Использование транзисторов. Применение транзисторов в электронике и электротехнике: от усилителей до источников питания — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Каковы основные области применения транзисторов в современной электронике и электротехнике. Как используются транзисторы в усилителях, источниках питания, цифровых схемах. Какие преимущества дает применение транзисторов в различных устройствах.

Содержание

Основные области применения транзисторов

Транзисторы являются одним из ключевых элементов современной электроники и электротехники. Эти полупроводниковые приборы нашли широчайшее применение в различных устройствах и системах благодаря своим уникальным свойствам. Рассмотрим основные области, где активно используются транзисторы:

Усилители сигналов
Источники питания
Цифровые схемы
Регуляторы и стабилизаторы напряжения
Генераторы сигналов
Преобразователи частоты

Применение транзисторов в усилителях

Одной из важнейших областей применения транзисторов являются усилители электрических сигналов. Благодаря способности управлять большим током с помощью малого управляющего тока, транзисторы позволяют создавать эффективные усилители для различных целей:

Усилители звуковой частоты в аудиотехнике
Усилители радиочастоты в радиоприемниках и передатчиках
Операционные усилители в измерительной технике
Видеоусилители в телевизорах и мониторах

Как работает транзисторный усилитель. При подаче слабого входного сигнала на базу транзистора, он управляет значительно большим током в цепи коллектора. За счет этого происходит усиление сигнала по току, напряжению и мощности.

Использование транзисторов в источниках питания

Транзисторы широко применяются в различных схемах источников питания электронной аппаратуры:

Линейные стабилизаторы напряжения
Импульсные преобразователи напряжения
Инверторы
Преобразователи постоянного напряжения в переменное

Какие функции выполняют транзисторы в источниках питания. В линейных стабилизаторах транзистор работает в активном режиме, регулируя падение напряжения для поддержания стабильного выходного напряжения. В импульсных преобразователях транзисторы работают в ключевом режиме, осуществляя высокочастотную коммутацию.

Применение транзисторов в цифровых схемах

Транзисторы являются основой для построения цифровых логических элементов и интегральных микросхем:

Логические вентили (И, ИЛИ, НЕ и др.)
Триггеры и регистры
Счетчики
Микропроцессоры и микроконтроллеры
Микросхемы памяти

Как используются транзисторы в цифровых схемах. В цифровых устройствах транзисторы работают в ключевом режиме — полностью открыты или закрыты. Это позволяет реализовывать логические функции и хранение двоичной информации.

Транзисторы в регуляторах и стабилизаторах напряжения

Важной областью применения транзисторов являются различные схемы регулирования и стабилизации напряжения:

Линейные стабилизаторы напряжения
Импульсные стабилизаторы
Регуляторы освещения
Источники опорного напряжения

Принцип работы транзисторных регуляторов. В таких схемах транзистор выполняет роль регулирующего элемента, изменяя свое сопротивление в зависимости от входного сигнала и обеспечивая стабилизацию или регулировку выходного напряжения.

Применение транзисторов в генераторах

Транзисторы широко используются для построения различных генераторов электрических сигналов:

Генераторы синусоидальных колебаний
Генераторы прямоугольных импульсов
Генераторы пилообразного напряжения
Генераторы шума

Как работают транзисторные генераторы. В генераторах транзистор обеспечивает усиление сигнала, а цепь положительной обратной связи поддерживает незатухающие колебания на заданной частоте.

Использование транзисторов в преобразователях частоты

Транзисторы применяются в различных схемах для преобразования частоты сигналов:

Смесители в радиоприемниках
Умножители частоты
Делители частоты
Преобразователи частоты в измерительной технике

Принцип работы транзисторных преобразователей частоты. За счет нелинейных свойств транзистора происходит смешение или умножение частот входных сигналов, что позволяет получать сигналы новых частот.

Преимущества применения транзисторов

Использование транзисторов в электронных устройствах дает ряд важных преимуществ:

Высокий КПД
Малые габариты и вес
Низкое энергопотребление
Высокое быстродействие
Большой срок службы
Низкая стоимость при массовом производстве

Благодаря этим преимуществам транзисторы позволили создать компактную и экономичную электронную аппаратуру, которая прочно вошла в нашу повседневную жизнь.

Заключение

Транзисторы произвели настоящую революцию в электронике и электротехнике. Эти универсальные полупроводниковые приборы нашли применение практически во всех областях — от бытовой техники до промышленного оборудования и систем связи. Понимание принципов работы и областей применения транзисторов является важной основой для изучения современной электроники.

