Hva kalles terminalene til en bipolar transistor? Bipolar transistor: driftsprinsipp

Eksistere forskjellige typer halvlederenheter - tyristorer, trioder, de er klassifisert i henhold til deres formål og type design. Bipolare halvledertransistorer er i stand til å bære to typer ladninger samtidig, mens felteffekttransistorer bare bærer én.

Design og driftsprinsipp

Tidligere, i stedet for transistorer i elektriske diagrammer spesielle lavstøysvakuumrør ble brukt, men de var store i størrelse og drevet av glødelamper. Bipolar transistor GOST 18604.11-88 er en halvleder elektrisk apparat, som er et kontrollert element og er preget av en trelagsstruktur, brukes til å kontrollere mikrobølger. Det kan være i huset eller uten det. De kommer i p-n-p og n-p-n typer. Avhengig av rekkefølgen på lagene, kan basen være en p- eller n-plate som et bestemt materiale er smeltet sammen på. På grunn av diffusjon under produksjon oppnås et meget tynt, men slitesterkt belegg.

Bilder - skjematiske diagrammer av tilkobling

For å finne ut hvilken transistor som er foran deg, må du finne pilen til emitterkrysset. Hvis retningen går mot basen, er strukturen pnp, hvis den er borte fra den, så npn. Noen polare importerte analoger (IGBT og andre) kan ha bokstavbetegnelse overgang. I tillegg er det også bipolare komplementære transistorer. Dette er enheter som har de samme egenskapene, men forskjellige typer ledningsevne. Et slikt par har funnet anvendelse i forskjellige radiokretser. Denne funksjonen må tas i betraktning dersom utskifting er nødvendig individuelle elementer ordningen.

Foto - design

Området som ligger i sentrum kalles basen, på begge sider av det er emitter og samler. Basen er veldig tynn, ofte overstiger ikke tykkelsen et par 2 mikron. I teorien er det noe slikt som en ideell bipolar transistor. Dette er en modell der avstanden mellom emitter- og kollektorregionen er den samme. Men ofte er emitterkrysset (området mellom basen og emitteren) dobbelt så stort som kollektorovergangen (området mellom basen og solfangeren).

Bilder - typer bipolare trioder

I henhold til typen tilkobling og nivået på overført kraft er de delt inn i:

1. Høy frekvens;
2. Lav frekvens.

Med kraft:

1. Lite strøm;
2. Middels kraft;
3. Strøm (en transistordriver kreves for kontroll).

Driftsprinsippet til bipolare transistorer er basert på det faktum at de to midterste kryssene er plassert i umiddelbar nærhet av hverandre. Dette lar deg forbedre de elektriske impulsene som går gjennom dem betydelig. Hvis brukt på forskjellige områder (områder) elektrisk energi forskjellige potensialer, vil et visst område av transistoren skifte. På denne måten ligner de veldig på dioder.

Foto - eksempel

For eksempel, når den er positiv, åpnes den p-n region, og når den er negativ, lukkes den. Hovedfunksjon Handlingen til transistorer er at når et hvilket som helst område er forskjøvet, er basen mettet med elektroner eller vakanser (hull), dette gjør at potensialet kan reduseres og ledningsevnen til elementet økes.

Det er følgende hovedtyper av arbeid:

1. Aktiv modus;
2. cut-off;
3. Dobbel eller metning;
4. Inversjon.

Før du bestemmer driftsmodusen i bipolare trioder, må du forstå hvordan de skiller seg fra hverandre. Høyspente fungerer oftest i aktiv modus (også kjent som nøkkelmodus), her, når strømmen er slått på, blir emitterovergangen forskjøvet, og reversspenning er tilstede ved kollektordelen. Inversjonsmodusen er motsatt av den aktive; her er alt forskjøvet i direkte proporsjon. Takket være dette blir elektroniske signaler kraftig forsterket.

Under cutoff er alle typer spenning ekskludert, transistorstrømnivået reduseres til null. I denne modusen åpnes den transistorbryter eller en isolert gate felteffekt triode, og enheten er slått av. Det er også en dobbel modus eller operasjon i metning; med denne typen operasjon kan ikke transistoren fungere som en forsterker. Basert på dette koblingsprinsippet fungerer kretser der det ikke er nødvendig å forsterke signaler, men å åpne og lukke kontakter.

På grunn av forskjellen i spenning og strømnivåer i ulike moduser, for å bestemme dem, kan du sjekke den bipolare transistoren med et multimeter, for eksempel i forsterkningsmodus, bør en fungerende n-p-n-transistor vise en endring i trinn fra 500 til 1200 ohm. Måleprinsippet er beskrevet nedenfor.

