Načelo delovanja naprave
Tranzistor je polprevodniška naprava, zasnovana za ojačanje električnega signala. Zaradi posebne strukture kristalnih mrež in lastnosti polprevodnikov lahko ta naprava poveča amplitudo tekočega toka .
Polprevodniki - snovi, ki lahko prenašajo tok in preprečujejo njegov prehod. Njihovi najpomembnejši predstavniki so silicij in germanij. Obstajata dve vrsti polprevodnikov:
- Elektronsko.
- Hole.
Pri polprevodnikih se električni tok pojavi zaradi pomanjkanja ali presežka prostih elektronov. Na primer, kristalna mreža atoma je sestavljena iz treh elektronov. Če pa v to snov vnesemo atom, ki ga sestavljajo štirje elektroni, bo eden od njih odveč. On je prost elektron. V skladu s tem, čim več teh elektronov, tem je snov v svojih lastnostih bližja kovine. To pomeni, da je prevodnost toka večja. Taki polprevodniki se imenujejo elektronski .
Zdaj pa se pogovorimo o luknji. Da bi jih ustvarili, se v snov vnesejo atomi druge snovi, katerih kristalna mreža vsebuje več atomov. Zato v našem polprevodniku postane manj elektronov. Nastala so prosta mesta za elektrone. Valentne vezi bodo uničene, saj bodo elektroni zasedli ta prazna mesta. Nato jih bomo imenovali luknje.
Elektroni si nenehno prizadevajo vzeti luknjo in, začeti gibati, oblikovati novo luknjo. Absolutno vsi elektroni imajo to vedenje. V polprevodniku se pojavi njihovo gibanje, kar pomeni, da tok teče . Taki polprevodniki se imenujejo polprevodniki.
Tako z uvajanjem pomanjkanja ali presežka elektronov v silicij ali germanij olajšamo njihovo gibanje. Izkazalo se je, da je tok. Transistorji so sestavljeni iz spojin teh polprevodnikov po določenem principu. Z njihovo pomočjo lahko nadzorujete pretočne tokove in druge parametre električnih signalov.
Vrste tranzistorjev
Obstaja več vrst tranzistorjev. Obstaja okoli štiri. Vendar pa so najpomembnejše:
- Polje
- Bipolarna.
Preostale vrste se zbirajo s polja in bipolarne . Podrobneje si oglejte vsak pogled.
Polje
Bistvo te naprave je nadzorovanje parametrov električnega signala z uporabo električnega polja. Zdi se, da se pri katerem koli sklepu uporabi napetost:
- Zaklop je potreben za nastavitev parametrov signala zaradi napajalne napetosti.
- Odvod je izhod, skozi katerega nosilci nabojev (luknje in elektroni) zapustijo kanal.
- Vir je zaključek, skozi katerega vstopajo elektroni in luknje v kanal.
Tak tranzistor je sestavljen iz polprevodnika z določeno prevodnostjo in dvema regijama, ki sta nameščena z nasprotno prevodnostjo. Ko se napetost na vrata med tema dvema področjema napolni, se pojavi prostor, skozi katerega teče tok. Ta prostor se imenuje kanal. Širino tega kanala uravnava napetost, ki jo uporabljamo za vrata. V skladu s tem je mogoče povečati in zmanjšati širino kanala in nadzorovati tok toka.
Zdaj pa govorimo o napravi z izoliranimi vrati. Razlika je v tem, da je v prvem primeru ta prehod vedno prisoten, tudi če na vrata ni bila napetost. Ko je bil uporabljen, sta se prehod in prevodni kanal spremenila glede na polarnost in amplitudo napetosti. Kovinska vrata v takih tranzistorjih so izolirana z dielektrikom iz polprevodniške regije. Njihov vhodni upor je veliko večji.
Obstajata dve vrsti izoliranih naprav:
- Z vgrajenim kanalom.
- Z induciranim kanalom.
Vgrajeni kanal omogoča pretok električnega toka z določeno amplitudo . Pri uporabi napetosti z določeno amplitudo in polarnostjo lahko spreminjamo širino kanala in njegovo prevodnost. Ta kanal je vgrajen v tranzistorje v proizvodnih obratih.
Inducirani kanal se pojavi med dvema področjema, o katerih smo govorili zgoraj, šele ko se napetost določene polarnosti nanaša na vrata. To pomeni, da, ko na vrata ni napetosti, v njem ne teče tok.