Использование — транзистор — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Cтраница 2

Разрешается использование транзисторов в схемах кадровой развертки телевизоров при ТиЮ МС, Q 2, / Кишахг З А. [16]

Запрещается использование транзисторов без теплоотвода. [17]

Допускается использование транзисторов в диапазоне частот 10 МГц — 2 ГГц в усилителях и генераторах мощности при напряжении питания не более 10 В. [18]

Разрешается использование транзисторов в схемах кадровой развертки телевизоров при Q 2, т 10 мс и к и ЗА. [19]

Выходные ( а и входные ( б характеристики биполярного транзистора. [20]

Для использования транзисторов необходимо представление сведений о них в виде характеристик и параметров, которые позволяют правильно выбрать транзистор и определить режимы его работы. [21]

Однако использование транзисторов имеет и недостатки: большой разброс параметров, зависимость их от температуры, режима работы и частоты, инерционность переключения с прямого хода на обратный и др. Но более высокая надежность, больший срок службы, значительная экономия потребляемой мощности и портативность — это несомненные достоинства транзисторных схем. Обычно транзисторы включают по схеме с общим эмиттером, так как эта схема позволяет получать большее усиление по мощности. [22]

Однако использование транзисторов

в схемах ультразвуковых генераторов требует учета ряда особенностей. [23]

Для использования транзистора в предельных электрических режимах необходимо знать его предельные токи, напряжения и мощности в различных схемах включения и условиях применения. Предельные данные транзистора делятся на максимальные и минимальные. [24]

Однако использование транзистора при таких больших токах не имеет смысла, поскольку его коэффициент усиления по току становится меньше единицы при токах на порядок меньше тех, которые выдерживает транзистор. Как следует из табл. 6Д снижение тока в импульсе резко снижает вероятность воздействия на транзистор трудноучитываемых причин. [25]

Выходные ( а и входные ( б характеристики биполярного транзистора. [26]

Разрешается использование транзисторов в схемах кадровой развертки телевизоров при Q 2, ти 10 мс и / к ЗА. [28]

Попытки использования транзисторов в лавинном режиме не всегда оказываются удачными. В некоторых типах транзисторов преимущества лавинного режима реализуются далеко не полностью. [29]

Предел использования транзисторов определяется либо током коллектора, либо током базы. [30]

Страницы: 1 2 3 4

Применение транзисторов на нитриде галлия в электроэнергетике | Публикации

Нитрид галлия — полупроводниковый материал, из которого изготавливается большинство типов современных светодиодов. Также изделия из него применяются в базовых станциях мобильной связи. Но недавно для нитрида галлия открылось новое применение — из него изготавливают силовые транзисторы, применяемые в альтернативной энергетике, электротранспорте и даже в бытовых зарядных устройствах.

Важной характеристикой любого полупроводника является ширина запрещенной зоны. Что означает этот показатель и как он связан с применением приборов из данного материала в энергетике?

Различают две зоны, в которых могут находиться энергетические уровни электронов в полупроводниковых материалах, — валентную или проводимости. Эти зоны не пересекаются, промежуток между ними именуется запрещенной зоной. Энергетические уровни, находящиеся там, не могут заниматься электронами. Наличие запрещенной зоны — характерная особенность не только полупроводников, но и диэлектриков (у проводников зоны валентности и проводимости смыкаются). Ширина запрещенной зоны измеряется в электрон-вольтах (эВ). Принято считать, что, если данный показатель у материала меньше 5 эВ, то перед нами полупроводник, в противном случае — диэлектрик.

Самый распространенный на сегодняшний день полупроводник из используемых в электронике — кремний. У него ширина запрещенной зоны составляет 1,12 эВ. Но сейчас специалистов больше интересуют полупроводники с шириной запрещенной зоны более 2 эВ (иначе именуемые широкозонными), они лучше подходят для применений, связанных с коммутацией больших токов и напряжений. Причина такого интереса заключается в следующем. Чем выше температура, тем активнее электроны самопроизвольно переходят с одного энергетического уровня на другой. При этом чем шире запрещенная зона, тем ниже вероятность такого перехода. В итоге чем больше ширина запрещенной зоны полупроводника, тем, в общем случае, больше максимально допустимая температура для изделий на его основе и тем меньше ток утечки.

Если представить МОП-транзистор в виде коммутатора (а именно в таком качестве он применяется в электроэнергетике), то при использовании для его изготовления широкозонных полупроводников сопротивление ключа в разомкнутом состоянии будет очень большим (порядка десятков МОм). И это сопротивление будет слабо зависеть от нагрева, неизбежного при коммутации значительных токов. Параметры наиболее часто используемых сейчас в электронике полупроводниковых материалов приведены в таблице.