Hovedformålet med transistorer er å endre visse signaler elektrisk nettverk avhengig av strøm- og spenningsindikatorer. Egenskapene deres gjør det mulig å kontrollere forsterkningen ved å endre frekvensen til strømmen. Det er med andre ord en motstandsomformer og signalforsterker. Brukes i diverse audio- og videoutstyr for å kontrollere laveffektsstrømmer av elektrisitet og som UMZCH, transformatorer, styring av motorer til maskinverktøy, etc.

Video: hvordan bipolare transistorer fungerer

Undersøkelse

Den enkleste måten å måle h21e på kraftige bipolare transistorer er å teste dem med et multimeter. For å åpne en p-n-p halvledertriode, negativ spenning til basen. For å gjøre dette, byttes multimeteret til ohmmetermodus ved -2000 Ohm. Normen for motstandsfluktuasjoner er fra 500 til 1200 ohm.

For å sjekke andre områder, må du bruke positiv motstand til basen. Under denne testen skal indikatoren vise mer motstand, ellers er trioden defekt.

Noen ganger blir utgangssignalene avbrutt av motstander, som er installert for å redusere motstanden, men nå brukes denne bypass-teknologien sjelden. For å sjekke motstandskarakteristikken pulstransistorer n-p-n må kobles til base pluss, og til emitter- og kollektorterminalene - minus.

Tekniske egenskaper og merker

Hovedparametrene som disse velges med halvlederelementer, er pinout og fargemerking.

Foto - pinout av laveffekt bipolare trioder Foto - strømpinout

Fargekoding brukes også.

Bilder - eksempler på fargemerking Foto - fargetabell

Mange moderne innenlandske transistorer er også utpekt med en bokstavkode, som inkluderer informasjon om gruppen (felteffekt, bipolar), type (silisium, etc.), produksjonsår og -måned.

Foto - utskrift

Grunnleggende egenskaper (parametere) til trioder:

1. Spenningsforsterkning;
2. Inngangsspenning;
3. Sammensatte frekvensegenskaper.

For å velge dem brukes også statiske egenskaper, som inkluderer en sammenligning av inngangs- og utgangsstrøm-spenningsegenskaper.

De nødvendige parametrene kan beregnes ved å beregne hovedegenskapene (fordeling av kaskadestrømmer, beregning av nøkkelmodus). Samlerstrøm: Ik=(Ucc-Ukanas)/Rн

• Ucc – nettverksspenning;
• Ukenas – metning;
• Rн – nettverksmotstand.

Strømtap under drift:

P=Ik*Ukanas

Du kan kjøpe bipolare transistorer SMD, IGBT og andre i en hvilken som helst elektrisk butikk. Prisen deres varierer fra noen få cent til titalls dollar, avhengig av formålet og egenskapene.

BIPOLAR TRANSISTORER

En bipolar transistor kalles halvlederenhet, bestående av tre områder med vekslende typer elektrisk ledningsevne og designet for å forsterke signalet.

Bipolare transistorer er halvlederenheter universell hensikt og er mye brukt i forskjellige forsterkere, generatorer, puls- og nøkkelenheter.

Bipolare transistorer kan klassifiseres etter materiale: germanium og silisium;etter type ledningsevne: p-typen-r og n- s- n; når det gjelder kraft: lav (Psvinge< 0,3W), gjennomsnittlig (R svinge= 1,5W) og stor (Psvinge> 1,5W); etter frekvens: lavfrekvent, mellomfrekvens, høyfrekvent og mikrobølgeovn.

I slike transistorer bestemmes strømmen av bevegelsen av ladningsbærere av to typer: elektroner og hull. Det er her navnet deres kommer fra: bipolar.

Bipolar transistorer en plate av germanium eller silisium der tre regioner med ulik elektrisk ledningsevne er laget. For transistortypen-R- ndet midterste området har hullledningsevne, og de ytterste områdene har elektronisk ledningsevne.

Transistorer type p-n-p har en midtre region med elektronisk ledningsevne, og de ekstreme med hullledningsevne.

Den midtre delen av transistoren kalles basen, den ene ekstreme regionen er emitteren, og den andre er kollektoren. Dermed har transistoren to R- n- overgang: emitter - mellom emitter og base og kollektor - mellom base og solfanger.

Emitteren er området til transistoren for å injisere ladningsbærere inn i basen. Samler - et område som har som formål å trekke ut ladningsbærere fra basen. Basen er regionen der ladningsbærere som ikke er majoritet for denne regionen, injiseres av emitteren.

