilstand udføres en sådan kontrol mest effektivt, og transistoren kan udføre funktionerne i et aktivt element i et elektrisk kredsløb - forstærkning, generering.

bipolær transistor forstærkertrin

Det mest udbredte kredsløb er transistorkoblingskredsløbet med en fælles emitter.Hovedelementerne i kredsløbet er strømforsyningen ETil, styret element - transistorVT og modstand RTil. Disse elementer danner udgangskredsløbet for forstærkertrinnet, hvor der på grund af strømmen af ​​kontrolleret strøm skabes en forstærket vekselspænding ved udgangen af ​​kredsløbet.Andre elementer i kredsløbet spiller en understøttende rolle. Kondensator CRer adskillende. I mangel af denne kondensator i indgangssignalkildekredsløbet, en D.C. fra strømkilde ETil.

Modstand RB, inkluderet i basiskredsløbet, sikrer drift af transistoren i fravær af et indgangssignal. Hviletilstand leveres af den hvilende basisstrømjeg B = E Til/ R B. Brug af en modstandRTiludgangsspænding skabes.RTiludfører funktionen med at skabe en varierende spænding i udgangskredsløbet på grund af strømmen af ​​strøm, der styres gennem basiskredsløbet.

For forstærkertrinets kollektorkredsløb kan vi skrive følgende ligning for elektrisk tilstand:

E Til= Uke+ jegTilRTil,

summen af ​​spændingsfaldet over modstandenRk og kollektor-emitter spændingUketransistor er altid lig med en konstant værdi - emk af strømkilden ETil.

Forstærkningsprocessen er baseret på energiomdannelsen af ​​en konstant spændingskilde ETiltil energi AC spænding i udgangskredsløbet ved at ændre modstanden af ​​det kontrollerede element (transistor) i henhold til loven specificeret af indgangssignalet.

I denne artikel vil vi forsøge at beskrive funktionsprincip Den mest almindelige type transistor er bipolar. Bipolær transistor er et af de vigtigste aktive elementer i radioelektroniske enheder. Dens formål er at arbejde for at øge magten elektrisk signal når frem til sit input. Effektforstærkning udføres gennem ekstern kilde energi. En transistor er en radio-elektronisk komponent med tre terminaler

Designfunktion af en bipolær transistor

For at producere en bipolær transistor skal du bruge et hul eller en halvleder elektronisk type ledningsevne, som opnås ved diffusion eller fusion med acceptorurenheder. Som et resultat dannes regioner med polære typer ledningsevner på begge sider af basen.

Bipolære transistorer er af to typer baseret på ledningsevne: n-p-n og p-n-p. Driftsregler, der styrer en bipolær transistor med n-p-n ledningsevne(for p-n-p er det nødvendigt at ændre polariteten af ​​den påførte spænding):

1. Det positive potentiale ved solfangeren er vigtigere sammenlignet med emitteren.
2. Enhver transistor har sit maksimum gyldige parametre Ib, Ik og Uke, overskridelse, hvilket i princippet er uacceptabelt, da dette kan føre til ødelæggelse af halvlederen.
3. Basis-emitter- og base-kollektorterminalerne fungerer som dioder. Som regel er dioden i base-emitterretningen åben, og i base-kollektorretningen er den forspændt modsatte retning, det vil sige, at den indkommende spænding forstyrrer flowet elektrisk strøm gennem ham.
4. Hvis trin 1 til 3 er gennemført, så er den aktuelle Ik direkte proportional med den aktuelle Ib og har formen: Ik = he21*Ib, hvor he21 er den aktuelle forstærkning. Denne regel kendetegner transistorens hovedkvalitet, nemlig at den lave basisstrøm styrer den kraftige kollektorstrøm.

For forskellige bipolære transistorer af samme serie kan he21-indikatoren fundamentalt variere fra 50 til 250. Dens værdi afhænger også af den strømmende kollektorstrøm, spændingen mellem emitteren og kollektoren og af den omgivende temperatur.

