Transistorer - grundlæggende, typer og baising-tilstande

Introduktion til transistor:

Tidligere var den kritiske og vigtige komponent i en elektronisk enhed et vakuumrør, det er et elektronrør, der bruges til styre elektrisk strøm . Vakuumrørene fungerede, men de er voluminøse, kræver højere driftsspændinger, højt strømforbrug, giver lavere effektivitet, og katodeelektronemitterende materialer bruges op i drift. Så det endte som varme, der forkortede selve røret. For at overvinde disse problemer blev John Bardeen, Walter Brattain og William Shockley opfundet en transistor i Bell Labs i år 1947. Denne nye enhed var en langt mere elegant løsning til at overvinde mange af de grundlæggende begrænsninger ved vakuumrør.

Transistoren er en halvlederindretning, der både kan lede og isolere. En transistor kan fungere som en switch og en forstærker. Det konverterer lydbølger til elektroniske bølger og modstande, der styrer elektronisk strøm. Transistorer har en meget lang levetid, mindre i størrelse, kan fungere på lavere spændingsforsyninger for større sikkerhed og krævede ingen glødestrøm. Den første transistor blev fabrikeret med germanium. En transistor udfører den samme funktion som en vakuumrørtriode, men ved hjælp af halvlederkryds i stedet for opvarmede elektroder i et vakuumkammer. Det er den grundlæggende byggesten for moderne elektroniske enheder og findes overalt i moderne elektroniske systemer.

Transistor Grundlæggende:

En transistor er en tre-terminal enhed. Nemlig

• Base: Dette er ansvarligt for at aktivere transistoren.
• Samler: Dette er den positive føring.
• Emitter: Dette er den negative ledelse.

Den grundlæggende idé bag en transistor er, at den lader dig styre strømmen af ​​strøm gennem en kanal ved at variere intensiteten af ​​en meget mindre strøm, der strømmer gennem en anden kanal.

Typer af transistorer:

Der er to typer transistorer er til stede, de er bipolare junction transistorer (BJT), felt-effekt transistorer (FET). En lille strøm flyder mellem basen og emitteren, basisterminalen kan styre en større strømflow mellem kollektoren og emitterterminalerne. For en felteffekt-transistor har den også de tre terminaler, de er gate, kilde og afløb, og en spænding ved porten kan styre en strøm mellem kilde og afløb. De enkle diagrammer over BJT og FET er vist i nedenstående figur:

Bipolar junction transistor (BJT)

Felt-effekt transistorer (FET)

Som du kan se, kommer transistorer i en række forskellige størrelser og former. En ting, som alle disse transistorer har til fælles, er at de hver især har tre ledninger.

• Bipolar junction transistor:

En Bipolar Junction Transistor (BJT) har tre terminaler forbundet til tre dopede halvlederregioner. Den leveres med to typer, P-N-P og N-P-N.

P-N-P transistor, der består af et lag N-doteret halvleder mellem to lag P-doteret materiale. Basestrømmen, der kommer ind i samleren, forstærkes ved dens udgang.

Det er, når PNP-transistoren er TIL, når dens base trækkes lavt i forhold til emitteren. Pilene på PNP-transistoren symboliserer retningen af ​​strømmen, når enheden er i viderestillingsaktiv tilstand.

N-P-N transistor, der består af et lag af P-doteret halvleder mellem to lag af N-doteret materiale. Ved at forstærke strømmen til basen får vi den høje kollektor- og emitterstrøm.

Det er, når NPN-transistoren er TIL, når dens base trækkes lavt i forhold til emitteren. Når transistoren er i ON-tilstand, er strømmen mellem transistorens kollektor og emitter. Baseret på minoritetsbærere i P-type regionen bevæger elektronerne sig fra emitter til kollektor. Det tillader større strøm og hurtigere drift på grund af denne grund, de fleste bipolære transistorer, der anvendes i dag, er NPN.

• Felteffekttransistor (FET):

Felteffekttransistoren er en unipolær transistor, N-kanal FET eller P-kanal FET bruges til ledning. De tre terminaler i FET er kilden, porten og afløbet. De grundlæggende n-kanal- og p-kanal-FET'er er vist ovenfor. For en n-kanal FET er enheden konstrueret af n-type materiale. Mellem kilde og afløb fungerer da-type materiale som en modstand.

Denne transistor styrer de positive og negative bærere vedrørende huller eller elektroner. FET-kanal dannes ved at flytte positive og negative ladningsbærere. FET-kanalen, der er lavet af silicium.

Der er mange typer FET'er, MOSFET, JFET osv. Anvendelserne af FET'er er i en forstærker med lav støj, bufferforstærker og en analog switch.