Параметры полупроводников, используемых для производства транзисторов

В [Л] мы уже рассказывали о транзисторах, изготавливаемых из карбида кремния (SiC), относящегося к категории широкозонных полупроводников. В то же время наряду с ним в силовое оборудование стали внедрять транзисторы на нитриде галлия (GaN). В чем-то эти транзисторы конкурируют с решениями на основе SiC, в чем-то эти две ветви развития электроники занимают свои ниши.

В качестве материала для изготовления транзисторов нитрид галлия известен с 90-х годов. Но для транзисторов, применяемых в электро-энергетическом оборудовании, его интенсивное внедрение началось примерно в 2018 г. Это связано с развитием электромобилей и солнечной генерации. Среди компаний, выпускающих силовые транзисторы на нитриде галлия, — GaN Systems (Канада), EPC (Тайвань), Infineon (Германия), Nexperia (Нидерланды) и многие другие.

Работа в режиме насыщения

В установках электропитания обычно применяют МОП-транзисторы (аббревиатура расшифровывается как «металл-окисел-полупроводник», за рубежом применяется термин MOSFET), работающие в качестве ключей, прерывающих ток. При этом транзистор в процессе работы в идеале должен находиться только в одном из двух режимов — отсечки или насыщения.

Корпус транзистора GaN Systems GS66516T, способного выдерживать напряжение до 650 В и ток до 60 А, в сравнении с корпусом кремниевого прибораКомпактное зарядное устройство мощностью 100 Вт на GaN-транзисторах

В режиме отсечки ток прерывается, сопротивление между истоком и стоком составляет десятки МОм. При этом транзистор подобен выключателю с разомкнутыми контактами. Режим насыщения — это когда напряжение между истоком и стоком практически не зависит от силы тока, протекающего через транзистор. Сопротивление при этом можно считать близким к нулю, то есть транзистор в режиме насыщения подобен выключателю с замкнутыми контактами. В обоих указанных режимах мощность, рассеиваемая на транзисторе, очень мала и не вызывает его значительного нагрева.

Помимо режимов отсечки и насыщения у МОП-транзистора есть еще и третий режим — активный (иначе называемый линейным). В этом режиме наблюдается зависимость между напряжением сток-исток и током через канал транзистора, близкая к линейной. В активном режиме происходит рассеивание мощности, сопоставимое с мощностью нагрузки, в результате происходит нагрев полупроводникового прибора и потери электроэнергии.

Переход из режима отсечки в режим насыщения и обратно у реально существующих МОП-транзисторов всегда происходит через активный режим. Это связано с конечным быстродействием полупроводниковых приборов. После того, как транзистор «получил команду» выйти из режима насыщения, какое-то время требуется на рассасывание носителей заряда из канала.

Задача заключается в увеличении скорости рассасывания зарядов. Чем она выше, тем короче промежуток, в течение которого транзистор работает в активном режиме, нерационально тратя электроэнергию на нагрев. Уменьшить данный параметр можно двумя способами. Во-первых, уменьшить размеры кристалла. И во-вторых, применить полупроводниковый материал с большей подвижностью электронов. Оба способа можно применять как по отдельности, так и вместе. Например, силовые транзисторы на основе SiC могут иметь меньшее время рассасывания по сравнению с аналогичными кремниевыми, хотя подвижность зарядов в карбиде кремния ниже, чем в чистом кремнии. Дело в том, что высокая тепловая устойчивость SiC позволяет изготавливать кристаллы меньших размеров, чем у приборов из чистого кремния, при той же номинальной мощности.

А если выбрать материал с большей подвижностью зарядов? Обратимся к таблице, где сравниваются параметры полупроводниковых материалов. Рекордсменом по подвижности электронов является арсенид галлия (GaAs). Но он для силовой электроники неприменим из-за низкой теплопроводности (почти в 3 раза ниже, чем у кремния), что затрудняет отвод тепла от кристалла. К тому же GaAs не является широкозонным полупроводником.

Инвертер компании Transphorm на GaN мощностью 3,5 кВт, работающий на частоте 100 кГц

В то же время GaN сочетает в себе как высокую подвижность электронов, так и хорошую устойчивость к нагреву. По ширине запрещенной зоны этот материал даже немного превосходит карбид кремния. Таким образом, уменьшить время насыщения можно как за счет увеличения подвижности зарядов, так и за счет уменьшения размеров кристалла.