Lad os studere regel nr. 3. Det følger heraf, at spændingen påført mellem emitteren og basen ikke bør øges væsentligt, da hvis basisspændingen er 0,6...0,8 V højere end emitteren (diodens fremadgående spænding), så vil en ekstrem stor strømstyrke komme til syne. I en arbejdstransistor er spændingerne ved emitteren og basen således forbundet i henhold til formlen: Ub = Ue + 0,6V (Ub = Ue + Ube)

Lad os endnu en gang minde dig om, at alle disse punkter gælder for transistorer med n-p-n ledningsevne. Til p-n-p type alt skal vendes.

Du skal også være opmærksom på, at kollektorstrømmen ikke har nogen forbindelse med diodens ledningsevne, da der som regel leveres omvendt spænding til kollektor-based diode. Derudover afhænger strømmen, der løber gennem solfangeren, meget lidt af potentialet på solfangeren (denne diode ligner en lille strømkilde)

Når transistoren er tændt i forstærkningstilstand, er emitterforbindelsen åben, og kollektorforbindelsen er lukket. Dette opnås ved at tilslutte strømforsyninger.

Da emitterforbindelsen er åben, vil emitterstrømmen passere gennem den, der opstår på grund af overgangen af ​​huller fra basen til emitteren, såvel som elektroner fra emitteren til basen. Emitterstrømmen indeholder således to komponenter - hul og elektron. Injektionsforholdet bestemmer emitterens effektivitet. Ladningsinjektion er overførsel af ladningsbærere fra den zone, hvor de var flertallet, til den zone, hvor de bliver minoritet.

I basen rekombinerer elektroner, og deres koncentration i basen genopfyldes fra EE-kildens plus. Som et resultat af dette, i elektriske kredsløb en ret svag strøm vil strømme fra basen. De resterende elektroner, der ikke havde tid til at rekombinere i basen, under accelererende påvirkning af feltet af det låste kollektorkryds, som minoritetsbærere, vil bevæge sig ind i solfangeren og skabe en kollektorstrøm. Overførslen af ​​ladningsbærere fra en zone, hvor de var mindretal, til en zone, hvor de bliver majoritet, kaldes udvinding af elektriske ladninger.

God eftermiddag venner!

I dag vil vi fortsætte med at stifte bekendtskab med de elektroniske "byggeklodser" af computerhardware. Vi har allerede set på, hvordan de fungerer felteffekttransistorer, som nødvendigvis er til stede på hver bundkort computer.

Læn dig godt tilbage - nu vil vi gøre en intellektuel indsats og forsøge at finde ud af, hvordan det fungerer

Bipolær transistor

En bipolær transistor er en halvlederenhed, der er meget udbredt i elektroniske produkter, herunder computerenheder ernæring.

Ordet "transistor" er afledt af to engelske ord - "translate" og "resistor", som betyder "modstandskonverter".

Ordet "bipolær" betyder, at strømmen i enheden er forårsaget af ladede partikler med to polariteter - negative (elektroner) og positive (såkaldte "huller").

"Hul" er ikke jargon, men en fuldstændig videnskabelig term. Et "hul" er en ukompenseret positiv ladning eller med andre ord fraværet af en elektron i en halvleders krystalgitter.

En bipolær transistor er en tre-lags struktur med vekslende typer af halvledere.

Da der er to typer halvledere, positive (positive, p-type) og negative (negative, n-type), kan der være to typer af en sådan struktur - p-n-p og n-p-n.

Den midterste region af en sådan struktur kaldes basen, og de ydre områder kaldes emitteren og samleren.

I diagrammerne er bipolære transistorer betegnet på en bestemt måde (se figur). Vi ser, at transistoren i det væsentlige er ja p-n kryds, forbundet i serie.

Et hurtigt spørgsmål: hvorfor kan transistoren ikke udskiftes med to dioder? Når alt kommer til alt, har hver af dem et p-n-kryds, ikke? Jeg tilsluttede to dioder i serie - og det er det!

Ingen! Faktum er, at basen i transistoren er lavet meget tynd under fremstillingen, hvilket ikke kan opnås ved at forbinde to separate dioder.

Princippet om drift af en bipolær transistor

Det grundlæggende princip for driften af ​​transistoren er, at en lille basisstrøm kan styre en meget større kollektorstrøm - i området fra praktisk talt nul til en vis maksimalt mulig værdi.

