Ang aparato at operasyon ng bipolar transistor

Ang isang transistor ay isang aktibong aparato ng semiconductor, sa tulong ng kung saan ang pagpapalakas, pagbabalik-loob at henerasyon ng mga de-koryenteng oscillations ay isinasagawa. Ang nasabing isang application ng transistor ay maaaring sundin sa teknolohiyang analogue. Maliban doon transistor Ginagamit din ang mga ito sa digital na teknolohiya, kung saan ginagamit ang mga ito sa key mode. Ngunit sa mga digital na kagamitan, halos lahat ng mga transistor ay "nakatago" sa loob ng mga integrated circuit, at sa napakalaking dami at sa mga mikroskopikong laki.

Dito ay hindi kami titirahan nang labis sa mga electron, butas at atoms, na na-inilarawan sa mga nakaraang bahagi ng artikulo, ngunit ang ilan dito, kung kinakailangan, ay paalala pa rin.

Ang semiconductor diode ay binubuo ng isang p-n junction, ang mga katangian ng kung saan ay inilarawan sa nakaraang bahagi ng artikulo. Ang transistor, tulad ng alam mo, ay binubuo ng dalawang mga paglipat, samakatuwid diode ng semiconductor maaaring isaalang-alang bilang paunang-una ng transistor, o kalahati nito.

Kung ang p-n junction ay nagpapahinga, kung gayon ang mga butas at elektron ay ipinamamahagi, tulad ng ipinapakita sa Figure 1, na bumubuo ng isang potensyal na hadlang. Susubukan naming huwag kalimutan ang mga kumbensyon ng mga electron, butas, at mga ion na ipinakita sa figure na ito.

Larawan 1

Paano ang isang bipolar transistor

Aparato bipolar transistor simple sa unang tingin. Upang gawin ito, sapat na upang lumikha ng dalawang pn junctions sa isang semiconductor plate, na tinatawag na base. Ang ilang mga pamamaraan para sa paglikha ng isang pn junction ay inilarawan. sa mga nakaraang bahagi ng artikulosamakatuwid hindi kami uulit dito.

Kung ang batayang kondaktibiti ay uri ng p, kung gayon ang nagreresultang transistor ay magkakaroon ng istraktura n-p-n (binibigkas na "en-pe-en"). At kapag ang isang n-type plate ay ginagamit bilang batayan, pagkatapos ay nakakakuha kami ng isang transistor ng p-n-p na istraktura (pe-en-pe).

Sa sandaling napunta ito sa base, dapat mong bigyang pansin ang bagay na ito: ang semiconductor wafer na ginamit bilang base ay napaka manipis, mas payat kaysa sa emitter at kolektor. Ang pahayag na ito ay dapat alalahanin, sapagkat kakailanganin ito sa proseso ng pagpapaliwanag ng pagpapatakbo ng transistor.

Naturally, upang kumonekta sa "labas ng mundo" mula sa bawat rehiyon p at n ay nagmula sa output ng kawad. Ang bawat isa sa kanila ay may pangalan ng lugar na kung saan ito ay konektado: emitter, base, kolektor. Ang ganitong transistor ay tinatawag na isang bipolar transistor, sapagkat gumagamit ito ng dalawang uri ng mga carrier ng singil - mga butas at elektron. Ang istraktura ng eskematiko ng mga transistor ng parehong uri ay ipinapakita sa Larawan 2.

Larawan 2

Sa kasalukuyan, ang mga transistor ng silikon ay ginagamit sa mas malawak na lawak. Ang mga geranium transistor ay halos ganap na hindi na ginagamit, na ibinibigay ng silikon, kaya ang karagdagang kwento ay tungkol sa kanila, bagaman kung minsan ay banggitin ang germanium. Karamihan sa mga transistor ng silikon ay may istraktura na n-p-n, dahil ang istraktura na ito ay mas teknolohikal na advanced sa paggawa.