Скорость рассасывания зарядов для мощного GaN-транзистора, изготовленного по технологии E-HEMТ, составляет около 6 Кл/с против 0,6 Кл/с у SiC-транзистора и примерно 0,2 Кл/с у типичного кремниевого IGBT.

Управление GaN-транзисторами

Подобно кремниевым собратьям, МОП-транзисторы из нитрида галлия бывают нормально открытыми и нормально закрытыми. Нормально открытый вариант — когда при нулевом напряжении на затворе транзистора он полностью открыт, а для закрытия требуется подать отрицательное управляющее напряжение. Нормально закрытый вариант — при нулевом напряжении на затворе транзистор закрыт, для открытия подается положительное напряжение. Применительно к GaN нормально закрытые приборы считаются более продвинутым вариантом. Напряжение открытия для GaN-транзисторов составляет 6 В.

Российское производство
В России госкорпорация «Ростех» серийно выпускает мощные GaN-транзисторы, но они предназначены не для электроэнергетики, а для передатчиков базовых станций мобильной связи. Силовые транзисторы на нитриде галлия имеют иную конструкцию, такие отечественные изделия еще находятся в стадии разработки, которыми занимаются НИИ Микроэлектроники, г. Воронеж (входит в состав «Ростеха»), а также компания «Миландр», г. Москва

Для сравнения, большинство транзисторов на основе SiC требуют сигналы как положительной, так и отрицательной полярностей. Для открытия такого транзистора на затвор требуется подать напряжение от 20 до 25 В относительно истока. А вот закрытие, т. е. переход в режим отсечки, потребует подать на затвор напряжение -5 В. В итоге драйвер — узел, управляющий мощным транзистором, — для SiC получается сложным, дорогим и громоздким. В ноябре 2020 г. американская компания UnitedSiC начала серийный выпуск четвертого поколения МОП-транзисторов из карбида кремния, у которых напряжение открытия составляет +12 В, а напряжение закрытия равно нулю. Но такие транзисторы по ряду причин на момент написания статьи все еще не получили широкого распространения. Заметим, что даже силовые МОП-транзисторы из кремния требуют для открытия напряжения не менее 10 В, а у GaN-транзисторов это значение меньше. В итоге драйвер получается более дешевым и компактным, что является важным преимуществом по сравнению с SiC. Еще одна особенность — в отличие от МОП-транзисторов, выполненных из других материалов, напряжение открытия приборов из GaN очень слабо зависит от температуры кристалла. Поэтому сложные цепи температурной компенсации в драйвере не требуются.

Преимущества и недостатки GaN

Помимо более простого принципа управления, силовые GaN-транзисторы при развертывании их массового производства могут оказаться более технологичными по сравнению с SiC-приборами. Производство самого нитрида галлия уже хорошо освоено на примере светодиодов. Кроме этого, подложка SiC-транзисторов выполнена, как правило, из искусственного сапфира. А для GaN-приборов в качестве подложки используется обычный кремний.

К недостаткам транзисторов на GaN можно отнести меньшее рабочее напряжение. Так, массово выпускаемые транзисторы из нитрида галлия могут переключать напряжение до 650 В. Небольшими партиями выпускаются приборы на 1200 В. В то же время SiC-транзисторы массово производятся на напряжение до 3000 В, опытные образцы могут выдерживать до 15 кВ.

Теплопроводность GaN на 15 % меньше, чем у кремния, и почти в 4 раза ниже, чем у карбида кремния. Это означает, что в случае перегрева быстро отвести лишнее тепло от кристалла становится проблематичным.

Перспективным приложением для нитрид-галлиевых транзисторов являются электромобили

Поэтому транзисторы на основе GaN хуже выдерживают перегрузки, чем конкуренты, изготовленные из карбида кремния.

Применение

Основное использование GaN-транзисторов — всевозможные инверторы, а также преобразователи напряжения (в том числе типа DC-DC). Высокое быстродействие позволяет серийно производить мощные инверторы, работающие на частоте до 250 кГц. Известны опытные образцы таких инверторов, работающих на частоте 1 МГц. Для сравнения, инверторы на кремниевых транзисторах работают на частотах до 50 кГц, SiC — до 150 кГц. Чем выше частота, тем компактнее инвертор, поскольку уменьшаются размеры трансформаторов и дросселей. Поэтому GaN-транзисторам прогнозируют большое будущее в электромобилях.

Также GaN-приборы удобны для использования в солнечных электростанциях, устанавливаемых в частных домах. Компактный инвертор может быть размещен в непосредственной близости от солнечных панелей, установленных на крыше.