Konsentrasjonen av majoritetsladningsbærerne i emitteren er mange ganger større enn konsentrasjonen av majoritetsbærerneladningen i basen, og i kollektoren er litt mindre enn konsentrasjonen i emitteren. Derfor er emitterledningsevnen mye høyere enn basisledningsevnen, og kollektorledningsevnen er mindre enn emitterledningsevnen.

Avhengig av hvilken av terminalene som er felles for inngangs- og utgangskretsene, er det tre kretser for å slå på transistoren: med en felles base (CB), vanlig emitter(OE), felles samler (OK).

Inngangs- eller kontrollkretsen tjener til å kontrollere driften av transistoren. I utgangs-, eller kontrollert, krets oppnås forsterkede oscillasjoner. Kilden til forsterkede oscillasjoner er inkludert i inngangskretsen, og lasten er koblet til utgangskretsen.

Prinsippet for drift av en transistor ved å bruke eksemplet på transistor p-n-p – type inkludert i en krets med en felles base (CB).

Eksterne spenninger til to strømforsyninger EE og ETilkoblet til transistoren på en slik måte at emitterovergangen P1 er forspent i retning forover, og kollektorovergangen P2 er forspent i motsatt retning.

Hvis revers spenning påføres kollektorovergangen og emitterkretsen er åpen, flyter det en liten reversstrøm i kollektorkretsenJegco. Det oppstår under påvirkning revers spenning og skapes av den rettede bevegelsen av minoritetsladningsbærere, basehull og kollektorelektroner gjennom kollektorovergangen. Omvendt strøm flyter gjennom kretsen: +ETil, base-samler, −ETil.

Når den er koblet til emitterkretsen DC spenning EE i foroverretningen reduseres potensialbarrieren til emitterkrysset. Injeksjonen av hull i basen begynner.

Den eksterne spenningen påført transistoren viser seg hovedsakelig å bli påført overgangene P1 og P2, fordi de har høy motstand sammenlignet med motstanden til base-, emitter- og kollektorområdene. Derfor beveger hull injisert i basen seg gjennom den gjennom diffusjon. I dette tilfellet rekombinerer hullene med elektronene i basen. Siden bærerkonsentrasjonen i basen er mye lavere enn i emitteren, rekombinerer svært få hull. Med liten grunntykkelse vil nesten alle hull nå kollektorkrysset P2. I stedet for de rekombinerte elektronene kommer elektroner fra strømkilden E inn i basenTil. Hull som rekombinerer med elektroner i basen skaper en basestrømJeg B.

Under påvirkning av reversspenning ETil,den potensielle barrieren til kollektorovergangen øker, og tykkelsen på krysset P2 øker. Hull som kommer inn i området til kollektorkrysset faller inn i det akselererende feltet som skapes ved krysset av kollektorspenningen og trekkes inn av kollektoren, og skaper en kollektorstrømJegTil. Kollektorstrømmen flyter gjennom kretsen: +ETil, base-samler, -ETil.

Således, i b ipolar Det er tre typer strøm som flyter i en transistor: emitter, kollektor og base.

I ledningen, som er basisterminalen, er emitter- og kollektorstrømmene rettet i motsatte retninger. Basisstrømmen er lik forskjellen mellom emitter- og kollektorstrømmen:Jeg B = Jeg E - Jeg TIL.

Fysiske prosesser i en transistortypen-R- nfortsett på samme måte som prosessene i en p-type transistorn-R.

Total emitterstrømJegE bestemmes av antall hovedladningsbærere som injiseres av emitteren. Hoveddelen av disse ladningsbærerne som når kollektoren skaper en kollektorstrømJegTil. En liten del av ladningsbærere injisert i basen rekombinerer i basen, og skaper en basisstrømJegB. Følgelig vil emitterstrømmen deles inn i basis- og kollektorstrømmer, dvs.Jeg E = Jeg B + JegTil.

Utgangsstrømmen til transistoren avhenger av inngangsstrømmen. Derfor er en transistor en strømstyrt enhet.

Endringer i emitterstrømmen forårsaket av endringer i emitterkoblingsspenningen blir fullstendig overført til kollektorkretsen, noe som forårsaker en endring i kollektorstrømmen. Og fordi kollektor strømkildespenning ETilbetydelig mer enn emitter Eeh, deretter strømforbruket i kollektorkretsen PTil, vil være betydelig mer makt i emitterkretsen Peh. Dette gjør det mulig å kontrollere høy effekt i kollektorkretsen til transistoren med lav effekt brukt i emitterkretsen, dvs. det er en økning i kraft.