Mga kumpletong pares ng transistors

Para sa germanium transistors, tila, ang p-n-p na istraktura ay mas teknolohikal na advanced, kaya ang mga germanium transistors para sa karamihan ng bahagi ay tiyak na istraktura na ito. Bagaman, bilang bahagi ng mga pantulong na pares (mga transistor na malapit sa mga parameter, na naiiba lamang sa uri ng kondaktibiti), ang mga germanium transistors na magkakaibang kondaktibiti ay ginawa din, halimbawa, ang GT402 (p-n-p) at GT404 (n-p-n).

Ang nasabing isang pares ay ginamit bilang output transistor sa ULF ng iba't ibang kagamitan sa radyo. At kung ang mga di-moderno na germanium transistor ay nawala sa kasaysayan, ang mga pantulong na pares ng mga transistor ng silikon ay ginagawa pa rin, mula sa mga transistor sa mga pakete ng SMD at hanggang sa mga makapangyarihang transistors para sa mga yugto ng output ng ULF.

Sa pamamagitan ng paraan, ang mga tunog ng mga amplifier sa germanium transistors ay napansin ng mga mahilig sa musika na halos katulad ng mga tubo. Buweno, marahil ay medyo mas masahol pa, ngunit mas mahusay kaysa sa mga amplifier ng silikon na silikon. Ito ay para lamang sa sanggunian.

Paano gumagana ang isang transistor

Upang maunawaan kung paano gumagana ang transistor, kakailanganin nating bumalik sa mundo ng mga elektron, butas, donor at tumatanggap. Totoo, ngayon ito ay medyo mas simple, at mas kawili-wili kaysa sa mga nakaraang bahagi ng artikulo. Ang nasabing pagbanggit ay kailangang gawin upang hindi matakot ang mambabasa, upang payagan na basahin ang lahat ng ito hanggang sa huli.

Ipinapakita ng Figure 3 sa itaas ang conditional graphic designation ng mga transistor sa mga de-koryenteng circuit, at sa ibaba ng mga p-n junctions ng transistors ay ipinakita sa anyo ng mga diic ng semiconductor, na kasama rin sa kabaligtaran na direksyon. Ang representasyong ito ay maginhawa kapag sinuri ang transistor na may isang multimeter.

Larawan 3

At ipinapakita ng figure 4 ang panloob na istraktura ng transistor.

Sa figure na ito, kailangan mong humaba nang kaunti upang isaalang-alang ito nang mas detalyado.

Larawan 4

Kaya ang kasalukuyang pumasa o hindi?

Narito ipinakita kung paano nakakonekta ang mapagkukunan ng kapangyarihan sa transistor ng istruktura ng n-p-n, at ito ay nasa tulad na polidad na konektado ito sa mga totoong transistor sa totoong aparato. Ngunit, kung titingnan mo nang mabuti, lumiliko na ang kasalukuyang ay hindi dumadaan sa dalawang mga j-junksyon ng p-n, sa pamamagitan ng dalawang potensyal na hadlang: kahit gaano mo palitan ang polaridad ng boltahe, ang isa sa mga junctions ay dapat na nasa isang naka-lock, hindi pinangangasiwaan na estado. Kaya't sa ngayon iwanan ang lahat tulad ng ipinapakita sa figure at tingnan kung ano ang nangyayari doon.

Hindi makontrol ang kasalukuyang

Kapag binuksan mo ang kasalukuyang mapagkukunan, tulad ng ipinapakita sa figure, ang paglipat ng emitter-base (n-p) ay nasa bukas na estado at madaling mapasa ang mga electron sa direksyon mula sa kaliwa hanggang kanan. Pagkatapos nito ang mga electron ay mabangga sa isang saradong junction base emitter (p-n), na titigil sa kilusang ito, ang landas para sa mga electron ay sarado.

Ngunit, tulad ng dati at saanman, mayroong mga pagbubukod sa lahat ng mga patakaran: ang ilang mga napaka-maliksi na mga electron ay magagawang pagtagumpayan ang hadlang na ito sa ilalim ng impluwensya ng temperatura. Samakatuwid, kahit na ang isang hindi gaanong kahalagahan ng kasalukuyang may tulad na pagsasama ay magiging pa rin. Ang menor de edad na kasalukuyang ay tinatawag na paunang kasalukuyang o saturation kasalukuyang. Ang huling pangalan ay dahil sa ang katunayan na ang lahat ng mga libreng elektron na may kakayahang mapagtagumpayan ang potensyal na hadlang sa isang naibigay na temperatura ay lumahok sa pagbuo ng kasalukuyang ito.

