Транзистори - основе, типови и начини успостављања

Увод у транзистор:

Раније је критична и важна компонента електронског уређаја била вакуумска цев која је некада била електронска цев контролишу електричну струју . Вакуумске цеви су радиле, али су гломазне, захтевају веће радне напоне, велику потрошњу енергије, нижу ефикасност и материјали који емитују електроде са катодом се троше у раду. То је на крају завршило као топлота која је скратила живот саме цеви. Да би превазишли ове проблеме, Јохн Бардеен, Валтер Браттаин и Виллиам Схоцклеи изумили су транзистор у Белл Лабс 1947. године. Овај нови уређај био је много елегантније решење за превазилажење многих основних ограничења вакуумских цеви.

Транзистор је полупроводнички уређај који може и проводити и изоловати. Транзистор може деловати као прекидач и појачало. Претвара аудио таласе у електронске таласе и отпорнике, контролишући електронску струју. Транзистори имају веома дуг животни век, мање величине, могу радити на нижим напонским напајањима ради веће сигурности и нису захтевали струју жарне нити. Први транзистор је направљен од германијума. Транзистор врши исту функцију као триода вакуумске цеви, али користећи полупроводничке спојеве уместо загрејаних електрода у вакуумској комори. То је основни градивни елемент савремених електронских уређаја који се свуда налази у модерним електронским системима.

Основе транзистора:

Транзистор је уређај са три терминала. Наиме,

• База: Ово је одговорно за активирање транзистора.
• Колекционар: Ово је позитивно решење.
• Емитер: Ово је негативни потенцијал.

Основна идеја иза транзистора је да вам омогућава контролу протока струје кроз један канал променом интензитета много мање струје која протиче кроз други канал.

Врсте транзистора:

Присутне су две врсте транзистора, то су биполарни транзистори (БЈТ), транзистори са ефектом поља (ФЕТ). Између базе и емитора тече мала струја. Основни терминал може да контролише већи проток струје између колектора и терминала емитора. За транзистор са пољским ефектом такође има три терминала, они су капија, извор и одвод, а напон на капији може да контролише струју између извора и одвода. Једноставни дијаграми БЈТ и ФЕТ приказани су на доњој слици:

Биполарни транзистор (БЈТ)

Транзистори са ефектом поља (ФЕТ)

Као што видите, транзистори су различитих величина и облика. Свим овим транзисторима је заједничко то што имају сваки по три кабла.

• Транзистор за биполарни спој:

Биполарни спојни транзистор (БЈТ) има три терминала повезана са три допирана полупроводничка подручја. Долази са две врсте, П-Н-П и Н-П-Н.

Транзистор П-Н-П, који се састоји од слоја полупроводника допираног Н између два слоја материјала допираног П. Струја базе која улази у колектор појачава се на његовом излазу.

Тада је ПНП транзистор УКЉУЧЕН када му је база повучена ниско у односу на емитер. Стрелице ПНП транзистора симболизују смер струјања када је уређај у активном режиму прослеђивања.

Н-П-Н транзистор који се састоји од слоја полупроводника допираног П између два слоја материјала допираног Н-ом. Појачавањем струје базе добијамо високу колекторску и емитерску струју.

Тада је НПН транзистор УКЉУЧЕН када му је база повучена ниско у односу на емитер. Када је транзистор у стању ОН, проток струје је између колектора и емитора транзистора. На основу мањинских носача у региону типа П, електрони се крећу од емитора до колектора. Омогућава већу струју и бржи рад из тог разлога, већина биполарних транзистора који се данас користе су НПН.

• Транзистор са ефектом поља (ФЕТ):

Транзистор са пољским ефектом је униполарни транзистор, за проводљивост се користе Н-канални ФЕТ или П-канални ФЕТ. Три терминала ФЕТ-а су извор, улаз и одвод. Основни н-канални и п-канални ФЕТ-ови су приказани горе. За н-канални ФЕТ, уређај је направљен од материјала н-типа. Између извора и одвода, материјал тадашњег типа делује као отпорник.

Овај транзистор контролише позитивне и негативне носаче који се тичу рупа или електрона. ФЕТ канал настаје померањем позитивних и негативних носача наелектрисања. Канал ФЕТ који је направљен од силицијума.

Постоји много врста ФЕТ-ова, МОСФЕТ-а, ЈФЕТ-а итд. Примене ФЕТ-а су у појачивачу са малим шумом, појачавачу у међуспремнику и аналогном прекидачу.