Bryterkretser for bipolare transistorer

Transistoren er inkludert i kretsen slik at en av terminalene er inngangen, den andre er utgangen og den tredje er felles for inngangs- og utgangskretsene. Avhengig av hvilken elektrode som er vanlig, er det tre kretser for tilkobling av transistorer: OB, OE og OK. For transistorn-R- ni svitsjekretser endres bare polariteten til spenningene og retningen til strømmene. For enhver transistorsvitsjekrets må polariteten til strømforsyningene velges slik at emitterforbindelsen er slått på i foroverretningen, og kollektorovergangen i motsatt retning.

Statiske egenskaper til bipolare transistorer

Den statiske driftsmodusen til transistoren er modusen når det ikke er noen belastning i utgangskretsen.

De statiske egenskapene til transistorene er de grafisk uttrykte avhengighetene av spenningen og strømmen til inngangskretsen (inngangsstrøm-spenningskarakteristikk) og utgangskretsen (utgangsstrøm-spenningskarakteristikk). Typen av egenskaper avhenger av metoden for å slå på transistoren.

Egenskaper til en transistor koblet i henhold til OB-kretsen

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

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

Statiske egenskaper til en bipolar transistor koblet i henhold til OB-kretsen.Utgangsstrøm-spenningskarakteristikkene har tre karakteristiske områder: 1 – sterk avhengighetJegTil fra UKB; 2 – svak avhengighetJegTil fra UKB; 3 – sammenbrudd av kollektorkrysset.Et trekk ved egenskapene i region 2 er deres svake økning med økende spenningU KB.

Egenskaper til en transistor koblet i henhold til OE-kretsen:

Inndatakarakteristikken er avhengigheten:

Jeg B = f(U Slå U CE = konst(b).

Utgangskarakteristikken er avhengigheten:

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

Bipolar transistor driftsmodus

Transistoren kan operere i tre moduser avhengig av spenningen ved dens veikryss. Ved drift i aktiv modus er spenningen ved emitterkrysset direkte, og ved kollektorkrysset er det reversert.

Avskjærings- eller blokkeringsmodusen oppnås ved å påføre reversspenning til begge kryssene (både p-n- kryssingene er stengt).

Hvis spenningen i begge veikryssene er direkte (begge p-n- overganger er åpne), så fungerer transistoren i metningsmodus.I cutoff-modus og metningsmodus er det nesten ingen kontroll av transistoren. I aktiv modus utføres slik kontroll mest effektivt, og transistoren kan utføre funksjonene til et aktivt element i en elektrisk krets - forsterkning, generering.

bipolar transistor forsterkertrinn

Den mest brukte kretsen er transistorsvitsjekretsen med en felles emitter.Hovedelementene i kretsen er strømforsyningen ETil, kontrollert element - transistorVT og motstand RTil. Disse elementene danner utgangskretsen til forsterkertrinnet, der det, på grunn av strømmen av kontrollert strøm, skapes en forsterket vekselspenning ved utgangen av kretsen.Andre elementer i kretsen spiller en støttende rolle. Kondensator CRer separativ. I fravær av denne kondensatoren i inngangssignalkildekretsen, en D.C. fra strømkilde ETil.

Motstand RB, inkludert i basiskretsen, sikrer drift av transistoren i fravær av et inngangssignal. Stillemodus leveres av den hvilende basisstrømmenJeg B = E Til/ R B. Ved hjelp av en motstandRTilutgangsspenning opprettes.RTilutfører funksjonen til å skape en varierende spenning i utgangskretsen på grunn av strømstrømmen kontrollert gjennom basiskretsen.

For kollektorkretsen til forsterkertrinnet kan vi skrive følgende ligning for elektrisk tilstand:

E Til= Uke+ JegTilRTil,

summen av spenningsfallet over motstandenRk og kollektor-emitter spenningUketransistoren er alltid lik en konstant verdi - emk til strømkilden ETil.

Forsterkningsprosessen er basert på energikonverteringen av en konstant spenningskilde ETiltil energi AC spenning i utgangskretsen ved å endre motstanden til det kontrollerte elementet (transistoren) i henhold til loven spesifisert av inngangssignalet.

I denne artikkelen skal vi prøve å beskrive operasjonsprinsipp Den vanligste typen transistor er bipolar. Bipolar transistor er et av de viktigste aktive elementene i radioelektroniske enheter. Dens formål er å arbeide for å øke kraften elektrisk signal kommer frem til sitt innspill. Effektforsterkning utføres gjennom ekstern kilde energi. En transistor er en radio-elektronisk komponent med tre terminaler

Designfunksjon for en bipolar transistor

For å produsere en bipolar transistor trenger du et hull eller en halvleder elektronisk type ledningsevne, som oppnås ved diffusjon eller fusjon med akseptorurenheter. Som et resultat dannes regioner med polare ledningsevner på begge sider av basen.