Наиболее известное бытовое применение силовых GaN-транзисторов — зарядное устройство, по размерам похожее на такой прибор для смартфонов, мощности которого (до 100 Вт) хватает и для зарядки ноутбука.

Уменьшение размеров преобразователя напряжения при использовании GaN относительно решений на SiC можно оценить в 1,5–2 раза, относительно чистого кремния — в 2–3 раза.

Выводы

Главное преимущество GaN-транзисторов — компактность аппаратуры, построенной с их использованием. Поэтому они найдут свое применение в электромобилях и устройствах индивидуального пользования (солнечные панели, накопители энергии, зарядные устройства). Также возможны корпоративные применения там, где оборудование для электропитания должно быть встроено в жестко заданные объемы (базовые станции мобильной связи, зарядные станции для электромобилей, системы управления трехфазными электродвигателями).

На объектах сетевой инфраструктуры, на крупных электростанциях, работающих от солнца и ветра, все же более подходящими являются транзисторы на карбиде кремния из-за их лучшей устойчивости к перегрузкам. Это разделение областей применения между двумя полупроводниковыми материалами вряд ли изменится под действием технического прогресса, поскольку в основе его лежат физические свойства материалов. При этом более простые в управлении GaN-транзисторы потенциально смогут найти применение и в нише, занимаемой сейчас кремниевой электроникой.

#GaNтранзистор #полупроводник #СиловойТранзистор #АльтернативнаяЭнергетика #микроэлектроника #ЭР

Источник: Алексей Дубневский, журнал «Электротехнический рынок» № 2 (104), 2022 год

Применение транзисторов в повседневной жизни

Распространяйте любовь

Здесь мы знаем о применениях транзистора в повседневной жизни . Транзистор представляет собой полупроводниковое устройство с тремя выводами и устройство, управляемое током. Здесь мы

перечисляем все области применения транзистора . Транзистор в основном используется для усиления слабого электрического сигнала и полезен в усилительных цепях.

Содержимое

1 Каково применение транзисторов в повседневной жизни?
- 1.1 Использование транзистора в качестве переключателя:
- 1.2 Использование транзистора в качестве усилителя:
- 1.3 Почему транзисторы используются в повседневной жизни?
- 1. 4 Резюме:
  - 1.4.1 Ознакомьтесь с некоторыми актуальными статьями –

Транзистор представляет собой полупроводниковое устройство и используется для регулирования тока или напряжения питания. Его можно использовать в качестве переключателя в электрических цепях, а также использовать в качестве усилителя. Итак, здесь мы разберем для вас основные области применения транзистора.

Здесь мы перечисляем области применения транзисторов. (практическое применение транзисторов) :

1. Транзисторы применяются в цифровых и аналоговых схемах в качестве переключателей.

2. использование в устройствах усилителя сигнала

3. Сотовые телефоны будут одним из наиболее широко используемых применений транзисторов. В каждом сотовом телефоне используется транзисторный усилитель.

4. Использование в регуляторах мощности и контроллерах

5. В современной электронике ИС используется почти во всех приложениях электроники. Транзисторы используются при создании некоторых интегральных схем (ИС).

6. Микропроцессор включает в себя более миллиарда транзисторов в каждой микросхеме.

7. Транзисторы используются практически во всех электронных устройствах, от печей до компьютеров и от кардиостимуляторов до самолетов.

8. В калькуляторах, компьютерах, радиоприемниках, а также в слуховых аппаратах, во всех бытовых устройствах, требующих хорошего качества звука (поскольку транзисторы часто используются в усилительных цепях) способности в радарах и портативных рациях.

10. Пары транзисторов Дарлингтона часто используются в сенсорных и светочувствительных устройствах.

11. Радиационно-стойкий транзистор часто используется в спутниках и других аэрокосмических устройствах.

После краткого знакомства с повседневным использованием транзисторов мы подробно рассмотрим некоторые важные области применения транзисторов:

Использование транзисторов в качестве переключателей:

В большинстве приложений транзисторы используются в качестве переключателей в цепях. Если электронная схема использует транзистор в качестве переключателя, то для смещения транзистора используется либо PNP-транзистор, либо NPN-транзистор, что мы должны увидеть. Транзистор в основном работал в трех разных режимах,

активная область,

область насыщения,

и область отсечки.

транзистор работает как усилитель только в активной области. Две другие рабочие области транзистора , область насыщения и область отсечки , использовались для работы транзисторного переключателя. Транзистор работает как переключатель только в этих двух рабочих областях.

