Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!
Što je tranzistor? Svakako je svaka osoba barem jednom u životu čula tu riječ. Međutim, nije svatko upoznat s njegovom vrijednošću, a još više s uređajem i svrhom tranzistora. Ovaj koncept detaljno proučavaju studenti tehničkih sveučilišta. U isto vrijeme, vrlo često su tehnička znanja korisna za ljude koji nemaju nikakve veze s inženjeringom. U ovom članku ćemo razmotriti u kojim područjima se primjenjuju.
Princip rada uređaja
Tranzistor je poluvodički uređaj dizajniran za pojačavanje električnog signala. Zbog posebne strukture kristalnih rešetki i svojstava poluvodiča, ovaj uređaj može povećati amplitudu tekuće struje .
Poluvodiči - tvari koje su sposobne provoditi struju, kao i spriječiti njezin prolaz. Njihovi najistaknutiji predstavnici su silicij i germanij. Postoje dvije vrste poluvodiča:
- Elektronički.
- Hole.
U poluvodičima električna struja nastaje zbog nedostatka ili suviška slobodnih elektrona. Primjerice, kristalna rešetka atoma sastoji se od tri elektrona. Međutim, ako u tu tvar unesemo atom koji se sastoji od četiri elektrona, jedan će biti suvišan. On je slobodan elektron. Prema tome, što je više takvih elektrona, ta je tvar u svojim svojstvima bliža metalu. To znači da je vodljivost struje više. Takvi poluvodiči nazivaju se elektronički .
Razgovarajmo sada o rupi. Da bi ih se stvorilo, atomi druge tvari uvode se u tvar, čija kristalna rešetka sadrži više atoma. Prema tome, u našem poluvodiču postaje manje elektrona. Formirane su praznine za elektrone. Valentne veze bit će uništene, jer će elektroni teže zauzimati ta slobodna mjesta. Zatim ćemo ih nazvati rupama.
Elektroni se neprestano trude uzeti rupu i, krećući se, formirati novu rupu. Apsolutno svi elektroni imaju takvo ponašanje. U poluvodiču se odvija njihovo kretanje, što znači da struja počinje teći . Takvi poluvodiči nazivaju se poluvodiči rupa.
Tako, uvođenjem nedostatka ili viška elektrona u silicij ili germanij olakšavamo njihovo kretanje. Ispada da je struja. Tranzistori se sastoje od spojeva tih poluvodiča prema određenom principu. Uz njihovu pomoć možete kontrolirati protočne struje i druge parametre električnih signala.
Vrste tranzistora
Postoji nekoliko vrsta tranzistora. Ima ih oko četiri. Međutim, glavne su:
- Polje.
- Bipolarni.
Preostale vrste sakupljene su s polja i bipolarnog . Razmotrite detaljnije svaki pogled.
polje
Bit ovog uređaja je kontrola parametara električnog signala pomoću električnog polja. Pojavljuje se kada se napon primijeni na bilo koji od zaključaka:
- Zatvarač je potreban za podešavanje parametara signala, zbog napona napajanja.
- Odvod je izlaz kroz koji nositelji naboja (rupe i elektroni) napuštaju kanal.
- Izvor je zaključak kroz koji elektroni i rupe ulaze u kanal.
Takav se tranzistor sastoji od poluvodiča s određenom vodljivošću i dvije regije smještene u njoj s suprotnom vodljivošću. Kada se napon primijeni na vrata između ta dva područja, pojavljuje se prostor kroz koji teče struja. Taj se prostor naziva kanal. Širina ovog kanala regulirana je naponom koji se primjenjuje na vrata. Prema tome, moguće je povećati i smanjiti širinu kanala i kontrolirati protok struje.
Sada ćemo govoriti o uređaju s izoliranim vratima. Razlika je u tome što je u prvom slučaju taj prijelaz uvijek prisutan, čak i kada na vratima nije primijenjen nikakav napon. A kada je primijenjen, prijelaz i vodljivi kanal su se mijenjali ovisno o polaritetu i amplitudi napona. Metalna vrata u takvim tranzistorima izolirana su dielektrikom iz područja poluvodiča. Njihov ulazni otpor je mnogo veći.
Postoje dvije vrste izoliranih uređaja:
- S ugrađenim kanalom.
- S induciranim kanalom.
Ugrađeni kanal omogućuje protok struje s određenom amplitudom . Prilikom primjene napona s određenom amplitudom i polaritetom možemo promijeniti širinu kanala i njegovu vodljivost. Ovaj kanal je ugrađen u tranzistore u proizvodnim pogonima.