Forholdet mellem kollektorstrømmen og basisstrømmen kaldes strømforstærkningen og kan variere fra flere enheder til flere hundrede.

Det er interessant at bemærke, at det for laveffekttransistorer oftest er større end for højeffekttransistorer (og ikke omvendt, som man måske skulle tro).

Forskellen er, at i modsætning til PT-porten er basisstrømmen altid til stede under styring, dvs. Der bliver altid brugt noget strøm på kontrol.

Jo større spænding der er mellem emitteren og basen, jo større er basisstrømmen og følgelig jo større kollektorstrømmen. Enhver transistor har dog et maksimum gyldige værdier spændinger mellem emitter og base og mellem emitter og kollektor. Hvis du overskrider disse parametre, skal du betale med en ny transistor.

I driftstilstand er basis-emitterforbindelsen normalt åben, og base-kollektorforbindelsen er lukket.

En bipolær transistor, som et relæ, kan også fungere i skiftetilstand. Hvis du tilfører noget tilstrækkelig strøm til basen (luk knap S1), vil transistoren være godt åben. Lampen vil lyse.

I dette tilfælde vil modstanden mellem emitter og solfanger være lille.

Spændingsfaldet over emitter-kollektorsektionen vil være flere tiendedele volt.

Hvis man så stopper med at levere strøm til basen (åben S1), vil transistoren lukke, dvs. modstanden mellem emitter og solfanger bliver meget høj.

Lampen vil slukke.

Hvordan tester man en bipolær transistor?

Da den bipolære transistor består af to p-n-forbindelser, skal du kontrollere det digital tester simpelt nok.

Det er nødvendigt at indstille testerens betjeningskontakt til position, der forbinder den ene sonde til basen og den anden - skiftevis til emitteren og opsamleren.

I det væsentlige tjekker vi bare sekventielt p-n brugbarhed overgange.

En sådan overgang kan enten være åben eller lukket.

Derefter skal du ændre probernes polaritet og gentage målingerne.

I ét tilfælde vil testeren vise et spændingsfald ved emitter-base- og kollektor-base-forbindelserne på 0,6 - 0,7 V (begge forbindelser er åbne).

I det andet tilfælde lukkes begge overgange, og testeren registrerer dette.

Det skal bemærkes, at i driftstilstand er en af ​​transistorovergangene oftest åben, og den anden er lukket.

Måling af strømforstærkningen af ​​en bipolær transistor

Hvis testeren har evnen til at måle den aktuelle overførselskoefficient, kan du kontrollere transistorens drift ved at installere transistorledningerne i de tilsvarende stik.

Strømoverførselskoefficient er forholdet mellem kollektorstrømmen og basisstrømmen.

Jo højere forstærkning, jo mere kollektorstrøm kan styres af basisstrømmen, alt andet lige.

Pinout (pinnavn) og andre data kan tages fra databladene (referencedata) for den tilsvarende transistor. Datablade kan findes på internettet via søgemaskiner.

Testeren vil på displayet vise den aktuelle overførselskoefficient (forstærkning), som skal sammenlignes med referencedataene.

Strømoverførselskoefficienten for laveffekttransistorer kan nå flere hundrede.

For kraftige transistorer er det væsentligt mindre - flere enheder eller tiere.

Der er dog kraftige transistorer med en overførselskoefficient på flere hundrede eller tusinde. Det er de såkaldte Darlington-par.

Et Darlington-par består af to transistorer. Udgangsstrømmen for den første transistor er indgangsstrømmen for den anden.

Den samlede strømoverførselskoefficient er produktet af koefficienterne for den første og anden transistor.

Darlington-parret er lavet i en fælles pakke, men det kan også laves af to separate transistorer.

Indbygget diodebeskyttelse

Nogle transistorer (effekt og højspænding) kan beskyttes mod omvendt spænding med en indbygget diode.

Således, hvis du forbinder testerproberne til emitteren og kollektoren i diodetesttilstand, vil den vise de samme 0,6 - 0,7 V (hvis dioden er fremadrettet) eller en "blokeret diode" (hvis dioden er omvendt forspændt).