Когда мы подаем напряжение на базу транзистора, выполняется операция переключения. Когда напряжение (В _в > 0,7 В) прикладывается между выводами базы и эмиттера транзистора, тогда напряжение между коллектором и эмиттером ( Vce ) приблизительно равно 0. Таким образом, транзистор действует как короткое замыкание, и мы можем сказать, что транзистор находится в состоянии ВЫКЛ. . Коллекторный ток протекает через транзистор.

Аналогичным образом, когда на клеммы базы и эмиттера не подается напряжение или нулевое напряжение (Vin = 0 В), транзистор работает в области отсечки и действует как разомкнутая цепь. В этом случае коммутационная нагрузка (в данном случае светодиодная лампа) подключается к стороне выхода с опорной точкой. Таким образом, когда транзистор включен, ток будет течь через нагрузку или светодиод на землю.

Читайте также – Применение MOSFET

Транзистор в качестве усилителя:

Транзисторные схемы используются в качестве схемы усилителя. В предыдущей статье мы подробно обсуждаем схему транзисторного усилителя и как работает транзисторный усилитель?.

Если вы не читали, рекомендуем прочитать – Транзисторная схема в качестве усилителя

Почему транзисторы используются в повседневной жизни?

Раньше электронные лампы использовались для тех же целей, но после изобретения транзистора транзисторы стали использоваться практически во всех приложениях малой мощности. Из-за транзистора размер ИС уменьшился. Транзистор имеет следующие краткие преимущества для использования в некоторых практических приложениях:

Меньший размер, поэтому требуется меньше места в устройстве
Коэффициент усиления по высокому напряжению
Для работы требуется низкое напряжение питания
Нет проблем с нагревом во время работы
Твердотельное устройство Итак, они механически настолько прочны.
Благодаря использованию транзистора в ИС размер производимой ИС настолько мал, что ее можно легко переносить.

Читайте также – Применение полупроводников

Резюме :

Транзистор является основным полупроводниковым устройством, которое используется для регулирования тока и напряжения в небольших электронных схемах. Транзисторы используются во многих схемах усиления для усиления слабых сигналов. В наши дни они используются почти во всех электронных устройствах. Сотовые телефоны содержат транзисторную схему в качестве схемы усиления звука.

Транзисторы настолько малы по размеру, что размеры современных микросхем уменьшились, и мы получили выгоду. Они также используются в некоторых аэрокосмических приложениях. Так что одной строкой можно сказать, что благодаря изобретению транзистора возможна современная электроника. надеюсь, вы понимаете применение транзистора в повседневной жизни и повседневное использование транзистора.

Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные с этой темой, не стесняйтесь задавать их в комментариях. Спасибо.

источник изображения – www.electronicshub.org

Ознакомьтесь с некоторыми актуальными статьями –

Применение шунтирующих двигателей постоянного тока

отсутствие приложения для школы

Распространите любовь

Теги: применение транзистора в повседневной жизни, повседневное использование транзисторов, список применений транзистора , практическое применение транзисторов

Транзистор

против резистора: в чем разница?

В электронике часто путают термины или жаргон, особенно когда речь идет о транзисторах и резисторах.

Однако проблема заключается не только в том, как мы их назвали. Именно их функции могут сбить с толку новичков. У нас есть полный список всех компонентов печатных плат на нашем веб-сайте. Однако мы подумали, что пришло время дать подробное объяснение различий между этими транзисторами и резисторами, чтобы прояснить любую путаницу.

К концу этого руководства вы должны иметь полное представление о функциях этих компонентов, а также о том, как вы можете использовать их в своем следующем проекте по электронике. Без лишних слов…

Что такое транзистор?

Транзисторы

Транзисторы — одно из самых значительных изобретений прошлого века. Название «транзистор» представляет собой сочетание слов «транзистор против резистора». Это электронный компонент, встречающийся в различных схемах, и мы используем его для усиления или переключения электронных сигналов и электроэнергии. В основном мы используем транзисторы в интегральных схемах. Однако нередко их можно получить для использования во внешней цепи.

На рынке доступно множество различных транзисторов. Каждый транзистор имеет свой электронный символ. Наиболее распространенные типы транзисторов:

Биполярные транзисторы (BJT)
Полевые транзисторы (FET)
Однопереходные транзисторы (UJT)

Транзисторы, как и светодиоды, являются полупроводниковыми устройствами. Как таковые, они обычно содержат кремний. Однако небольшой процент может содержать и германий.

Транзистор против резистора — как работают транзисторы?