Bipolare transistorer er av to typer basert på konduktivitet: n-p-n og p-n-p. Driftsregler som styrer en bipolar transistor som har n-p-n ledningsevne(for p-n-p er det nødvendig å endre polariteten til den påførte spenningen):

1. Det positive potensialet ved samleren er viktigere sammenlignet med emitteren.
2. Enhver transistor har sitt maksimum gyldige parametere Ib, Ik og Uke, overskridelse er i prinsippet uakseptabelt, siden dette kan føre til ødeleggelse av halvlederen.
3. Base-emitter- og base-kollektorterminalene fungerer som dioder. Som regel er dioden i base-emitterretningen åpen, og i base-kollektorretningen er den forspent motsatt retning, det vil si at den innkommende spenningen forstyrrer strømmen elektrisk strøm gjennom ham.
4. Hvis trinn 1 til 3 er fullført, så er den nåværende Ik direkte proporsjonal med gjeldende Ib og har formen: Ik = he21*Ib, hvor he21 er strømforsterkningen. Denne regelen karakteriserer transistorens hovedkvalitet, nemlig at den lave basisstrømmen styrer den kraftige kollektorstrømmen.

For forskjellige bipolare transistorer i samme serie kan he21-indikatoren fundamentalt variere fra 50 til 250. Verdien avhenger også av den flytende kollektorstrømmen, spenningen mellom emitteren og kollektoren og omgivelsestemperaturen.

La oss studere regel nr. 3. Det følger av dette at spenningen som påføres mellom emitteren og basen ikke bør økes vesentlig, siden hvis grunnspenningen er 0,6...0,8 V større enn emitteren (foroverspenning av dioden), vil en ekstremt stor strøm vises. Således, i en arbeidstransistor, er spenningene ved emitteren og basen sammenkoblet i henhold til formelen: Ub = Ue + 0,6V (Ub = Ue + Ube)

La oss igjen minne om at alle disse punktene gjelder for transistorer med n-p-n konduktivitet. Til p-n-p type alt skal snus.

Du bør også være oppmerksom på det faktum at kollektorstrømmen ikke har noen forbindelse med ledningsevnen til dioden, siden det som regel tilføres omvendt spenning til kollektorbasedioden. I tillegg avhenger strømmen som flyter gjennom kollektoren svært lite av potensialet på kollektoren (denne dioden ligner på en liten strømkilde)

Når transistoren er slått på i forsterkningsmodus, er emitterovergangen åpen og kollektorovergangen er lukket. Dette oppnås ved å koble til strømforsyninger.

Siden emitterkrysset er åpent, vil emitterstrømmen passere gjennom det, som oppstår på grunn av overgangen av hull fra basen til emitteren, samt elektroner fra emitteren til basen. Dermed inneholder emitterstrømmen to komponenter - hull og elektron. Injeksjonsforholdet bestemmer effektiviteten til emitteren. Ladningsinjeksjon er overføring av ladningsbærere fra sonen der de var majoritet til sonen der de blir minoriteter.

I basen rekombinerer elektroner, og deres konsentrasjon i basen fylles på fra pluss av EE-kilden. Som et resultat av dette, i elektrisk krets en ganske svak strøm vil flyte fra basen. De gjenværende elektronene som ikke hadde tid til å rekombinere i basen, under akselererende påvirkning av feltet til det låste kollektorkrysset, som minoritetsbærere, vil bevege seg inn i kollektoren og skape en kollektorstrøm. Overføringen av ladningsbærere fra sonen der de var minoritet til sonen hvor de blir majoritet kalles utvinning av elektriske ladninger.

God ettermiddag venner!

I dag vil vi fortsette å bli kjent med de elektroniske "byggeklossene" til maskinvare. Vi har allerede sett på hvordan de fungerer felteffekttransistorer, som nødvendigvis er tilstede på hver hovedkort datamaskin.

Len deg godt tilbake - nå skal vi gjøre en intellektuell innsats og prøve å finne ut hvordan det fungerer

Bipolar transistor

En bipolar transistor er en halvlederenhet som er mye brukt i elektroniske produkter, inkludert dataenheter ernæring.

Ordet "transistor" er avledet fra to engelske ord - "translate" og "resistor", som betyr "motstandsomformer".