Hvis testeren viser en lille spænding, og i begge retninger, så Transistoren er helt sikkert ødelagt og skal udskiftes. En kortslutning kan også bestemmes i modstandsmålingstilstand - testeren vil vise lav modstand.

Der er (heldigvis ret sjældent) en "gennemsnitlig" fejlfunktion af transistorer. Det er, når det virker i starten, men efter nogen tid (eller efter opvarmning) ændrer det sine parametre eller fejler helt.

Hvis man aflodder sådan en transistor og tjekker den med en tester, vil den nå at køle af, inden proberne tilsluttes, og testeren vil vise, at det er normalt. Den bedste måde at verificere dette på er ved at udskifte den "mistænkelige" transistor i enheden.

Afslutningsvis, lad os sige, at den bipolære transistor er en af ​​de vigtigste "stykker hardware" i elektronik. Det ville være rart at lære at finde ud af, om disse "jernstykker" er "levende" eller ej. Jeg har selvfølgelig givet jer, kære læsere, et meget forenklet billede.

Faktisk er driften af ​​en bipolær transistor beskrevet af mange formler, der er mange varianter af dem, men det er en kompleks videnskab. For dem, der ønsker at grave dybere, kan jeg anbefale den vidunderlige bog af Horowitz og Hill, "The Art of Circuit Design."

Transistorer til dine eksperimenter kan købes

Vi ses på bloggen!

Navnet på halvlederenhedens transistor er dannet af to ord: overførsel - overførsel+ modstå - modstand. Fordi det virkelig kan repræsenteres i form af en vis modstand, som vil blive reguleret af spændingen på en elektrode. En transistor kaldes nogle gange også en halvledertriode.

Den første bipolære transistor blev skabt i 1947, og i 1956 blev tre videnskabsmænd tildelt Nobelprisen i fysik for sin opfindelse.

En bipolær transistor er en halvlederenhed, der består af tre halvledere med skiftende typer af urenhedskonduktivitet. En elektrode tilsluttes og udsendes til hvert lag. En bipolær transistor bruger samtidig ladninger, hvis bærere er elektroner ( n - "negativ") og huller (p - "positiv "), det vil sige bærere af to typer, deraf dannelsen af ​​navnepræfikset "bi" - to.

Transistorer adskiller sig i typen af ​​lagskifte:

P n p -transistor (direkte ledning);

Npn- transistor (omvendt ledning).

Grundlag (B) er elektroden, der er forbundet til det centrale lag af den bipolære transistor. Elektroderne fra de ydre lag kaldes emitter (E) og kollektor (K).

Figur 1 – Bipolær transistor design

Diagrammerne angiver " VT ", i gammel russisksproget dokumentation kan du finde betegnelserne "T", "PP" og "PT". Bipolære transistorer er afbildet på elektriske kredsløb, afhængigt af vekslen af ​​halvlederledningsevne, som følger:

Figur 2 – Betegnelse af bipolære transistorer

I figur 1 ovenfor er forskellen mellem solfangeren og emitteren ikke synlig. Hvis man ser på en forenklet tværsnitsgengivelse af en transistor, kan man se, at arealet p-n Kollektorovergangen er større end emitterens.

Figur 3 – Tværsnit af transistor

Basen er lavet af en halvleder med svag ledningsevne, det vil sige, at materialets modstand er høj. Påkrævet stand– et tyndt basislag for at tillade en transistoreffekt at opstå. Siden kontaktområdet p-n Da kollektor- og emitterforbindelserne er forskellige, kan tilslutningens polaritet ikke ændres. Denne karakteristik klassificerer transistoren som en asymmetrisk enhed.

En bipolær transistor har to strømspændingskarakteristika (volt ampereværdier): input og output.

Indgangsstrøm-spændingskarakteristikken er afhængigheden af ​​basisstrømmen ( I B ) fra base-emitter spænding ( U BE).

Figur 4 – Indgangsstrøm-spændingskarakteristik af en bipolær transistor

Udgangsstrøm-spændingskarakteristikken er afhængigheden af ​​kollektorstrømmen ( jeg K ) fra kollektor-emitterspændingen ( U KE).