Коллекция транзисторов

Хотя существует множество различных типов транзисторов, в этом разделе руководства мы сосредоточимся на транзисторах с биполярным переходом, поскольку они являются одними из наиболее распространенных. Обычно существует два типа биполярных транзисторов — NPN и PNP . Соответственно, каждому типу соответствует свой электронный символ.

n–p–n и p–n–p биполярный транзистор

Изменение свойств полупроводникового прибора транзистора является первым этапом его изготовления. Мы делаем это, вводя примеси в структуру. Название этого процесса изменения проводимости — допинг . Участки P более положительные в NPN или PNP транзисторе, а участки N более отрицательные.

Из приведенного выше рисунка видно, что каждая часть BJT подключается к терминалу. На самом деле у каждого терминала есть имя, иллюстрирующее его функцию.

Символ транзистора NPN и PNP

Названия: Излучатель (E) , База (E) и Коллектор (C) . В символе транзистора стрелка всегда является частью соединения эмиттер/база. Вы можете определить тип (NPN или PNP) транзистора по тому, куда указывают стрелки. NPN требует положительного напряжения на базу, а PNP требует отрицательного напряжения. Это связано с тем, что мы присыпаем NPN-транзисторы отрицательным зарядом, а PNP-транзисторы — положительным зарядом.

Легирование включает не только добавление электронов. Это также связано с удалением или отсутствием электронов.

Транзистор и резистор. Функции транзистора

Одной из основных функций транзистора является усиление. Он может принимать небольшое напряжение и преобразовывать его в большее. Кроме того, он также может выполнять передачу сопротивления и действовать как простой переключатель. Следовательно, это делает его очень полезным в промышленных приложениях.

Переключающая часть транзистора находится между коллектором и эмиттером. Изменение напряжения между базой и эмиттером — это то, что активирует или деактивирует переключатель. Например, если входное напряжение равно 0 В, переключатель разомкнется, а выходное напряжение, скорее всего, будет +10 В. Однако, если на вход подается +10 В, переключатель замкнется, эффективное сопротивление будет равно нулю, а на выходе будет 0 В.

Транзистор и резистор — что такое резистор?

синий резисторы в ряду

Резисторы являются одними из самых распространенных электронных компонентов. Мы используем их на различных электронных устройствах. Чтобы понять резисторов , мы должны сначала понять, что такое проводников . Любое вещество, позволяющее электричеству течь через себя, называется проводником . Некоторые материалы проводят электричество лучше, чем другие, например, металлы.

И наоборот, некоторые материалы плохо пропускают электричество. Таким образом, эти материалы будут сопротивляться электрическому потоку и создавать сопротивление. Таким образом, чем выше значение эффективного сопротивления материала, тем меньший ток или электрический заряд будет протекать через него.

Мы используем эти изоляционные или непроводящие материалы для изготовления резисторов. Как правило, резистор представляет собой пассивный компонент с двумя контактами.

Поскольку большинство резисторов пассивны, ориентация, которую мы размещаем в электронной схеме, не влияет на их эффективность.

Резисторы на печатной плате

Короче говоря, резисторы предназначены для сопротивления протеканию тока в электронной цепи. Кроме того, мы также можем использовать их для регулировки интенсивности сигналов и разделения напряжений.

Электрическое сопротивление — это измерение, которое показывает нам, насколько трудно или легко электрический ток может проходить через проводник. Мы измеряем это начальное сопротивление в том, что мы называем омами.

Таким образом, мы можем понять разницу между транзистором и резистором, взглянув на приведенные выше объяснения. В то время как резисторы и проводники могут быть противоположностями, транзистор и резистор — нет. По сути, транзисторы представляют собой смесь проводников и резисторов.

Но резисторы могут иметь степени сопротивления. На самом деле, некоторые резисторы позволяют регулировать величину сопротивления. Они известны как переменные резисторы. Но чем они отличаются от транзисторов? Мы расскажем об этом в следующем разделе.

В чем разница между переменными резисторами и транзисторами?

Транзистор и резистор. Что такое переменный резистор?

Основная функция резистора — препятствовать протеканию тока в электронной цепи и создавать падение напряжения. Как следует из названия, переменный резистор может изменять уровень, на котором он препятствует протеканию тока. Электронный символ переменного резистора представляет собой прямоугольник/прямоугольник с диагональной стрелкой, проходящей через него.

символ переменного транзистора

Переменный транзистор состоит из пути и двух выводов.

Различия между транзистором и переменным резистором по принципу работы?

Переменный резистор

Следует помнить, что резистор является линейным устройством. И наоборот, транзисторы являются нелинейными компонентами. Это может быть очевидным из их функций. Транзистор может выступать как в качестве переключателя (резистора), так и в качестве усилителя. И наоборот, резистор имеет одну основную функцию.

