Ο τρανζίστορ εφευρέθηκε από τον William Shockley στο 1947. Ένα τρανζίστορ είναι μια συσκευή τριών τερματικών ημιαγωγών η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εναλλαγή εφαρμογών, την ενίσχυση αδύναμων σημάτων και σε ποσότητες χιλιάδων και εκατομμυρίων τρανζίστορ διασυνδέονται και ενσωματώνονται σε ένα μικροσκοπικό ολοκληρωμένο κύκλωμα / τσιπ, το οποίο κάνει μνήμη υπολογιστή.

Τύποι διπολικών τρανζίστορ

Τι είναι το Transistor;
Το τρανζίστορ είναι μια συσκευή ημιαγωγού που μπορεί να λειτουργήσει ως ενισχυτής σήματος ή ως διακόπτης στερεάς κατάστασης. Το τρανζίστορ μπορεί να θεωρηθεί ως δύο διακλαδώσεις pn που τοποθετούνται πίσω στην πλάτη.

Η δομή έχει δύο συνδέσεις PN με πολύ μικρή περιοχή βάσης μεταξύ των δύο απομακρυσμένων περιοχών για τον συλλέκτη και τον πομπό. Υπάρχουν τρεις κύριες ταξινομήσεις τρανζίστορ με τα δικά τους σύμβολα, χαρακτηριστικά, παραμέτρους σχεδιασμού και εφαρμογές.

Διπολική διακλάδωση συνδέσεων
Τα BJTs θεωρούνται συσκευές που κινούνται με ρεύμα και έχουν σχετικά χαμηλή αντίσταση εισόδου. Διατίθενται ως τύποι NPN ή PNP. Ο χαρακτηρισμός περιγράφει την πολικότητα του υλικού ημιαγωγού που χρησιμοποιείται για την κατασκευή του τρανζίστορ.

Η κατεύθυνση βέλους που φαίνεται στο σύμβολο του τρανζίστορ υποδεικνύει την κατεύθυνση του ρεύματος διαμέσου αυτού. Έτσι, σε τύπο NPN, το ρεύμα βγαίνει από το τερματικό του πομπού. Ενώ στο PNP, το ρεύμα πηγαίνει στον πομπό.

Τρανζίστορ πεδίου δράσης
FET, αναφέρονται ως συσκευές με τάση που έχουν μεγάλη αντίσταση εισόδου. Τα τρανζίστορ Field Effect υποδιαιρούνται σε δύο ομάδες, Τρανζίστορ Effect Field Transistors (JFET) και Transistors Field Effect Transistor (MOSFET).

Τρανζίστορ πεδίου δράσης

Μεταλλικό οξείδιο ημιαγωγών FET (MOSFET)
Παρόμοια με το JFET παραπάνω εκτός από την τάση εισόδου είναι χωρητική συζευγμένη με το τρανζίστορ. Η συσκευή έχει χαμηλή αποστράγγιση ενέργειας αλλά είναι εύκολα κατεστραμμένη από στατική εκφόρτιση.

MOSFET (nMOS και pMOS)

Μονωμένο διπολικό τρανζίστορ πύλης (IGBT)
Το IGBT είναι η πιο πρόσφατη ανάπτυξη τρανζίστορ. Πρόκειται για μια υβριδική συσκευή η οποία συνδυάζει χαρακτηριστικά τόσο του BJT με την χωρητική συζευγμένη όσο και τη συσκευή NMOS / PMOS με υψηλή είσοδο σύνθετης αντίστασης.

Μονωμένο διπολικό τρανζίστορ πύλης (IGBT)

Πώς λειτουργεί το τρανζίστορ - διπολικό τρανζίστορ διακλάδωσης?
Σε αυτό το άρθρο, θα συζητήσουμε τη λειτουργία διπολικού τρανζίστορ Το BJT είναι μια συσκευή τριών κατευθύνσεων με έναν πομπό, έναν συλλέκτη και έναν οδηγό βάσης. Βασικά, το BJT είναι μια συσκευή που λειτουργεί με τρέχοντα ρεύμα. Δύο PN συνδέσεις υπάρχουν μέσα σε ένα BJT.

Ένας κόμβος PN υπάρχει μεταξύ του πομπού και της περιοχής βάσης, υπάρχει ένα δεύτερο μεταξύ του συλλέκτη και της περιοχής βάσης. Μια μικρή ποσότητα εκπεμπόμενου ρεύματος ρεύματος σε βάση (ρεύμα βάσης που μετράται σε μικρο αμπέρ) μπορεί να ελέγξει μια λογικά μεγάλη ροή ρεύματος μέσω της συσκευής από τον πομπό προς τον συλλέκτη (ρεύμα συλλέκτη μετρημένο σε milliamps).

Τα διπολικά τρανζίστορ διατίθενται σε δωρεάν φύση σε σχέση με τις πολικότητές της. Το NPN έχει έναν πομπό και συλλέκτη από υλικό ημιαγωγού τύπου Ν και το υλικό βάσης είναι το υλικό ημιαγωγών τύπου Ρ. Στην PNP αυτές οι πολικότητες απλά αντιστρέφονται εδώ, ο πομπός και ο συλλέκτης είναι υλικό ημιαγωγού τύπου P και η βάση είναι υλικά τύπου Ν.

Οι λειτουργίες των τρανζίστορ NPN και PNP ουσιαστικά είναι ίδιες, αλλά οι πολικότητες τροφοδοσίας αντιστρέφονται για κάθε τύπο. Η μόνη σημαντική διαφορά μεταξύ αυτών των δύο τύπων είναι ότι το τρανζίστορ NPN έχει απόκριση υψηλότερης συχνότητας από το τρανζίστορ PNP (επειδή η ροή του ηλεκτρονίου είναι ταχύτερη από τη ροή της οπής). Επομένως, σε εφαρμογές υψηλής συχνότητας, χρησιμοποιούνται τα τρανζίστορ NPN.