Bipolar junction transistor forspænding

Transistorer er de vigtigste halvlederaktive enheder, der er essentielle for næsten alle kredsløb. De bruges som elektroniske kontakter, forstærkere osv. I kredsløb. Transistorer kan være NPN, PNP, FET, JFET osv., Som har forskellige funktioner i elektroniske kredsløb. For at kredsløbet fungerer korrekt, er det nødvendigt at forspænde transistoren ved hjælp af modstandsnetværk. Driftspunktet er det punkt på outputegenskaberne, der viser Collector-Emitter-spændingen og Collector-strømmen uden indgangssignal. Driftspunktet er også kendt som Bias-punkt eller Q-punkt (hvilepunkt).

Forspænding henvises til at tilvejebringe modstande, kondensatorer eller forsyningsspænding osv. For at tilvejebringe korrekte driftsegenskaber for transistorer. DC-forspænding bruges til at opnå DC-kollektorstrømmen ved en bestemt kollektorspænding. Værdien af ​​denne spænding og strøm udtrykkes i form af Q-punktet. I en transistorforstærkerkonfiguration er IC (max) den maksimale strøm, der kan strømme gennem transistoren, og VCE (max) er den maksimale spænding, der påføres over enheden. For at arbejde med transistoren som en forstærker skal der tilsluttes en belastningsmodstand RC til samleren. Biasing indstiller DC-driftsspænding og strøm til det korrekte niveau, så AC-indgangssignalet kan forstærkes korrekt af transistoren. Det korrekte forspændingspunkt er et sted mellem transistorens fuldt til- eller helt OFF-tilstand. Dette centrale punkt er Q-punktet, og hvis transistoren er korrekt forspændt, vil Q-punktet være det centrale driftspunkt for transistoren. Dette hjælper udgangsstrømmen med at stige og falde, når indgangssignalet svinger gennem hele cyklussen.

Til indstilling af det korrekte Q-punkt på transistoren bruges en kollektormodstand til at indstille kollektorstrømmen til en konstant og stabil værdi uden noget signal i basen. Dette stabile DC-driftspunkt indstilles af værdien af ​​forsyningsspændingen og værdien af ​​baseforspændingsmodstanden. Base-bias-modstande bruges i alle de tre transistorkonfigurationer som fælles base, fælles solfangere og fælles emitterkonfigurationer.

Forstyrrelsesmetoder:

Følgende er de forskellige tilstande for transistorbaseret forspænding:

1. Aktuel forspænding:

Som vist i fig. 1 bruges to modstande RC og RB til at indstille basisforspændingen. Disse modstande etablerer transistorens indledende driftsområde med fast strømforspænding.

Transistorens forspænding forspændes med en positiv basispænding gennem RB. Det forreste base-emitter spændingsfald er 0,7 volt. Derfor er strømmen gennem RB jeg_B= (V_DC- V_VÆRE) / Jeg_B

2. Feedback forspænding:

Fig. 2 viser transistorens forspænding ved brug af en feedbackmodstand. Basisforspændingen opnås fra kollektorspændingen. Samlerfeedback sikrer, at transistoren altid er forspændt i det aktive område. Når kollektorstrømmen øges, falder spændingen ved kollektoren. Dette reducerer basisdrevet, hvilket igen reducerer kollektorstrømmen. Denne feedback-konfiguration er ideel til design af transistorforstærkere.

3. Dobbelt feedback forspænding:

Figur 3 viser, hvordan forspændingen opnås ved hjælp af dobbelt feedback-modstande.

Ved at bruge to modstande øger RB1 og RB2 stabiliteten med hensyn til variationerne i Beta ved at øge strømmen gennem baseforstyrrelsesmodstandene. I denne konfiguration er strømmen i RB1 lig med 10% af kollektorstrømmen.

4. Spændingsdelende forspænding:

Fig. 4 viser spændingsdelerens forspænding, hvor to modstande RB1 og RB2 er forbundet til bunden af ​​transistoren og danner et spændingsdelernetværk. Transistoren får forspændinger ved spændingsfaldet over RB2. Denne form for forspændingskonfiguration bruges meget i forstærkerkredsløb.

5. Dobbelt base forspænding:

Figur 5 viser dobbelt feedback for stabilisering. Det bruger både feedback fra emitter- og samlerbase til at forbedre stabiliseringen ved at kontrollere kollektorstrømmen. Modstandsværdier skal vælges for at indstille spændingsfaldet over emittermodstanden 10% af forsyningsspændingen og strømmen gennem RB1, 10% af kollektorstrømmen.

Fordele ved transistor:

1. Mindre mekanisk følsomhed.
2. Lavere omkostninger og mindre i størrelse, især i små signal kredsløb.
3. Lav driftsspænding for større sikkerhed, lavere omkostninger og strammere frigang.
4. Ekstremt lang levetid.
5. Intet strømforbrug af en katodevarmer.
6. Hurtig skift.

Det kan understøtte design af komplementær-symmetri kredsløb, noget der ikke er muligt med vakuumrør. Hvis du har spørgsmål om dette emne eller det elektriske og elektroniske projekter efterlad kommentarerne nedenfor.