Bipolar transistör, mankenler için çalışma prensibi. Bipolar transistör nasıl çalışır?

Transistörler aktif bileşenlerdir ve elektronik devreler boyunca amplifikatörler ve anahtarlama cihazları (transistör anahtarları) olarak kullanılır. Amplifikatör olarak yüksek ve alçak frekanslı cihazlarda, sinyal üreteçlerinde, modülatörlerde, dedektörlerde ve diğer birçok devrede kullanılırlar. Dijital devrelerde, anahtarlama güç kaynakları ve kontrollü elektrikli sürücülerde anahtar görevi görürler.

Bipolar transistörler

Bu, en yaygın transistör tipinin adıdır. npn ve pnp tiplerine ayrılırlar. Onlar için malzeme çoğunlukla silikon veya germanyumdur. Transistörler başlangıçta germanyumdan yapılmıştır, ancak sıcaklığa karşı çok hassastırlar. Silikon cihazlar, dalgalanmalara karşı çok daha dayanıklı ve üretimi daha ucuzdur.

Aşağıdaki fotoğrafta çeşitli bipolar transistörler gösterilmektedir.

Düşük güçlü cihazlar, küçük plastik dikdörtgen veya metal silindirik kasalara yerleştirilmiştir. Üç ucu vardır: taban (B), verici (E) ve toplayıcı (K). Her biri, transistörün yapısını oluşturan n- (serbest elektronlar akımı oluşturur) veya p-tipi (akımı oluşturan pozitif yüklü "delikler" olarak adlandırılan) iletkenliğe sahip üç silikon katmanından birine bağlanır. .

Bipolar transistör nasıl çalışır?

Transistörün çalışma prensipleri, cihazından başlayarak incelenmelidir. Aşağıdaki şekilde gösterilen bir NPN transistörünün yapısını düşünün.

Gördüğünüz gibi, üç katman içerir: ikisi n-tipi iletkenlik ve bir - p-tipi. Katmanların iletkenlik tipi, silikon kristalinin çeşitli kısımlarının özel safsızlıkları ile doping derecesi ile belirlenir. n-tipi emitör, ana akım taşıyıcıları olarak çok sayıda serbest elektron elde etmek için çok ağır katkılıdır. Çok ince p-tipi taban, hafif katkılıdır ve yüksek dirence sahiptir ve n-tipi toplayıcı, ona düşük bir direnç vermek için çok yoğun katkılıdır.

transistör nasıl çalışır

Onları tanımanın en iyi yolu deney yapmaktır. Aşağıda basit bir devre şeması verilmiştir.

Ampulden gelen ışığı kontrol etmek için bir güç transistörü kullanır. Ayrıca bir pil, yaklaşık 4,5 V / 0,3 A'lık küçük bir el feneri ampulü, değişken direnç (5K) şeklinde bir potansiyometre ve 470 ohm direnç gerekir. Bu bileşenler, diyagramın sağındaki şekilde gösterildiği gibi bağlanmalıdır.

Potansiyometre kaydırıcısını en düşük konuma çevirin. Bu, taban voltajını (temel ile toprak arasındaki) sıfır volta (U BE = 0) düşürür. Lamba yanmıyor, bu da transistörden akım geçmediği anlamına geliyor.

Şimdi kolu alt konumundan çevirirseniz, U BE kademeli olarak artar. 0,6 V'a ulaştığında, transistörün tabanına akım akmaya başlar ve lamba yanmaya başlar. Kol daha fazla itildiğinde, U BE 0,6 V'ta kalır, ancak taban akımı artar ve bu, kollektör-verici devresinden geçen akımı arttırır. Kol yukarı itilirse, taban voltajı hafifçe 0,75 V'a yükselecek, ancak akım önemli ölçüde artacak ve lamba parlak bir şekilde yanacaktır.

Ve transistörün akımlarını ölçerseniz?

