Kuidas transistor töötab: seade, klassifikatsioon ja töö lihtsas keeles

Igal aastal ilmub üha rohkem elektroonikaseadmeid ja need lähevad sageli katki. Remondile kulub palju raha, ulatudes mõnikord kuni 50 protsendini seadme maksumusest. Ja mis on tüütu, osa neist riketest saab ise parandada, kui on esialgsed teadmised transistori toimimisest. Miks ta? Kõige sagedamini ebaõnnestuvad transistorid.

Transistoride tüübid

Transistori töö mõistmise hõlbustamiseks peab teil olema sellest ettekujutus. See on pooljuht, mis näitab selle võimet juhtida voolu ühes ja mitte teises suunas. Nende omaduste saavutamiseks kasutatakse erinevaid tootmismeetodeid. Kõik need seadmed jagunevad oma töö iseloomu järgi kahte rühma:

1. bipolaarne
2. polaarne

Kuigi mõlemad kuuluvad samasse klassi – transistorid, on neis toimuvad protsessid väga erinevad.

Bipolaarne

Elektronide liikumist suletud ahelas nimetatakse elektrivooluks. Jämedalt öeldes, mida rohkem elektrone, seda suurem on vool. Kui aatom loovutab elektrone, saab see positiivselt laetud ja vastupidi, tõmmates ligi liigseid elektrone, saab see negatiivselt laetud.

Kui ränile ja germaaniumile lisatakse lisandeid, muutuvad need vajalikuks materjaliks, millest valmistatakse bipolaarseid transistore.

Nimetatakse bipolaarseid elektroonilisi seadmeid, mis koosnevad kahest, millel on erinevad kihtide laengud. Veelgi enam, kahel äärmisel on sama laeng. Positiivse laenguga kihti nimetatakse "p" ja negatiivseks "n". Sellega seoses eristatakse järgmisi tüüpe:

• p-n-p
• n-p-n

Nende kihtide vahelist piiri nimetatakse üleminekuks.. Siseala, mis on eraldatud kahe üleminekuga, nimetatakse baasiks. Neid kahte välimist piirkonda nimetatakse emitteriks ja kollektoriks. Monokristall on valmistatud nii, et üks välimine piirkond kannab energiakandjaid alusele ja seda nimetatakse emitteriks. Teine välimine ala võtab need kandjad ja seda nimetatakse kogujaks.

Elektriskeemil on bipolaarne transistor tähistatud ringi kujul, mille sisse on tõmmatud kriips ja sellele sobivad kolm sirget joont. Üks sobib 90 kraadise nurga all ja tähistab alust, ülejäänud kaks on kallutatud. Noolega üks tähistab emitterit, teine ​​kollektorit. Seadmel endal on tavaliselt kolm nendele aladele vastavat juhet.

Väli

Teist tüüpi nimetatakse väljaks või unipolaarseks. Erinevalt bipolaarsest pn-ristmikust töötab see erinevalt. Selle monokristallil on homogeenne koostis. Kanal, mille kaudu energiakandjad liiguvad, võib olla auk või elektrooniline. Avakandjas on positiivse laenguga statsionaarsed ioonid, elektronkandjas - negatiivselt laetud. Need kanalid on tähistatud ka vastavalt tähtedega "p" ja "n".

Selle kanali ümber ja peaaegu kogu pikkuses süstitakse ja implanteeritakse vastupidise polaarsusega ioone. Seda ala nimetatakse väravaks ja see reguleerib kanali juhtivust. Kanali serva, mille kaudu laetud osakesed kristalli sisenevad, nimetatakse allikaks ja mille kaudu nad lahkuvad, äravooluks.

Elektriliste omaduste parandamiseks lisati metallkanali ja värava vahele dielektrik. Kui klassifitseerime transistorid struktuuri järgi, saab eristada kahte perekonda:

• МДП (nende hulka kuuluvad MOS - metalloksiidjuht)
• JGBT

МДП tähistab metall-dielektrik-juhti. See on väli. Uus JGBT transistor ühendab endas bipolaarse transistori eelised, kuid sellel on isoleeritud pais.

Tööpõhimõte

Üks keerukatest raadioelementidest on transistor. Selle tööpõhimõte on järgmine:

• reguleerimine
• kasu
• põlvkond

Bipolaarsed on võimsamad ja võivad töötada kõrgematel sagedustel. Kui aga vajate laia valikut võimendust, siis ilma välivõimenduseta ei saa.

Välitööd

Vaatame, kuidas transistor töötab. Algajatel raadioamatööridel on raske kõiki neid üleminekuid mõtestada. Transistori tööpõhimõtte lihtsaks näitamiseks pöörame tähelepanu järgmisele näitele..

Klapi tüüpi veekraan on võimeline väga sujuvalt muutma veesurvet. See saavutatakse ava järkjärgulise muutmisega. Samal põhimõttel toimib ka väljatransistori töö.

Luuk ümbritseb läbikäiku. Kui sellele rakendatakse blokeerivat pinget, pigistab elektriväli läbipääsu, vähendades seeläbi laetud osakeste voolu. Nagu ka klapi sulgemisel, on vaja rakendada väikest jõudu ja katiku võimsus on põhikanaliga võrreldes väga väike. Sarnasus seisneb ka selles, et paisupinge väikeste muutuste korral muutub ebaoluliselt ka läbipääsu ristlõige.

Kuidas bipolaarne toimib

Bipolaarse seadme töö erineb mõnevõrra välja tööst. Esiteks erineb laetud osakeste liikumise kontrollimise meetod. Väljas kasutatakse elektrivälja, bipolaarses voolu aluse ja emitteri vahel.

Sõltuvalt seadme tüübist suunatakse skeemil emitteri nool kas alusele, siis on see p-n-p tüüpi, või aluselt, siis on see n-p-n. Kui nende klemmidega on ühendatud samanimeline pinge ("p" on ühendatud "+" ja "n" on ühendatud "-"), tekib emitteri baasahelas vool. Laengukandjaid tekib baasi rohkem ja mida rohkem on laengukandjaid, seda suurem on vool selles vooluringis.

Kollektorile rakendatakse pöördpinge, st. "-" on ühendatud "p"-ga ja "+" on ühendatud "n-ga". Kuna emitteri ja kollektori vahel tekib potentsiaalide erinevus, tekib nende klemmide vahele vool. Seda rohkem, seda rohkem on laengukandjaid baasis.

Kui emitteri ja alusega on ühendatud vastupidise märgiga toiteallikas, siis vool peatub, transistor lülitub välja. Mis aitab teil paremini mõista transistori tööd? Mannekeenidel on oluline mõista üht tõde. Kui emitteri-aluse ristmik on avatud (alalispinge on rakendatud), on seade ise avatud, vastasel juhul on see suletud.

Ettevaatusabinõud

Väljatransistorid on ülitundlikud ülepinge suhtes. Nendega töötades tuleb vältida staatilise pingega löömise võimalust. Seda saab saavutada maandatud randmerihma kandmisega. Analoogi valimisel on oluline arvestada mitte ainult tööpingega, vaid ka lubatud vooluga. Ja kui seade töötab sagedusrežiimis, siis selle sagedus.