Биполар Јунцтион Трансистор Биасинг

Транзистори су најважнији полупроводнички активни уређаји од суштинске важности за скоро све кругове. Користе се као електронски прекидачи, појачала итд. У струјним круговима. Транзистори могу бити НПН, ПНП, ФЕТ, ЈФЕТ итд. Који имају различите функције у електронским колима. За исправан рад кола потребно је да се транзистор преусмери помоћу мрежа отпорника. Радна тачка је тачка на излазним карактеристикама која приказује напон колектора-емитора и струју колектора без улазног сигнала. Оперативна тачка је такође позната као тачка пристраности или К-тачка (тачка мировања).

Одступање се односи на обезбеђивање отпорника, кондензатора или напона напајања итд. Како би се обезбедиле одговарајуће радне карактеристике транзистора. ДЦ одступање користи се за добијање једносмерне струје колектора при одређеном напону колектора. Вредност овог напона и струје изражене су у К-тачки. У конфигурацији транзисторског појачала, ИЦ (мак) је максимална струја која може проћи кроз транзистор, а ВЦЕ (мак) је максимални напон примењен на уређају. Да би транзистор радио као појачало, на колектор мора бити повезан отпорник оптерећења РЦ. Биасинг подешава једносмерни радни напон и струју на исправан ниво тако да улазни сигнал наизменичне струје може правилно појачати транзистор. Тачна тачка одступања је негде између потпуно укључених или потпуно искључених стања транзистора. Ова централна тачка је К-тачка и ако је транзистор правилно пристрасан, К-тачка ће бити централна радна тачка транзистора. Ово помаже да се излазна струја повећава и смањује како се улазни сигнал љуља кроз комплетан циклус.

За подешавање тачне К-тачке транзистора, колекторски отпорник се користи за подешавање струје колектора на константну и стабилну вредност без икаквог сигнала у својој бази. Ова стабилна радна тачка једносмерне струје подешава се вредностом напона напајања и вредношћу основног отпорника за одступање. Отпорници са основним пристрасношћу користе се у све три конфигурације транзистора, као што су конфигурације заједничке базе, заједничког колектора и заједничког емитера.

Начини пристраности:

Следе различити начини одступања базе транзистора:

1. Тренутна пристрасност:

Као што је приказано на слици 1, два отпорника РЦ и РБ се користе за подешавање преднапона основе. Ови отпорници успостављају почетно радно подручје транзистора са фиксном одступањем струје.

Транзистор има преднапон са позитивним основним напоном преднапона кроз РБ. Пад напона предњег основног емитора је 0,7 волти. Стога је струја кроз РБ И_Б.= (В._ДЦ- В._БЕ) / И_Б.

2. Пристрасност повратних информација:

На слици 2 приказано је пристрањење транзистора употребом повратног отпорника. Основна пристрасност се добија из напона колектора. Повратне информације колектора осигуравају да је транзистор увек пристран у активном региону. Када се струја колектора повећа, напон на колектору опада. Ово смањује основни погон што заузврат смањује струју колектора. Ова конфигурација повратних информација је идеална за дизајн транзисторских појачала.

3. Доубле Доубле Феедбацк Биасинг:

На слици 3 приказано је како се пристрасност постиже помоћу двоструких повратних отпора.

Коришћењем два отпорника РБ1 и РБ2 повећавају се стабилност у вези са варијацијама Бета-е повећавањем струје струје кроз основне отпорнике са преднапоном. У овој конфигурацији, струја у РБ1 је једнака 10% струје колектора.

4. Напредак поделе напона:

На слици 4 приказано је одступање напона дјелитеља у којем су два отпорника РБ1 и РБ2 повезана са базом транзистора формирајући мрежу дјелитеља напона. Транзистор добија пристраност падом напона на РБ2. Оваква конфигурација пристрасности се широко користи у круговима појачала.

5. Доубле Басе Биасинг:

Слика 5 приказује двоструке повратне информације за стабилизацију. Користи повратне информације базе емитора и колектора за побољшање стабилизације управљањем струјом колектора. Вредности отпорника треба одабрати да се подеси пад напона на отпорнику емитора 10% напона напајања и струја кроз РБ1, 10% струје колектора.

Предности транзистора:

1. Мања механичка осетљивост.
2. Нижа цена и мања величина, посебно у круговима са малим сигналом.
3. Ниски радни напони за већу сигурност, ниже трошкове и веће зазоре.
4. Изузетно дуг живот.
5. Катодни грејач не троши енергију.
6. Брзо пребацивање.

Може подржати дизајн склопова комплементарне симетрије, што код вакуумских цеви није могуће. Ако имате питања у вези са овом темом или о електричним и електронски пројекти оставите коментаре испод.