Kolektör (C) ile lamba arasına (IC ölçümü için), taban (B) ile potansiyometre (IB ölçümü için) arasına bir ampermetre ve ortak ile taban arasına bir voltmetre eklersek ve tüm deneyi tekrarlarsak, bazı sonuçlar elde edebiliriz. ilginç veriler. Potansiyometre düğmesi en düşük konumundayken, U BE, I C ve I B akımları gibi 0 V'tur. Düğme kaydırıldığında, bu değerler, eşit olduklarında ışık yanana kadar artar: U BE = 0,6 V, I B = 0,8 mA ve IC = 36 mA.

Sonuç olarak, bu deneyden, transistörün aşağıdaki çalışma prensiplerini elde ederiz: tabanda pozitif (npn tipi için) bir ön gerilim olmadığında, terminallerinden geçen akımlar sıfırdır ve baz varlığında voltaj ve akım, değişiklikleri toplayıcı-verici devresindeki akımı etkiler.

Transistörün gücünü açtığınızda ne olur?

Normal çalışma sırasında, taban-yayıcı bağlantısına uygulanan voltaj, taban potansiyeli (p-tipi) emitörünkinden (n-tipi) yaklaşık 0,6 V daha yüksek olacak şekilde dağıtılır. Bu durumda, bu bağlantıya bir ileri voltaj uygulanır, ileri taraflıdır ve akımın tabandan emitöre akması için açıktır.

Tabandan toplayıcıya bağlantı boyunca çok daha yüksek bir voltaj uygulanır, kollektörün (n-tipi) potansiyeli tabandan (p-tipi) daha yüksek olur. Böylece bağlantıya bir ters voltaj uygulanır ve ters yönde önyargılı olur. Bu, transistöre besleme gerilimi uygulandığında, tabanın yakınında toplayıcıda oldukça kalın elektron tüketen bir tabaka ile sonuçlanır. Sonuç olarak, toplayıcı-verici devresinden akım geçmez. Npn transistörünün bağlantı bölgelerindeki yüklerin dağılımı aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.

Baz akımın rolü nedir?

Elektronik cihazımız nasıl çalışır? Transistörün çalışma prensibi, baz akımının kapalı baz-kolektör bağlantısının durumu üzerindeki etkisinde yatmaktadır. Baz-yayıcı bağlantısı ileri yönlü olduğunda, tabana küçük bir akım akacaktır. Burada pozitif yüklü delikler tarafından taşınır. I BE sağlamak için emitörden gelen elektronlarla birleşirler. Bununla birlikte, yayıcının çok yoğun katkılı olması nedeniyle, tabandan deliklerle birleşebilecek olandan çok daha fazla elektron girer. Bu, tabanda büyük bir elektron konsantrasyonu olduğu ve bunların çoğunun onu geçerek toplayıcının elektronu tükenmiş katmanına girdiği anlamına gelir. Burada, baz-toplayıcı bağlantısına uygulanan güçlü bir elektrik alanının etkisi altına girerler, elektron tüketen katmandan ve toplayıcının ana hacminden çıkışına geçerler.

Tabana akan akımdaki değişiklikler, emitörden çekilen elektron sayısını etkiler. Bu nedenle, transistörün çalışma prensipleri aşağıdaki ifadeyle desteklenebilir: temel akımdaki çok küçük değişiklikler, emitörden kollektöre akan akımda çok büyük değişikliklere neden olur, yani. akımda bir artış var.

Alan etkili transistör türleri

İngilizce'de, "alan etkili transistörler" olarak çevrilebilecek FET'ler - Alan Etkili Transistörler olarak adlandırılırlar. İsimleri hakkında çok fazla kafa karışıklığı olmasına rağmen, esas olarak iki ana türü vardır:

1. Bir kontrol pn-bağlantısı ile. İngilizce literatürde, "kavşak alan etkili transistör" olarak çevrilebilecek JFET veya Junction FET olarak adlandırılırlar. Aksi takdirde JUGFET veya Junction Unipolar Gate FET olarak adlandırılırlar.