Однако ключевое сходство между переменным резистором и транзистором заключается в том, что сопротивление между током коллектора и током эмиттера является переменным.

Представьте простую схему, состоящую из одной лампочки, батареи и переменного резистора. Поворачивая регулятор или сдвигая резистор, вы либо увеличиваете, либо уменьшаете интенсивность выходного тока на лампу. Лампа будет либо тускнеть, когда вы увеличиваете сопротивление, либо ярче, когда вы его уменьшаете.

Транзистор и резистор — различия в использовании

Существует три различных типа переменных резисторов: потенциометр, подстроечный резистор и реостат. В принципе, все они работают одинаково с небольшими отличиями. Чтобы понять ключевые различия между транзисторами и переменными резисторами, нам нужно изучить, где и как мы используем переменные резисторы.

Потенциометр: что это такое и как его использовать?

Значок потенциометра в электронных схемах

Потенциометр представляет собой обычный трехконтактный переменный резистор. Потенциометр имеет три различных точки подключения (клеммы). Они состоят из циферблата или ползунка, который позволяет изменять сопротивление между двумя соединениями. Точки подключения допускают различные конфигурации.

Например, вы можете подключить свою электронную схему ко второй клемме (вход) и третьей клемме (выход). Это позволит использовать его как обычный переменный резистор. Однако вы можете подключить все три клеммы и использовать потенциометр в качестве делителя напряжения. Мы часто используем потенциометры в схемах как диммеры для светодиодов или других ярких источников света.

Транзистор против резистора – Trimpot: что это такое и как мы его используем?

Тримпот на белом фоне

Вы можете слышать, что кто-то называет потенциометры потенциометрами. Подстроечный резистор — это более сжатая версия потенциометра. Отсюда и его название – тримпот (триммерный потенциометр). Вы также можете называть их предустановленными резисторами. Вам понадобится отвертка, чтобы отрегулировать сопротивление на них, так как они меньше.

Существует несколько различных типов тримпотов с различными вариантами крепления. Вы также можете получить их в различных регулировочных ориентациях. Например, у вас может быть триммер с ориентацией верхней регулировки с креплением SMD. Кроме того, вы можете найти их как однооборотные, так и многооборотные. Однооборотные подстроечные потенциометры являются наиболее экономичными, а многооборотные подстроечные потенциометры обеспечивают более высокое разрешение.

Транзистор против резистора-реостата: что это такое и как мы его используем?

A Реостат

Реостаты являются наиболее распространенными переменными резисторами. В отличие от потенциометров и тримпотов, они имеют только две клеммы/контакта. Тем не менее, мы используем реостат во многих из тех же приложений. Мы используем его для управления током, тусклыми источниками падающего света или двигателями, подключенными к электрической цепи. Реостаты совсем не похожи на потенциометры. Они несут свои ручки регулировки сбоку.

Транзистор и резистор – Типы транзисторов и их применение

Транзисторы работают так же, как и переменные резисторы. Разница в том, что вы можете управлять сопротивлением транзистора, подавая ток. Таким образом, мы часто используем транзисторы в сочетании с подтягивающим резистором или подтягивающим резистором. И наоборот, переменные резисторы требуют ручного аналогового переключения. Тем не менее, некоторые области применения транзисторов включают:

Фототранзисторы может преобразовывать световые импульсы в цифровые электрические сигналы. Они удобны для систем безопасности, считывателей, инфракрасных детекторов и управления освещением.
Биполярные переходные транзисторы могут работать как переключатели, фильтры, выпрямители, генераторы и усилители. Таким образом, мы включаем их в сотовые телефоны, телевизоры и радиопередатчики.
Полевые транзисторы могут усиливать слабые сигналы. Они дешевы в производстве. Мы используем их в испытательном оборудовании, таком как вольтметры и осциллографы.
Транзисторы Дарлингтона имеют высокий коэффициент усиления по току. Они настолько чувствительны, что могут улавливать ток от маленьких волосков. Поэтому мы используем их в небольших устройствах, таких как микросхемы драйверов и сенсорные кнопки.
Транзисторы с несколькими эмиттерами — это специальные биполярные транзисторы, которые мы используем в логических элементах И-НЕ.

Заключение

Если вы дошли до этого пункта руководства, вы должны понимать Транзистор и Резистор. Было бы полезно, если бы вы также понимали, чем транзисторы отличаются от переменных транзисторов по функциям и использованию. Мы надеемся, что вы нашли это руководство полезным.