Ordet "bipolar" betyr at strømmen i enheten er forårsaket av ladede partikler med to polariteter - negative (elektroner) og positive (såkalte "hull").

"Hull" er ikke sjargong, men et fullstendig vitenskapelig begrep. Et "hull" er en ukompensert positiv ladning eller, med andre ord, fraværet av et elektron i krystallgitteret til en halvleder.

En bipolar transistor er en trelags struktur med vekslende typer halvledere.

Siden det er to typer halvledere, positive (positive, p-type) og negative (negative, n-type), kan det være to typer av en slik struktur - p-n-p og n-p-n.

Midtområdet til en slik struktur kalles basen, og de ytre områdene kalles emitter og samler.

I diagrammene er bipolare transistorer utpekt på en bestemt måte (se figur). Vi ser at transistoren i hovedsak er ja p-n-kryss, koblet i serie.

Et raskt spørsmål: hvorfor kan ikke transistoren erstattes med to dioder? Tross alt har hver av dem et p-n-kryss, ikke sant? Jeg koblet to dioder i serie - og det er det!

Nei! Faktum er at basen i transistoren er laget veldig tynn under produksjon, noe som ikke kan oppnås ved å koble til to separate dioder.

Prinsippet for drift av en bipolar transistor

Det grunnleggende prinsippet for driften av transistoren er at en liten basisstrøm kan styre en mye større kollektorstrøm - i området fra nesten null til en viss maksimal mulig verdi.

Forholdet mellom kollektorstrømmen og basisstrømmen kalles strømforsterkningen og kan variere fra flere enheter til flere hundre.

Det er interessant å merke seg at for laveffekttransistorer er det oftest større enn for høyeffekts (og ikke omvendt, som man kanskje tror).

Forskjellen er at, i motsetning til PT-porten, er basisstrømmen alltid tilstede under styring, dvs. Litt makt brukes alltid på kontroll.

Jo større spenningen er mellom emitteren og basen, desto større blir basisstrømmen og følgelig jo større kollektorstrømmen. Imidlertid har enhver transistor et maksimum gyldige verdier spenninger mellom emitter og base og mellom emitter og kollektor. Hvis du overskrider disse parameterne, må du betale med en ny transistor.

I driftsmodus er vanligvis base-emitter-overgangen åpen og base-kollektor-overgangen er lukket.

En bipolar transistor, som et relé, kan også fungere i byttemodus. Hvis du tilfører litt tilstrekkelig strøm til basen (lukk knapp S1), vil transistoren være godt åpen. Lampen vil lyse opp.

I dette tilfellet vil motstanden mellom emitter og kollektor være liten.

Spenningsfallet over emitter-kollektorseksjonen vil være flere tiendedeler av en volt.

Hvis du da slutter å levere strøm til basen (åpen S1), vil transistoren lukkes, d.v.s. motstanden mellom emitter og kollektor vil bli veldig stor.

Lampen vil slukke.

Hvordan teste en bipolar transistor?

Siden den bipolare transistoren består av to p-n-kryss, sjekk den digital tester enkelt nok.

Det er nødvendig å sette testerdriftsbryteren til posisjon, koble den ene sonden til basen, og den andre - vekselvis til emitteren og samleren.

I hovedsak sjekker vi bare sekvensielt p-n brukbarhet overganger.

En slik overgang kan enten være åpen eller lukket.

Deretter må du endre polariteten til probene og gjenta målingene.

I ett tilfelle vil testeren vise et spenningsfall ved emitter-base- og kollektor-base-kryssene på 0,6 - 0,7 V (begge kryssene er åpne).

I det andre tilfellet lukkes begge overgangene, og testeren registrerer dette.

Det skal bemerkes at i driftsmodus er oftest en av overgangene til transistoren åpen og den andre er lukket.

Måling av strømforsterkningen til en bipolar transistor

Hvis testeren har evnen til å måle strømoverføringskoeffisienten, kan du sjekke transistorens drift ved å installere transistorledningene i de tilsvarende stikkontaktene.

Strømoverføringskoeffisient er forholdet mellom kollektorstrømmen og basisstrømmen.

Jo høyere forsterkning, jo mer kollektorstrøm kan styres av basisstrømmen, alt annet likt.

Pinout (pinnenavn) og andre data kan hentes fra databladene (referansedata) for den tilsvarende transistoren. Datablad kan bli funnet på Internett gjennom søkemotorer.

Testeren vil på displayet vise gjeldende overføring (forsterkning) koeffisient, som må sammenlignes med referansedataene.