Ang paunang kasalukuyang ay hindi mapigilan, magagamit ito para sa anumang transistor, ngunit sa parehong oras medyo hindi umaasa sa panlabas na boltahe. Kung ito, ang boltahe, ay nadagdagan nang malaki (sa loob ng makatuwirang saklaw na ipinahiwatig sa mga direktoryo), ang unang kasalukuyang ay hindi magbabago nang malaki. Ngunit ang thermal effect sa kasalukuyang ito ay napansin.

Ang isang karagdagang pagtaas sa temperatura ay nagdudulot ng pagtaas sa paunang kasalukuyang, na kung saan ay maaaring humantong sa karagdagang pag-init ng kantong pn. Ang nasabing therabilabilabilidad ay maaaring humantong sa pagkasira ng thermal, pagkawasak ng transistor. Samakatuwid, ang mga hakbang ay dapat gawin upang palamig ang mga transistor, at huwag mag-aplay ng matinding stress sa nakataas na temperatura.

Ngayon tandaan ang base

Ang pagsasama ng isang nakalawit na base transistor na inilarawan sa itaas ay hindi nalalapat saanman sa mga praktikal na mga scheme. Samakatuwid, ang Figure 5 ay nagpapakita ng tamang pagsasama ng transistor. Upang gawin ito, kinakailangan na mag-aplay ng ilang maliit na boltahe sa base na nauugnay sa emitter, at sa pasulong na direksyon (alalahanin ang diode, at muling tingnan ang Larawan 3).

Larawan 5

Kung sa kaso ng diode, ang lahat ay tila malinaw, - ang kasalukuyang binuksan at pinagdaan ito, kung gayon ang iba pang mga kaganapan ay nangyayari sa transistor. Sa ilalim ng pagkilos ng kasalukuyang emitter, ang mga electron ay dumadaloy sa base na may kondaktibo p mula sa emitter na may kondaktibiti n. Sa kasong ito, ang bahagi ng mga elektron ay pupunan ang mga butas na matatagpuan sa rehiyon ng base at isang hindi gaanong mahalagang kasalukuyang daloy sa base terminal - base kasalukuyang Ib. Ito ay kung saan dapat itong alalahanin na ang base ay payat at may ilang mga butas sa loob nito.

Ang natitirang mga electron, na walang sapat na mga butas sa manipis na base, sumugod sa kolektor at kukuha mula doon ng mas mataas na potensyal ng baterya ng Ek-e kolektor. Sa ilalim ng impluwensyang ito, ang mga elektron ay magtagumpay sa pangalawang potensyal na hadlang at babalik sa emitter sa pamamagitan ng baterya.

Kaya, ang isang maliit na boltahe na inilapat sa base-emitter junction ay nag-aambag sa pagbubukas ng base-collector junction na bias sa kabaligtaran ng direksyon. Sa totoo lang, ito ang epekto ng transistor.

Ito ay nananatiling isaalang-alang lamang kung paano ang "maliit na boltahe" na inilapat sa base ay nakakaapekto sa kasalukuyang kolektor, ano ang kanilang mga halaga at ratios. Ngunit tungkol sa kuwentong ito sa susunod na bahagi ng artikulo tungkol sa mga transistor.

Pagpapatuloy ng artikulo: Mga katangian ng Bipolar Transistors

Boris Aladyshkin

Comments

[#1]

Ang isang bagay sa mga numero sa partikular na 1 at 2 (ang iba pa ay hindi pa tumitingin) ay malinaw na hindi ang dapat na (paghusga sa mga link mula sa teksto)

[#2 Nadia]

Maraming salamat po. Sa huli ay nilinaw.

[#3]

Oo, at sa paunang kasalukuyang at saturation kasalukuyang pagkalito.