Enheden og princippet om drift af transistoren
Den bipolære transistors praktiske betydning for moderne elektronik og elektroteknik kan ikke overvurderes. Bipolære transistorer bruges overalt i dag: til at generere og forstærke signaler, i elektriske omformere, i modtagere og sendere og mange andre steder, kan det stå på listen i meget lang tid.
Derfor vil vi inden for rammerne af denne artikel ikke berøre alle mulige anvendelsesområder for bipolære transistorer, men kun overveje enheden og det generelle princip for driften af denne vidunderlige halvlederenhed, som fra 1950'erne vendte hele elektronikindustrien og siden 1970'erne har bidraget væsentligt til accelerationen af den tekniske udvikling.
En bipolær transistor er en tre-elektrode halvleder enhed, der inkluderer tre baser med variabel ledningsevne som base. Transistorer er således af NPN- og PNP-typerne. Halvledermaterialer, hvorfra transistorer er lavet, er hovedsageligt: silicium, germanium, galliumarsenid og andre.
Silicium, germanium og andre stoffer er oprindeligt dielektriske stoffer, men hvis du tilføjer urenheder til dem, bliver de til halvledere. Tilsætninger til silicium såsom fosfor (en elektrondonor) vil gøre silicium til en N-type halvleder, og hvis bor (en elektronacceptor) tilsættes til silicium, så vil silicium blive en P-type halvleder.
Som et resultat har N-type halvledere elektronledning og P-type halvledere har hulledning. Som du forstår, bestemmes ledningsevnen af typen af aktive ladningsbærere.
Så en tre-lags pie af P-type og N-type halvledere er i det væsentlige en bipolær transistor. Til hvert lag er knyttet terminaler kaldet: Emitter, Collector og Base.
Basen er en ledningsevnekontrolelektrode. Emitteren er kilden til strømbærere i kredsløbet. Samleren er det sted, i hvilken retning strømbærerne skynder sig under påvirkning af den EMF, der påføres enheden.
Symbolerne for NPN og PNP bipolære transistorer er forskellige i diagrammerne. Disse betegnelser afspejler kun enheden og princippet om drift af transistoren i det elektriske kredsløb. Pilen tegnes altid mellem emitteren og basen. Pilens retning er retningen af styrestrømmen, der føres ind i basisemitterkredsløbet.
Så i en NPN-transistor peger pilen fra basen til emitteren, hvilket betyder, at i aktiv tilstand vil elektroner fra emitteren skynde sig til kollektoren, mens styrestrømmen skal ledes fra basen til emitteren.
I en PNP-transistor er det lige modsat: Pilen er rettet fra emitteren til basen, hvilket betyder, at hullerne fra emitteren i aktiv tilstand suser til kollektoren, mens styrestrømmen skal ledes fra emitteren til den. grundlag.
Lad os se, hvorfor dette sker. Når en konstant positiv spænding påføres bunden af en NPN-transistor (i området 0,7 volt) i forhold til dens emitter, er basis-emitter-pn-forbindelsen på denne NPN-transistor (se figur) forspændt fremad, og potentialbarrieren mellem kollektorforbindelsen -basen og baseemitteren falder, nu kan elektroner bevæge sig igennem den under påvirkning af EMF i kollektor-emitterkredsløbet.
Med tilstrækkelig basisstrøm vil der opstå en kollektor-emitterstrøm i dette kredsløb og samles med basis-emitterstrømmen. NPN-transistoren tændes.
Forholdet mellem kollektorstrømmen og styrestrømmen (basen) kaldes transistorens strømforstærkning. Denne parameter er angivet i transistordokumentationen og kan variere fra enheder til flere hundrede.
Når en konstant negativ spænding påføres bunden af en PNP-transistor (i området -0,7 volt) i forhold til dens emitter, er np-base-emitterforbindelsen på denne PNP-transistor forspændt, og potentialbarrieren mellem kollektoren- base og base junction -emitter falder, nu kan huller bevæge sig igennem det under påvirkning af EMF i kollektor-emitter kredsløbet.
Bemærk polariteten af forsyningen til kollektorkredsløbet. Med tilstrækkelig basisstrøm vil der opstå en kollektor-emitterstrøm i dette kredsløb og samles med basis-emitterstrømmen. PNP-transistoren vil tænde.
Bipolære transistorer er almindeligt anvendt i forskellige enheder i forstærker, barriere eller switch.
I boost-tilstand falder basisstrømmen aldrig under holdestrømmen, hvilket hele tiden holder transistoren i en åben ledende tilstand. I denne tilstand initierer lave basisstrømsoscillationer tilsvarende svingninger ved en meget højere kollektorstrøm.
I nøgletilstanden skifter transistoren fra en lukket til en åben tilstand, der fungerer som en højhastigheds elektronisk kontakt. I barrieretilstand kontrolleres belastningsstrømmen, der er inkluderet i kollektorkredsløbet, ved at ændre basisstrømmen.
Se også:Transistor elektronisk switch - funktionsprincip og skematisk