Strømoverføringskoeffisienten til laveffekttransistorer kan nå flere hundre.

For kraftige transistorer er den betydelig mindre - flere enheter eller tiere.

Imidlertid er det kraftige transistorer med en overføringskoeffisient på flere hundre eller tusen. Dette er de såkalte Darlington-parene.

Et Darlington-par består av to transistorer. Utgangsstrømmen til den første transistoren er inngangsstrømmen for den andre.

Den totale strømoverføringskoeffisienten er produktet av koeffisientene til den første og andre transistoren.

Darlington-paret er laget i et felles hus, men det kan også lages av to separate transistorer.

Innebygd diodebeskyttelse

Noen transistorer (effekt og høyspenning) kan beskyttes mot omvendt spenning med en innebygd diode.

Derfor, hvis du kobler testerprobene til emitteren og kollektoren i diodetestmodus, vil den vise de samme 0,6 - 0,7 V (hvis dioden er forspent) eller en "blokkert diode" (hvis dioden er omvendt forspent) .

Hvis testeren viser en liten spenning, og i begge retninger, da Transistoren er definitivt ødelagt og må byttes. En kortslutning kan også bestemmes i motstandsmålingsmodus - testeren vil vise lav motstand.

Det er (heldigvis, ganske sjelden) en "gjennomsnittlig" funksjonsfeil på transistorer. Dette er når det fungerer til å begynne med, men etter en tid (eller etter oppvarming) endrer det parametrene eller feiler helt.

Hvis du løsner en slik transistor og sjekker den med en tester, vil den rekke å avkjøles før probene kobles til, og testeren vil vise at det er normalt. Den beste måten å bekrefte dette på er ved å erstatte den "mistenkelige" transistoren i enheten.

Avslutningsvis, la oss si at den bipolare transistoren er en av hoveddelene av maskinvare innen elektronikk. Det ville vært fint å lære å finne ut om disse "jernstykkene" er "levende" eller ikke. Jeg har selvfølgelig gitt dere, kjære lesere, et veldig forenklet bilde.

Faktisk er driften av en bipolar transistor beskrevet av mange formler, det er mange varianter av dem, men det er en kompleks vitenskap. For de som ønsker å grave dypere, kan jeg anbefale den fantastiske boken av Horowitz og Hill, "The Art of Circuit Design."

Transistorer for eksperimentene dine kan kjøpes

Vi sees på bloggen!

Navnet på halvlederenhetstransistoren er dannet av to ord: overføring - overføring+ motstå - motstand. Fordi det virkelig kan representeres i form av en viss motstand, som vil bli regulert av spenningen til en elektrode. En transistor kalles noen ganger også en halvledertriode.

Den første bipolare transistoren ble opprettet i 1947, og i 1956 ble tre forskere tildelt Nobelprisen i fysikk for sin oppfinnelse.

En bipolar transistor er en halvlederenhet som består av tre halvledere med vekslende typer urenhetsledningsevne. En elektrode kobles til og sendes ut til hvert lag. En bipolar transistor bruker samtidig ladninger hvis bærere er elektroner ( n - "negativ") og hull (p - "positiv "), det vil si bærere av to typer, derav dannelsen av navneprefikset "bi" - to.

Transistorer er forskjellige i typen lagveksling:

P n s -transistor (direkte ledning);

Npn- transistor (omvendt ledning).

Utgangspunkt (B) er en elektrode som er koblet til det sentrale laget av den bipolare transistoren. Elektrodene fra de ytre lagene kalles emitter (E) og kollektor (K).

Figur 1 – Bipolar transistordesign

Diagrammene indikerer " VT ", i gammel russiskspråklig dokumentasjon kan du finne betegnelsene "T", "PP" og "PT". Bipolare transistorer er avbildet på elektriske kretser, avhengig av vekslingen av halvlederledningsevne, som følger:

Figur 2 – Betegnelse på bipolare transistorer

I figur 1 ovenfor er forskjellen mellom oppsamler og emitter ikke synlig. Hvis du ser på en forenklet tverrsnittsrepresentasjon av en transistor, kan du se at området p-n Kollektorovergangen er større enn for emitteren.

Figur 3 – Tverrsnitt av transistor

Basen er laget av en halvleder med svak ledningsevne, det vil si at motstanden til materialet er høy. Nødvendig tilstand– et tynt basislag for å tillate en transistoreffekt. Siden kontaktområdet p-n Siden kollektor- og emitterforbindelsene er forskjellige, kan ikke tilkoblingens polaritet endres. Denne egenskapen klassifiserer transistoren som en asymmetrisk enhet.