Στη συνήθη λειτουργία BJT, η διασταύρωση βάσης-εκπομπού είναι προσανατολισμένη προς τα εμπρός και η διασταύρωση βάσης-συλλέκτη είναι αντίστροφη προκατειλημμένη. Όταν ρέει ρεύμα μέσω της διασταύρωσης βάσης-εκπομπού, ρέει επίσης ρεύμα στο κύκλωμα συλλέκτη. Αυτό είναι μεγαλύτερο και ανάλογο με αυτό στο κύκλωμα βάσης.

Προκειμένου να εξηγηθεί ο τρόπος με τον οποίο συμβαίνει αυτό, λαμβάνεται το παράδειγμα ενός τρανζίστορ NPN. Οι ίδιες αρχές χρησιμοποιούνται για το τρανζίστορ pnp εκτός από το ότι ο σημερινός φορέας είναι τρύπες και όχι ηλεκτρόνια και οι τάσεις αντιστρέφονται.

Λειτουργία ενός BJT
Ο εκπομπός της συσκευής ΝΡΝ είναι κατασκευασμένος από υλικό τύπου ν, και επομένως οι πλειοψηφικοί φορείς είναι ηλεκτρόνια. Όταν η σύνδεση βάσης-εκπομπού είναι προκαθορισμένη, τα ηλεκτρόνια κινούνται από την περιοχή τύπου ν προς την περιοχή τύπου ρ και οι οπές κινούνται προς την περιοχή τύπου ν.

Όταν φτάνουν ο ένας στον άλλο, συνδυάζονται επιτρέποντας στο ρεύμα να ρέει στη διασταύρωση. Όταν η διασταύρωση είναι αντίστροφη προκατειλημμένη, οι οπές και τα ηλεκτρόνια απομακρύνονται από τη διασταύρωση, τώρα σχηματίζεται μια περιοχή εξάντλησης μεταξύ των δύο περιοχών και δεν ρέει ρεύμα.

Όταν ρέει ρεύμα μεταξύ της βάσης και του εκπομπού, τα ηλεκτρόνια εξέρχονται από τον πομπό και εισρέουν στη βάση, όπως φαίνεται στο παραπάνω διάγραμμα. Γενικά, τα ηλεκτρόνια θα συνδυάζονται όταν φθάνουν στην περιοχή εξάντλησης.

Κύκλωμα αντιστάθμισης τρανζίστορ BJT NPN

Ωστόσο, το επίπεδο ντόπινγκ στην περιοχή αυτή είναι πολύ χαμηλό και η βάση είναι επίσης πολύ λεπτή. Αυτό σημαίνει ότι τα περισσότερα από τα ηλεκτρόνια είναι σε θέση να ταξιδεύουν σε όλη την περιοχή χωρίς ανασυνδυασμό με τις τρύπες. Ως αποτέλεσμα, τα ηλεκτρόνια μετακινούνται προς τον συλλέκτη (λόγω του θετικού δυναμικού του συλλέκτη).

Με αυτό τον τρόπο, είναι σε θέση να ρέουν σε ό, τι είναι πραγματικά μια αντίστροφη προκατειλημμένη διασταύρωση, και το ρεύμα ρέει στο κύκλωμα του συλλέκτη.

Βρέθηκε ότι το ρεύμα συλλέκτη είναι σημαντικά υψηλότερο από το ρεύμα βάσης και επειδή η αναλογία ηλεκτρονίων που συνδυάζονται με οπές παραμένει η ίδια, το ρεύμα συλλέκτη είναι πάντοτε ανάλογο με το ρεύμα βάσης.

Η αναλογία της βάσης προς το ρεύμα συλλέκτη δίνεται στο ελληνικό σύμβολο β. Συνήθως η αναλογία β μπορεί να είναι μεταξύ 50 και 500 για ένα μικρό τρανζίστορ σήματος.

Αυτό σημαίνει ότι το ρεύμα συλλέκτη θα είναι μεταξύ 50 και 500 φορές μεγαλύτερο από αυτό του ρεύματος περιοχής βάσης. Για τρανζίστορ υψηλής ισχύος, η τιμή του β είναι πιθανό να είναι μικρότερη, ενώ τα στοιχεία του 20 δεν είναι ασυνήθιστα.

Εφαρμογές τρανζίστορ

1. Οι περισσότερες κοινές εφαρμογές τρανζίστορ περιλαμβάνουν αναλογικούς & ψηφιακούς διακόπτες, ρυθμιστές ισχύος, πολλούς δονητές, διαφορετικές γεννήτριες σήματος, ενισχυτές σήματος & ελεγκτές εξοπλισμού.

2. Τα τρανζίστορ είναι τα βασικά δομικά στοιχεία των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων και τα πιο σύγχρονα ηλεκτρονικά.

3. Μια σημαντική εφαρμογή του τρανζίστορ είναι οι μικροεπεξεργαστές ξανά και ξανά περιλαμβάνει πάνω από ένα δισεκατομμύριο τρανζίστορ σε κάθε τσιπ.

Ίσως θα σας αρέσει:

http://fmuser.net/search.asp?page=1&keys=Transistor&searchtype=

http://fmuser.net/search.asp?keys=MOSFET&Submit=Search

Πώς να χρησιμοποιήσετε Γεννήτριες Σήματος για Ham ραδιόφωνα

Προηγούμενο:Σύγκριση ιδιόκτητων RF και Bluetooth

επόμενο:Διαφορά μεταξύ πομπού και δέκτη