2. Yalıtılmış bir kapı ile (diğer adıyla MOS- veya MOS-transistörler). İngilizce olarak, IGFET veya Insulated Gate FET olarak adlandırılırlar.

Dışa doğru, aşağıdaki fotoğrafla onaylanan bipolar'a çok benzerler.

Alan etkili transistör cihazı

Tüm alan etkili transistörlere UNIPOLAR aygıtları denilebilir, çünkü içlerinden bir akım oluşturan yük taşıyıcıları, belirli bir transistör için tek tiptir - elektronlar veya "delikler", ancak ikisi aynı anda değil. Bu, alan etkili bir transistörün çalışma prensibini, akımın her iki tip taşıyıcı tarafından aynı anda üretildiği iki kutuplu olandan ayırır.

Alan etkili transistörlerde, pn-bağlantıları olmayan bir silikon tabakası üzerinde bir kontrol pn-bağlantılı, kanal adı verilen, iki terminal arasında n- veya p-tipi iletkenliğe sahip, "kaynak" ve "drenaj" olarak adlandırılan akım akışı taşıyıcıları - verici ve toplayıcının analogları veya daha kesin olarak, vakum triyotunun katodu ve anotu. Üçüncü terminal - bir geçit (bir triyot ızgarasının analogu) - kaynak-drenaj kanalından farklı bir iletkenliğe sahip bir silikon tabakasına bağlanır. Böyle bir cihazın yapısı aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.

Alan etkili transistör nasıl çalışır? Çalışma prensibi, geçit-kanal bağlantısına bir voltaj uygulayarak kanal kesitini kontrol etmektir. Her zaman ters yönde önyargılıdır, bu nedenle transistör pratik olarak geçit devresinden akım tüketmezken, iki kutuplu bir cihazın çalışması için belirli bir temel akıma ihtiyacı vardır. Giriş voltajı değiştiğinde, geçit alanı genişleyebilir, kaynak-drenaj kanalını tamamen kapanana kadar bloke eder, böylece drenaj akımını kontrol eder.

Geleneksel olarak, bir bipolar transistör, iki pn bağlantısından oluşan farklı iletkenlik bölgelerine sahip bir yarı iletken plaka şeklinde çizilebilir. Ayrıca, plakanın uç bölgeleri aynı tip iletkenliğe sahiptir ve zıt tipteki orta bölge, bölgelerin her birinin kendi kişisel sonucu vardır.

Bu alanların değişimine bağlı olarak transistörler sırasıyla p-n-p ve n-p-n iletimidir.

Ve transistörün herhangi bir parçasını alır ve kaplarsanız, o zaman bir p-n eklemli veya diyotlu bir yarı iletken elde ederiz. Bu nedenle, sonuç, bir bipolar transistörün geleneksel olarak birbirine zıt bağlı bir ortak bölgeye sahip iki yarı iletken olarak temsil edilebileceğini öne sürüyor.

Transistörün, amacı tabana yük taşıyıcıları enjekte etmek olan kısmına emiter, karşılık gelen pn eklemine ise emiter ve amacı tabandan yük taşıyıcıları çıkarmak veya çıkarmak olan elemanın kısmına kollektör denir. , ve pn bağlantısı toplayıcıdır. Ortak alana üs denirdi.

Farklı yapıların tanımlarındaki fark, yalnızca yayıcı ok yönündedir: p-n-p'de tabana, n-p-n'de ise tabandan yönlendirilir.

PNP ve NPN transistörleri arasındaki fark nedir? Bu videoda iki tip bipolar transistörün çalışmasındaki farkı göstermeye çalıştım. Nasıl çalıştığını göstermek için bir LED (ve koruma için bir direnç) gibi mevcut radyo bileşenlerini kullandım. Örnekte 2n2907 ve bc337 transistörlerini kullandım. Değişken bir direnç (potansiyometre) kullanarak voltajı düzenler.