Figur 5 – Udgangsstrøm-spændingskarakteristik af transistoren

Lad os se på princippet om drift af en bipolær transistor npn type, for pnp på samme måde er det kun ikke elektroner, der betragtes, men huller.Transistoren har to p-n-forbindelser. I den aktive driftstilstand er en af ​​dem forbundet med fremadgående bias, og den anden med omvendt bias. Når EB-forbindelsen er åben, bevæger elektroner fra emitteren sig let til basen (rekombination sker). Men som tidligere nævnt er basislaget tyndt og dets ledningsevne lav, så nogle elektroner har tid til at flytte til base-kollektorforbindelsen. Det elektriske felt er med til at overvinde (styrker) lagovergangsbarrieren, da elektroner er minoritetsbærere her. Efterhånden som basisstrømmen stiger, vil emitter-basisforbindelsen åbne flere og flere elektroner vil være i stand til at strømme fra emitteren til kollektoren. Kollektorstrømmen er proportional med basisstrømmen og med en lille ændring i sidstnævnte (kontrol), ændres kollektorstrømmen betydeligt. Sådan opstår signalforstærkning i en bipolær transistor.

Figur 6 – Aktiv tilstand for transistordrift

Ser du på billedet, kan du forklare princippet om drift af en transistor lidt enklere. Forestil dig, at KE er et vandrør, og B er en vandhane, som du kan styre vandgennemstrømningen med. Det vil sige, at jo mere strøm du tilfører basen, jo mere får du ved udgangen.

Betyder samlerstrøm næsten lig med emitterstrømmen, eksklusive rekombinationstab i basen, som danner basisstrømmen, så formlen er gyldig:

I E = I B + I K.

Grundlæggende parametre for transistoren:

Strømforstærkning er forholdet mellem den effektive værdi af kollektorstrømmen og basisstrømmen.

Indgangsmodstand - efter Ohms lov vil den være lig med emitter-basespændingsforholdet U EB at styre strømmen I B.

Spændingsforstærkning – parameteren bestemmes af forholdet mellem udgangsspændingen U EC for at indtaste U BE.

Frekvensresponsen beskriver en transistors evne til at operere op til en vis begrænsende frekvens af indgangssignalet. Efter overskridelse af grænsefrekvensen fysiske processer i transistoren vil ikke have tid til at forekomme, og dens forstærkende evner vil blive reduceret til ingenting.

Omskifterkredsløb for bipolære transistorer

For at forbinde transistoren er kun dens tre terminaler (elektroder) tilgængelige for os. Derfor for ham Normal drift Der kræves to strømforsyninger. En elektrode på transistoren vil forbinde til to kilder samtidigt. Følgelig er der 3 forbindelsesskemaer for en bipolær transistor: OE - med en fælles emitter, OB - en fælles base, OK - fælles samler. Hver har både fordele og ulemper afhængigt af applikationen og de nødvendige egenskaber, valget af forbindelse er foretaget.

Forbindelseskredsløbet med en fælles emitter (CE) er karakteriseret ved den største forstærkning af henholdsvis strøm og spænding og effekt. På denne forbindelse udgangsvekselspændingen forskydes med 180 elektriske grader i forhold til indgangen. Den største ulempe er den lave frekvensrespons, det vil sige den lave værdi af afskæringsfrekvensen, som ikke gør det muligt at bruge det med et højfrekvent indgangssignal.

(OB) giver fremragende frekvensrespons. Men det giver ikke så stor en signalspændingsforstærkning som med OE. Og strømforstærkning forekommer derfor slet ikke dette diagram ofte kaldet en strømfølger, fordi den har egenskaben strømstabilisering.

Kredsløbet med en fælles kollektor (CC) har næsten samme strømforstærkning som med OE, men spændingsforstærkningen er næsten lig med 1 (lidt mindre). Spændingsforskydningen er ikke typisk for dette tilslutningsdiagram. Jeg kalder det også en emitterfølger, da udgangsspændingen ( U EB ) svarer til indgangsspændingen.

Anvendelse af transistorer:

Forstærkerkredsløb;

Signalgeneratorer;

Elektroniske nøgler.