Назначение транзистора: принцип работы, виды и применение

Что такое транзистор и как он работает. Какие бывают типы транзисторов. Для чего используются транзисторы в электронике. Как проверить исправность транзистора мультиметром.

Что такое транзистор и его основное назначение

Транзистор — это полупроводниковый прибор, который является основой современной электроники. Его главное назначение заключается в усилении и переключении электрических сигналов. Транзистор имеет три вывода и способен управлять током, протекающим между двумя электродами, с помощью напряжения или тока, подаваемого на третий электрод.

Основные функции транзистора:

• Усиление слабых электрических сигналов
• Генерация электрических колебаний
• Коммутация электрических цепей
• Преобразование электрических сигналов

Благодаря своим уникальным свойствам, транзисторы стали неотъемлемой частью практически всех современных электронных устройств — от простейших бытовых приборов до сложных компьютеров и смартфонов.

Принцип работы транзистора

Работа транзистора основана на взаимодействии двух близко расположенных p-n переходов. Рассмотрим принцип действия биполярного транзистора:

1. Транзистор состоит из трех областей полупроводника с разным типом проводимости — эмиттера, базы и коллектора.
2. Между эмиттером и базой, а также между базой и коллектором образуются p-n переходы.
3. При подаче небольшого тока на базу открывается переход эмиттер-база.
4. Это приводит к инжекции носителей заряда из эмиттера в базу.
5. Большая часть этих носителей проходит через тонкий слой базы в коллектор.
6. В результате небольшое изменение тока базы вызывает значительное изменение тока коллектора.

Таким образом, транзистор усиливает входной сигнал и позволяет управлять большим током с помощью малого.

Основные виды транзисторов

Существует два основных типа транзисторов:

1. Биполярные транзисторы

В работе участвуют носители заряда обоих знаков — электроны и дырки. Имеют три вывода — эмиттер, база, коллектор. Управляются током базы. Делятся на:

• NPN-транзисторы
• PNP-транзисторы

2. Полевые (униполярные) транзисторы

Работают на основе управления проводящим каналом с помощью электрического поля. Имеют затвор, исток и сток. Управляются напряжением на затворе. Основные виды:

• МОП-транзисторы (MOSFET)
• Полевые транзисторы с управляющим p-n переходом (JFET)

Каждый тип транзисторов имеет свои особенности и области применения.

Применение транзисторов в электронике

Транзисторы нашли чрезвычайно широкое применение в самых разных областях электроники:

• Усилители сигналов (аудиоусилители, радиоприемники, передатчики)
• Генераторы электрических колебаний
• Стабилизаторы напряжения и тока
• Электронные ключи и коммутаторы
• Логические элементы цифровых схем
• Источники питания
• Преобразователи сигналов
• Датчики физических величин

Практически ни одно современное электронное устройство не обходится без транзисторов. Они используются как отдельные компоненты и в составе интегральных микросхем.

Как проверить транзистор мультиметром

Для проверки исправности транзистора с помощью мультиметра можно использовать следующий алгоритм:

1. Определить тип транзистора (NPN или PNP) и расположение выводов
2. Перевести мультиметр в режим «прозвонки диодов»
3. Для NPN-транзистора:
   • Черный щуп к базе, красный поочередно к коллектору и эмиттеру — должно быть прямое сопротивление
   • Красный щуп к базе, черный поочередно к коллектору и эмиттеру — должно быть высокое сопротивление
4. Для PNP-транзистора наоборот:
   • Красный щуп к базе, черный к коллектору и эмиттеру — прямое сопротивление
   • Черный щуп к базе, красный к коллектору и эмиттеру — высокое сопротивление
5. Между коллектором и эмиттером должно быть высокое сопротивление в обоих направлениях

Если результаты измерений соответствуют описанным, транзистор считается исправным. При обнаружении отклонений транзистор, скорее всего, неисправен.

Заключение

Транзисторы произвели настоящую революцию в электронике, позволив создавать компактные и энергоэффективные устройства. Понимание принципов работы и применения транзисторов необходимо для проектирования современных электронных схем. Правильный подбор и использование транзисторов во многом определяет характеристики и надежность электронной аппаратуры.