Yarı iletken elektroniğin gelişiminin ilk döneminde, safsızlıkların füzyon teknolojisi kullanılarak sadece germanyumdan yapıldılar, bu nedenle alaşımlı olarak adlandırıldılar. Örneğin, taban bir germanyum kristali ve ben bunun içine küçük indiyum parçalarını eritiyorum.

İndiyum atomları bir germanyum kristalinin gövdesine nüfuz eder, içinde iki bölge oluşturur - bir toplayıcı ve bir yayıcı. Aralarında, birkaç mikronluk zıt tipte - taban - çok ince bir yarı iletken tabakası vardır. Ve kristali ışıktan gizlemek için kasanın içine saklarlar.

Şekil, tabanın çıkışı olan metal diske bir kristal tutucunun kaynaklandığını ve diskin altında dış tel ucunun bulunduğunu göstermektedir.

Kollektör ve emitörün iç uçları, dış elektrotların iletkenlerine kaynaklanır.

Elektroniğin gelişmesiyle birlikte silikon kristallerini işlemeye başladılar ve germanyum transistörlerini neredeyse tamamen terk eden silikon cihazları icat ettiler.

Daha düşük ters akım ve daha yüksek arıza gerilimi ile daha yüksek sıcaklıklarda çalışabilirler.

Ana üretim yöntemi düzlemsel teknolojidir. Bu tür transistörlerde p-n bağlantıları aynı düzlemde bulunur. Yöntemin prensibi, gaz halinde, sıvı veya katı bir bileşende olabilen silikon gofret içine safsızlıkların difüzyonu veya füzyonuna dayanmaktadır. Kesinlikle sabit bir sıcaklığa ısıtıldığında, safsızlık elementlerinin silikona difüzyonu meydana gelir.

Bu durumda toplardan biri ince bir taban bölgesi, diğeri ise emiter bölgesi oluşturur. Sonuç olarak, silikonda iki p-n bağlantısı oluşur. Bu teknoloji, fabrikada en yaygın silikon transistör türlerini üretmek için kullanılır.

Ek olarak, transistör yapılarının üretimi için, birleşik yöntemler yaygın olarak kullanılmaktadır: füzyon ve difüzyon veya çeşitli difüzyon seçenekleri, örneğin çift taraflı veya çift taraflı.

Pratik bir deney yapalım, bunun için bu devreyi kurabilmemiz için herhangi bir transistöre ve eski bir el fenerinden akkor ampule ve biraz montaj teline ihtiyacımız var.

Yeni Başlayanlar İçin Transistör Çalıştırma Pratik Deneyimi

Işık yanar, çünkü kollektör bağlantısına, kolektör bağlantısının kilidini açan ve kollektör akımı Ik içinden geçen bir ileri ön gerilim voltajı uygulanır. Değeri, lamba filamanının direncine ve pilin veya güç kaynağının iç direncine bağlıdır.

Şimdi bu diyagramı yapısal bir biçimde sunalım:

Elektronlar N bölgesindeki ana yük taşıyıcıları olduklarından, p-n bağlantı potansiyel bariyerinden geçerler, p-tipi delik bölgesine girerler ve çoğunluk taşıyıcıları tarafından delikler tarafından absorbe edilmeye başladıkları azınlık yük taşıyıcıları haline gelirler. Kollektörden gelen delikler, taban bölgesine girme eğilimindedir ve elektronlar tarafından çoğunluk yük taşıyıcıları tarafından emilir.

Baz, güç kaynağının eksi olduğu için, baz bölgesinden gelen kayıpları telafi ederek birçok elektron ona girecek. Ve lamba ipliği aracılığıyla artıya bağlanan toplayıcı aynı sayıyı kabul edebilir, böylece deliklerin konsantrasyonu geri yüklenir.

p-n bağlantısının iletkenliği önemli ölçüde artacak ve kollektör akımı kollektör bağlantısından akmaya başlayacaktır. Iк... Ve ne kadar yüksekse, akkor ışık o kadar güçlü yanacaktır.