Vsi tipi poljskih tranzistorjev se med seboj razlikujejo po naslednjih parametrih:
- Vhodna impedanca.
- Amplituda napetosti, ki jo je treba uporabiti za vrata.
- Polarnost
Vsak od teh tipov poljskih tranzistorjev je potreben za sestavljanje posebnih električnih in logičnih vezij . Ker uporaba dveh različnih naprav zahteva različne električne parametre.
Bipolarna
Beseda "bipolarna" pomeni dve polarnosti. To pomeni, da imajo te naprave zaradi posebnosti njihove strukture dve polarnosti. Posebnost njihove strukture je v tem, da so sestavljena iz treh polprevodniških področij. Vrste prevodnosti so naslednje: \ t
- Elektronsko, nadalje n.
- Hole, nadaljevanje str.
Skladno s tem lahko sklepamo, da obstajata dve vrsti bipolarnih tranzistorjev:
- pnp;
- npn.
Razlika med njima je, da je za pravilno delovanje potrebno uporabiti napetost drugačne polarnosti . Vsako od treh polprevodniških področij je povezano z enim izhodom. Obstajajo trije:
- Osnova je osrednja plast. On je najbolj subtilen. Na izhodu baze je krmilni tok z majhno amplitudo.
- Zbiralnik je eden od skrajnih plasti. Najširša je. Na to se uporabi velik amplitudni tok.
- Oddajnik je izhod, na katerega se od kolektorja dovajamo tok. Na izhodu je amplituda toka nekoliko večja kot na vhodu.
Obstajajo tri bipolarne tranzistorske povezave:
- Pri skupnem oddajniku se vhodni signal odda v bazo, izhodni signal pa se odstrani iz kolektorja.
- S skupnim kolektorjem - vhodni signal se vnaša v bazo in se odstrani iz oddajnika.
- S skupno bazo - se vhodni signal odda v oddajnik in odstrani iz kolektorja.
Zahvaljujoč številnim prehodom elektronskih lukenj v bipolarnem tranzistorju je mogoče nadzorovati parametre električnega signala . Polarnost in amplituda uporabljene napetosti sta odvisni od vrste bipolarnega tranzistorja.
Uporaba tranzistorjev v življenju
Transistorji se uporabljajo v številnih tehničnih napravah. Najbolj živahni primeri:
- Sheme ojačanja.
- Generatorji signalov.
- Elektronski ključi.
V vseh komunikacijskih napravah je potrebno ojačanje signala. Prvič, električni signali imajo naravno dušenje. Drugič, pogosto se zgodi, da amplituda enega od parametrov signala ni dovolj za pravilno delovanje naprave. Informacije se prenašajo preko električnih signalov. Da bi zagotovili dostavo in kakovost informacij, moramo signale razširiti .
Tranzistorji lahko vplivajo ne samo na amplitudo, ampak tudi na obliko električnega signala. Glede na zahtevano obliko generiranega signala bo v generator nameščen ustrezen tip polprevodniške naprave.
Elektronski ključi so potrebni za krmiljenje toka v tokokrogu. Sestava teh ključev vključuje veliko tranzistorjev. Elektronski ključi so eden najpomembnejših elementov shem. Računalniki, televizorji in druge električne naprave delujejo na njihovi osnovi, brez česar v sodobnem življenju ne moremo.
Elektronska literatura
Znanost, ki preučuje tranzistorje in druge naprave, se imenuje elektronika. Celoten odsek je namenjen polprevodniškim napravam. Če vas zanima več informacij o delu tranzistorjev, lahko preberete naslednje knjige na to temo:
- Oblikovanje digitalnih vezij in računalniška arhitektura - David M.
- Operacijski sistemi Oblikovanje in izvedba - Andrew T.
- Energetska elektronika za amaterje in strokovnjake - B. Yu. Semenov.
Te knjige opisujejo različne načine programiranja elektronike. Seveda so osnova vseh programljivih vezij tranzistorji. Zahvaljujoč tem knjigam ne boste le dobili novega znanja o tranzistorjih, ampak tudi spretnosti, ki vam lahko prinesejo dohodek.
Zdaj veste, kako delujejo tranzistorji in kje se uporabljajo v življenju. Če vas zanima ta tema, jo še naprej preučujte, ker napredek ne stoji mirno in se vse tehnične naprave nenehno izboljšujejo. V tem primeru je zelo pomembno, da sledimo časom. Uspeh za vas!