En bipolar transistor har to strømspenningsegenskaper (volt ampereverdier): input og output.

Inngangsstrøm-spenningskarakteristikken er avhengigheten av basisstrømmen ( jeg B ) fra base-emitter spenning ( U BE).

Figur 4 – Inngangsstrøm-spenningskarakteristikk for en bipolar transistor

Utgangsstrøm-spenningskarakteristikken er avhengigheten av kollektorstrømmen ( jeg K ) fra kollektor-emitterspenningen ( U KE).

Figur 5 – Utgangsstrøm-spenningskarakteristikk for transistoren

La oss se på driftsprinsippet til en bipolar transistor. npn-type, for pnp på samme måte er det bare ikke elektroner som vurderes, men hull.Transistoren har to p-n-overganger. I den aktive driftsmodusen er en av dem koblet til foroverforspenning, og den andre med forspenning bakover. Når EB-krysset er åpent, beveger elektroner fra emitteren seg lett til basen (rekombinasjon skjer). Men, som nevnt tidligere, er basislaget tynt og ledningsevnen lav, så noen elektroner har tid til å bevege seg til base-kollektor-krysset. Det elektriske feltet bidrar til å overvinne (styrker) lagovergangsbarrieren, siden elektroner er minoritetsbærere her. Ettersom grunnstrømmen øker, vil emitter-base-krysset åpne seg flere og flere elektroner vil kunne strømme fra emitteren til kollektoren. Kollektorstrømmen er proporsjonal med basisstrømmen og med en liten endring i sistnevnte (kontroll), endres kollektorstrømmen betydelig. Slik forsterkes signalet i en bipolar transistor.

Figur 6 – Aktiv modus for transistordrift

Ser du på bildet kan du forklare prinsippet for drift av en transistor litt enklere. Tenk deg at KE er et vannrør, og B er en kran som du kan kontrollere vannstrømmen med. Det vil si at jo mer strøm du legger på basen, jo mer vil du få ved utgangen.

Betydning samlerstrøm nesten lik emitterstrømmen, unntatt rekombinasjonstap i basen, som danner basisstrømmen, så formelen er gyldig:

I E = I B + I K.

Grunnleggende parametere for transistoren:

Strømforsterkning er forholdet mellom den effektive verdien av kollektorstrømmen og basisstrømmen.

Inngangsmotstand - etter Ohms lov vil den være lik emitter-base spenningsforholdet U EB å kontrollere strømmen I B.

Spenningsforsterkning – parameteren bestemmes av forholdet mellom utgangsspenningen U EC for å legge inn U BE.

Frekvensresponsen beskriver evnen til en transistor til å operere opp til en viss begrensende frekvens for inngangssignalet. Etter overskridelse av grensefrekvensen fysiske prosesser i transistoren vil ikke ha tid til å oppstå, og dens forsterkende evner vil bli redusert til ingenting.

Bryterkretser for bipolare transistorer

For å koble til transistoren er kun dens tre terminaler (elektroder) tilgjengelige for oss. Derfor for ham normal operasjon Det kreves to strømforsyninger. En elektrode på transistoren vil kobles til to kilder samtidig. Følgelig er det 3 tilkoblingsskjemaer for en bipolar transistor: OE - med en felles emitter, OB - en felles base, OK - felles samler. Hver har både fordeler og ulemper; avhengig av applikasjonen og nødvendige egenskaper, er valget av tilkobling tatt.

Tilkoblingskretsen med en felles emitter (CE) er preget av den største forsterkningen av strøm og spenning, og følgelig kraft. På denne forbindelsen utgangsvekselspenningen forskyves med 180 elektriske grader i forhold til inngangen. Den største ulempen er lavfrekvent respons, det vil si den lave verdien av grensefrekvensen, som ikke gjør det mulig å bruke den med et høyfrekvent inngangssignal.

(OB) gir utmerket frekvensrespons. Men den gir ikke så stor signalspenningsforsterkning som med OE. Og strømforsterkning forekommer derfor ikke i det hele tatt dette diagrammet ofte kalt en strømfølger fordi den har egenskapen strømstabilisering.

Kretsen med felles kollektor (CC) har nesten samme strømforsterkning som med OE, men spenningsforsterkningen er nesten lik 1 (litt mindre). Spenningsforskyvningen er ikke typisk for dette koblingsskjemaet. Jeg kaller det også en emitterfølger, siden utgangsspenningen ( U EB ) tilsvarer inngangsspenningen.

Anvendelse av transistorer:

Forsterker kretser;

Signal generatorer;

Elektroniske nøkler.