Yayıcı bağlantı devresinde de benzer bir süreç meydana gelir. Şekil, ikinci deney için devreyi bağlamanın bir çeşidini göstermektedir.

Başka bir pratik deneyim yapalım ve transistörün tabanını PSU'nun artısına bağlayalım. Transistörün pn bağlantısını ters yönde bağladığımız ve bağlantının direnci keskin bir şekilde arttığı için lamba yanmıyor ve sadece lamba ipliğini yakamayan çok küçük bir ters kollektör akımı Ikbo takip ediyor. o.

Bir ilginç deney daha yapalım, resme göre bir ampul bağlayalım. Işık kapalı, nedenini görelim.

Verici ve kollektöre voltaj uygulanırsa, güç kaynağının herhangi bir polaritesi için, geçişlerden biri ileri, diğeri ters olacaktır ve bu nedenle akım akmayacak ve ışık yanmayacaktır.

Yayıcı bağlantı noktasının ileri yönlü ve açık olduğu ve serbest elektronların alımını beklediği yapısal diyagramdan çok açık bir şekilde görülmektedir. Kollektör bağlantısı ise ters yönde bağlanır ve elektronların tabana girmesini engeller. Kolektör ile taban arasında akıma karşı yüksek direnç sağlayacak ve lamba yanmayacak potansiyel bir bariyer oluşur.

Vericiyi ve tabanı bağlayacağımız devremize sadece bir jumper ekleyelim, ancak ışık hala yanmıyor.

Burada, prensip olarak, taban ve emitör bir jumper ile kapatıldığında her şey açıktır, kollektör bağlantısı, ters bir ön gerilim voltajı alan bir diyota dönüşür.

Bir jumper yerine, nominal değeri 200 - 300 Ohm olan bir Rb direnci ve 1,5 voltluk başka bir güç kaynağı kuracağız. Eksiyi Rb üzerinden tabana ve artıyı emitöre bağlarız. Ve bir mucize oldu, ışık yandı.

Lamba yandı, çünkü taban ile emitör arasına ek bir güç kaynağı bağladık ve böylece emitör bağlantısına ileri bir voltaj uyguladık, bu da onun açılmasına yol açtı ve içinden bir ileri akım aktı, bu da transistörün kolektör bağlantısının kilidini açtı. . Transistör açılır ve verici-temel akımından birçok kat daha yüksek bir kollektör akımı Ik içinden akar. Ve bu nedenle, bu akım lamba tarafından yakıldı.

Ek güç kaynağının polaritesini değiştirir ve tabana bir artı uygularsak, emiter bağlantısı ve ardından kollektör bağlantısı kapanır. Ters Ikbo, transistörden akacak ve ışık yanmayı durduracaktır.

Direnç Rb'nin ana işlevi, taban devresindeki akımı sınırlamaktır. Tabana tüm 1,5 volt verilirse, bağlantıdan çok fazla akım akacaktır, bunun sonucunda bağlantıda termal bir bozulma meydana gelir ve transistör yanabilir. Germanyum transistörler için kilit açma voltajı yaklaşık 0,2 volt ve silikon transistörler için 0,7 volt olmalıdır.

Yapısal diyagrama dönelim: Tabana ek bir voltaj uygulandığında, emitör bağlantısı açılır ve emitörden gelen serbest delikler, tabanın elektronları ile karşılıklı olarak emilir ve bir doğru baz akımı Ib oluşturur.

Ancak tabana düşen tüm delikler elektronlarla yeniden birleşmez. Baz bölgesi oldukça dar olduğundan, deliklerin sadece küçük bir kısmı bazın elektronları tarafından emilir.