Inducirani kanal pojavljuje se između dva područja o kojima smo govorili gore samo kada se napon određene polarnosti primijeni na vrata. To jest, kada se napon ne primijeni na ulazu, u njemu ne teče struja.
Svi tipovi tranzistora polja se međusobno razlikuju po sljedećim parametrima:
- Ulazna impedancija.
- Amplituda napona koji se mora primijeniti na vrata.
- Polaritet.
Svaki od ovih tipova tranzistora s efektom polja potreban je za sastavljanje određenih električnih i logičkih sklopova . Budući da primjena dva različita uređaja zahtijeva različite električne parametre.
bipolarni
Riječ "bipolarni" znači dvije polarnosti. To jest, takvi uređaji imaju dva polariteta, zbog osobitosti njihove strukture. Osobitost njihove strukture leži u činjenici da se sastoje od tri poluvodička područja. Vrste provodljivosti su sljedeće:
- Elektronski, dalje n.
- Rupa, dalje str.
Prema tome, može se zaključiti da postoje dvije vrste bipolarnih tranzistora:
- PNP;
- NPN.
Razlika između njih je u tome što je za ispravan rad potrebno primijeniti napon različitog polariteta . Svako od tri poluvodička područja spojeno je na jedan izlaz. Tri su:
- Baza je središnji sloj. On je najsuptilniji. Na izlazu baze je kontrolna struja s malom amplitudom.
- Kolektor je jedan od ekstremnih slojeva. To je najšire. Na njega se primjenjuje velika struja amplitude.
- Emiter je izlaz na koji se napaja struja iz kolektora. Na svom izlazu, amplituda struje je malo veća nego na ulazu.
Postoje tri sheme bipolarnog tranzistora:
- Sa zajedničkim odašiljačem - ulazni signal ulazi u bazu, a izlazni signal se uklanja iz kolektora.
- Sa zajedničkim kolektorom - ulazni signal se dovodi do baze i uklanja iz emitera.
- Uz zajedničku bazu - ulazni signal se šalje do odašiljača i uklanja iz kolektora.
Zahvaljujući nekoliko prijelaza elektron-rupa formiranih u bipolarnom tranzistoru, moguće je kontrolirati parametre električnog signala . Polaritet i amplituda primijenjenog napona ovisi o tipu bipolarnog tranzistora.
Korištenje tranzistora u životu
Tranzistori se koriste u mnogim tehničkim uređajima. Najživlji primjeri:
- Sheme pojačanja.
- Generatori signala.
- Elektronički ključevi.
U svim komunikacijskim uređajima potrebno je pojačavanje signala. Prvo, električni signali imaju prirodno prigušenje. Drugo, često se događa da amplituda jednog od parametara signala nije dovoljna za ispravan rad uređaja. Informacije se prenose električnim signalima. Kako bi isporuka bila zajamčena, a kvaliteta informacija visoka, moramo ojačati signale .
Tranzistori mogu utjecati ne samo na amplitudu, već i na oblik električnog signala. Ovisno o potrebnom obliku generiranog signala, u generator će se ugraditi odgovarajući tip poluvodičkog uređaja.
Elektronički ključevi su potrebni za kontrolu struje u krugu. Sastav ovih ključeva uključuje mnoge tranzistore. Elektronski ključevi su jedan od najvažnijih elemenata shema. Računala, televizori i drugi električni uređaji rade na njihovoj osnovi, bez čega se ne može raditi u suvremenom životu.
Elektronička literatura
Znanost koja proučava tranzistore i druge uređaje zove se elektronika. Cijeli njegov dio posvećen je poluvodičkim uređajima. Ako ste zainteresirani za više informacija o radu tranzistora, pročitajte sljedeće knjige na ovu temu:
- Dizajn digitalnih krugova i računalna arhitektura - David M.
- Operacijski sustavi Dizajn i implementacija - Andrew T.
- Energetska elektronika za amatere i profesionalce - B. Yu. Semenov.
Ove knjige opisuju različita sredstva programibilne elektronike. Naravno, osnova svih programabilnih krugova su tranzistori. Zahvaljujući ovim knjigama ne samo da ćete dobiti nova znanja o tranzistorima, već i vještine koje vam mogu donijeti prihod.
Sada znate kako rade tranzistori i gdje se primjenjuju u životu. Ako ste zainteresirani za ovu temu, nastavite je proučavati, jer se napredak ne zaustavlja, a svi se tehnički uređaji stalno poboljšavaju. U ovom je slučaju vrlo važno držati korak s vremenom. Uspjeh vama!