Yayıcı deliklerin ana hacmi tabandan kayar ve kollektörde daha yüksek bir negatif voltaj seviyesinin altına düşer ve kollektör delikleriyle birlikte, ana güç kaynağı GB'den elektronlar tarafından karşılıklı olarak emildiği negatif terminaline akar. Verici-taban-toplayıcı kollektör devresinin direnci keskin bir şekilde düşer ve yayıcı-temel devresinin temel akımından Ib birçok kez daha yüksek olan bir doğrudan kollektör akımı Ik içinde akmaya başlar.

Tabandaki kilit açma voltajı seviyesi ne kadar yüksek olursa, emitörden tabana giden delik sayısı o kadar yüksek olursa, kollektördeki akım o kadar yüksek olur. Tersine, temel tetik voltajı ne kadar düşükse, kollektör akımı o kadar düşük olur.

Acemi bir radyo amatörünün bu deneylerinde, bir transistörün çalışma prensiplerine göre, iki durumdan birindedir: açık veya kapalı. Bir durumdan diğerine geçiş, Ub'ye dayalı bir kilit açma voltajının etkisi altında gerçekleştirilir. Elektronikte transistörün bu çalışma şekline anahtar denir. Cihazlarda ve otomasyon cihazlarında kullanılır.

Amplifikasyon modunda, transistör yükseltici alıcı devrelerinde ve ses frekans yükselticilerinde (UZCH ve ULF) çalışır. Çalışma sırasında, kollektördeki büyük akımları kontrol eden baz devresinde küçük akımlar kullanılır.Bu, amplifikasyon modu ile sadece tabandaki voltaja bağlı olarak transistörü açan veya kapatan anahtarlama modu arasındaki farktır.

Bir transistör, hemen hemen tüm devrelerde karşılaşılan çok yaygın bir aktif radyo bileşenidir ve özellikle elektroniğin temellerini inceleyen deneysel kurslar sırasında çok sık başarısız olur. Bu nedenle, transistörleri kontrol etme becerisi olmadan elektronikle uğraşmamanız daha iyidir. Öyleyse bir transistörün nasıl kontrol edileceğini bulalım.

Telsiz bileşeninin orijinal adı, kontak sayısına göre bir triyottur. Bu radyo elemanı, harici bir sinyalin etkisi altında bir elektrik devresindeki akımı kontrol etme yeteneğine sahiptir. Amplifikatörlerde, jeneratörlerde ve diğer benzer devre çözümlerinde benzersiz özellikler kullanılır.

Diyagramdaki transistörlerin tanımı

Uzun bir süre boyunca, radyo elektroniğinde tüp triyotları hüküm sürdü. Triyotun üç ana bileşeni, özel bir gaz veya vakum ortamında, kapalı bir şişenin içine yerleştirildi:

• Katot
• Ağ

Şebekeye düşük güçte bir kontrol sinyali uygulandığında, katot ve anot arasında kıyaslanamayacak kadar büyük değerler geçirilebiliyordu. Triyotun çalışma akımının büyüklüğü, kontrol akımından birçok kat daha yüksektir. Radyo elemanının bir amplifikatör görevi görmesini sağlayan bu özelliktir.

Radyo tüplerine dayalı triyotlar, özellikle yüksek güçte oldukça verimli çalışır. Ancak boyutları, modern kompakt cihazlarda kullanılmalarına izin vermez.

Bu tür öğelerden yapılmış bir cep telefonu veya cep oynatıcısı hayal edin.

İkinci sorun yemek servisi. Normal çalışma için, elektron emisyonunun başlaması için katodun çok sıcak olması gerekir. Bobini ısıtmak çok fazla elektrik gerektirir. Bu nedenle, dünyanın dört bir yanındaki bilim adamları, her zaman aynı özelliklere sahip daha kompakt bir cihaz yaratmaya çalıştılar.

İlk örnekler 1928'de ortaya çıktı ve geçen yüzyılın ortalarında bipolar teknoloji kullanılarak yapılan çalışan bir yarı iletken triyot sunuldu. Ona "transistör" adı verildi.

Transistör nedir?

Transistör, çalışma ve kontrol için üç kontağı olan, bir muhafaza içinde veya onsuz bir yarı iletken elektrikli cihazdır. Ana özellik, bir triyot ile aynıdır - bir kontrol sinyali kullanarak çalışma elektrotları arasındaki akımın parametrelerini değiştirmek.

Isınma ihtiyacının olmaması nedeniyle, transistörler kendi performanslarını sağlamak için yetersiz miktarda enerji harcarlar. Ve çalışan yarı iletken kristalin kompakt boyutları, radyo bileşenini küçük boyutlu yapılarda kullanmayı mümkün kılar.

Çalışma ortamından bağımsız olması nedeniyle yarı iletken kristaller hem ayrı bir pakette hem de mikro devrelerde kullanılabilir. Radyo elementlerin geri kalanıyla tamamlanan transistörler, doğrudan tek bir kristal üzerinde büyütülür.

Yarı iletkenin olağanüstü mekanik özellikleri, mobil ve taşınabilir cihazlarda uygulama bulmuştur. Transistörler titreşime, keskin şoklara karşı duyarsızdır. İyi sıcaklık direncine sahiptirler (soğutma radyatörleri ağır yük altında kullanılır).

Aktif bir yarı iletken cihaza, elektriksel salınımların yükseltilmesi, dönüştürülmesi ve üretilmesinin gerçekleştirildiği bir transistör denir. Transistörün bu kullanımı analog teknolojide görülebilir. Ayrıca, bir anahtar modunda kullanıldıkları dijital teknolojide kullanılırlar. Ancak dijital ekipmanda, neredeyse tüm transistörler, entegre devrelerin içinde ve çok büyük miktarlarda ve mikroskobik boyutlarda "gizlidir".

Burada, makalenin önceki bölümlerinde zaten açıklanan elektronlar, delikler ve atomlar üzerinde çok fazla durmayacağız, ancak gerekirse bunların bir kısmının hala hatırlanması gerekecek.

Bir yarı iletken diyot, özellikleri açıklanan bir p-n bağlantısından oluşur. Transistör, bildiğiniz gibi, iki bağlantıdan oluşur, bu nedenle transistörün öncüsü veya yarısı olarak kabul edilebilir.

Eğer pn bağlantısı durağan ise, delikler ve elektronlar Şekil 1'de gösterildiği gibi dağıtılır ve potansiyel bir bariyer oluşturur. Bu şekilde gösterilen elektron, delik ve iyon sembollerini unutmamaya çalışalım.

Resim 1.

Bipolar transistör nasıl çalışır?

Elektronik bizi her yerde çevreliyor. Ancak neredeyse hiç kimse tüm bunların nasıl çalıştığını düşünmüyor. Aslında oldukça basit. Bugün göstermeye çalışacağımız şey bu. Transistör gibi önemli bir unsurla başlayalım. Size ne olduğunu, ne yaptığını ve transistörün nasıl çalıştığını anlatacağız.

Transistör nedir?

transistör- elektrik akımını kontrol etmek için tasarlanmış bir yarı iletken cihaz.

Transistörler nerelerde kullanılır? Evet, her yerde! Neredeyse hiçbir modern elektrik devresi transistörler olmadan yapamaz. Bilgisayarların, ses ve video ekipmanlarının üretiminde yaygın olarak kullanılırlar.

Ne zaman Sovyet mikro devreleri dünyanın en büyüğüydü, geçti ve modern transistörlerin boyutu çok küçük. Yani, cihazların en küçüğü bir nanometre mertebesinde!

Önek nano on üzeri eksi dokuzuncu güç mertebesinde bir değeri ifade eder.

Ancak ağırlıklı olarak enerji ve sanayi alanlarında kullanılan dev örnekleri de bulunmaktadır.

Farklı transistör türleri vardır: bipolar ve polar, ileri ve geri iletim. Ancak, bu cihazlar aynı prensibe dayanmaktadır. Bir transistör yarı iletken bir cihazdır. Bildiğiniz gibi, bir yarı iletkende yük taşıyıcılar elektronlar veya deliklerdir.

Elektron fazlalığı olan bir alan harfle gösterilir. n(negatif) ve delik iletkenliği olan bölge P(pozitif).

Bir transistör nasıl çalışır?

Her şeyi çok net hale getirmek için işi düşünün bipolar transistör (en popüler tip).

(bundan böyle sadece bir transistör olarak anılacaktır) bir yarı iletken kristaldir (en sık kullanılan silikon veya germanyum), farklı elektriksel iletkenliğe sahip üç bölgeye ayrılmıştır. Bölgeler buna göre adlandırılır kolektör, temel ve yayıcı... Transistörün cihazı ve şematik gösterimi aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.

Ayrı ileri ve geri transistörler. pnp transistörlerine ileri iletim transistörleri, npnp transistörlerine ise ters iletim transistörleri denir.

Şimdi transistörlerin iki çalışma modunun ne olduğu hakkında. Bir transistörün çalışması, bir su musluğu veya valfininkine benzer. Sadece su yerine - elektrik akımı. Transistörün iki durumu vardır - çalışma (transistör açık) ve dinlenme durumu (transistör kapalı).

Bunun anlamı ne? Transistör kapalıyken üzerinden akım geçmez. Açık durumda, tabana küçük bir kontrol akımı uygulandığında, transistör açılır ve emitör-kolektörden büyük bir akım akmaya başlar.

Bir transistördeki fiziksel süreçler

Ve şimdi her şeyin neden bu şekilde gerçekleştiği, yani transistörün neden açılıp kapandığı hakkında daha ayrıntılı olarak. Bipolar transistör alın. Bırak olsun n-p-n transistör.

Kollektör ile emitör arasına bir güç kaynağı bağlarsanız, kollektör elektronları pozitife doğru çekilmeye başlayacak ancak kollektör ile emitör arasında akım olmayacaktır. Bu, taban katmanı ve yayıcı katmanın kendisi tarafından engellenir.

Baz ile emitör arasına ek bir kaynak bağlanırsa emitörün n bölgesinden gelen elektronlar bazların bölgesine girmeye başlayacaktır. Sonuç olarak, baz bölgesi serbest elektronlarla zenginleşecek, bazıları deliklerle yeniden birleşecek, bazıları tabanın artısına akacak ve bir kısmı (çoğu) kollektöre gidecek.

Böylece, transistörün açık olduğu ortaya çıkıyor ve içinde emitör-toplayıcı akımı akıyor. Tabandaki gerilim artırılırsa kollektör-yayıcı akımı da artacaktır. Ayrıca, kontrol voltajındaki küçük bir değişiklikle, kollektör-vericiden geçen akımda önemli bir artış gözlenir. Transistörlerin amplifikatörlerdeki çalışması bu etki üzerine kuruludur.

Kısacası, transistörlerin çalışmasının tüm özü budur. Gece boyunca bir bipolar transistör güç amplifikatörü hesaplamanız mı yoksa bir transistör laboratuvarı mı yapmanız gerekiyor? Öğrenci hizmetleri uzmanlarımızın yardımını kullanırsanız, bu yeni başlayanlar için bile sorun değildir.

Eğitiminiz gibi önemli konularda profesyonel yardım almaktan çekinmeyin! Artık transistörler hakkında bir fikriniz olduğuna göre, rahatlamanızı ve Korn'un "Twisted transistor" müzik videosunu izlemenizi öneririz! Örneğin, yazışma öğrencisiyle iletişime geçmeye karar verdiniz.