Назначение транзистора с общим эмиттером

Содержание

1. Биполярные транзисторы: устройство, принцип и режимы работы, схема включения, применение, основные параметры
2. Биполярные транзисторы: устройство, принцип и режимы работы, схема включения, применение, основные параметры
3. Устройство биполярного транзистора.
4. Принцип работы биполярного транзистора.
5. Режимы работы.
6. 1. Отсечка.
7. 2. Активный режим.
8. 3. Насыщение.
9. 4. Барьерный режим.
10. Схемы включения биполярных транзисторов.
11. Основные параметры биполярных транзисторов:
12. Схема с общим эмиттером (каскад с общим эмиттером)
13. Входное сопротивление схемы с общим эмиттером
14. Выходное сопротивление схемы с общим эмиттером

Биполярные транзисторы: устройство, принцип и режимы работы, схема включения, применение, основные параметры

Биполярные транзисторы: устройство, принцип и режимы работы, схема включения, применение, основные параметры

Основной функцией биполярного транзистора (БТ) является увеличение мощности входного электрического сигнала. Эти полупроводниковые радиокомпоненты появились, как альтернатива электровакуумных триодов, и со временем практически вытеснили их из отрасли. Справедливости ради заметим, что лампы применяются и до сих пор, но в очень и очень узком сегменте аппаратуры специального назначения. В массовой же радиотехнике используются, в основном, транзисторы – биполярные и их ближайшие «родственники» полевые.

Ключевое преимущество этих элементов состоит в миниатюрности. Электровакуумный усилитель со схожими характеристиками оказывается в несколько раз крупнее биполярного транзистора. Вследствие этого применение БТ в радиоэлектронике приводит к существенному уменьшению габаритных размеров конечной радиотехнической продукции.

Биполярным данный транзистор называется из-за того, что в физических процессах, протекающих во время его функционирования, участвуют оба типа носителей заряда – и электроны, и дырки. Это оказывает влияние на принцип управления выходным сигналом. В биполярных транзисторах выходными параметрами управляет ток, а не электрическое поле, как в полевых (униполярных).

Устройство биполярного транзистора.

Этот полупроводниковый триод состоит из 3 частей – эмиттера, коллектора и базы. Таким образом, ключевыми элементами биполярного транзистора являются два p-n-перехода, а не один, как в полевых. Эмиттер исполняет функцию генератора носителей заряда, которые формируют рабочий ток, стекающий в приёмник – коллектор. База необходима для подачи управляющего напряжения.

Если рассматривать плоскую модель БТ, то радиокомпонент представляет собой две области с p- или n-проводимостью (эмиттер и коллектор), разделённые тонким слоем полупроводника с проводимостью обратного знака (база). Полупроводниковый кристалл со стороны коллектора физически крупнее. Такое соотношение обеспечивает правильную работу биполярного транзистора.

В зависимости от типа проводимости эмиттера, коллектора и базы различают PNP- и NPN-транзисторы. В принципе, они функционируют одинаково с той лишь разницей, что к ним прикладываются напряжения разной полярности. Выбор того или иного вида БТ определяется особенностями конкретных радиотехнических устройств.

Принцип работы биполярного транзистора.

При подключении эмиттера и коллектора к источнику питания создаются почти все условия для протекания тока. Однако свободному перемещению носителей заряда препятствует база, и для устранения этой помехи на неё подаётся напряжение смещения. В базовом слое полупроводника возникают физико-химические процессы электронно-дырочной рекомбинации, в результате которой через базу начинает течь небольшой ток. В результате p-n-переходы открывают путь потоку носителей заряда от эмиттера к коллектору.

Если ток, протекающий через базу, меняется по какому-то закону, то точно так же изменяется и мощный ток между эмиттером и коллектором. Следовательно, мы получаем на выходе биполярного транзистора такой же сигнал, как и на базе, но с более высокой мощностью. В этом и состоит усилительная функция биполярного транзистора.

Режимы работы.

Существует 4 режима, в одном из которых может работать биполярный транзистор. В этот список входят следующие:

1. отсечка;
2. активный режим;
3. насыщение;
4. барьерный режим.

Существует ещё так называемый инверсный режим, но он на практике не используется и интересен только при теоретических исследованиях поведения полупроводников. Поэтому опишем подробнее только четыре первых.

1. Отсечка.

В том случае, если разность потенциалов между эмиттером и базой ниже некоторого значения (примерно 0.6 Вольт), то база-эмиттерный p-n-переход оказывается закрытым, поскольку ток базы не возникает. В связи с этим коллекторный ток не протекает по той причине, что в базовом слое отсутствуют свободные электроны. Таким образом, транзистор переходит в состояние отсечки и сигнал не усиливает. Этот режим используется в цифровых схемах, когда БТ работает как ключ в положении «разомкнуто».

2. Активный режим.

В этом режиме радиокомпонент усиливает сигнал, то есть исполняет свою основную функцию. На базу подаётся разность потенциалов, которая открывает база-эмиттерный p-n-переход. Как следствие, в транзисторе начинают протекать токи коллектора и базы. Значение коллекторного тока вычисляется как арифметическое произведение величины тока базы и коэффициента усиления.

3. Насыщение.

В этот режим биполярный транзистор входит при увеличении тока базы до некоего предельного значения, при котором p-n-переходы полностью открываются. Значение тока, протекающего через БТ при его насыщении, зависит лишь от питающего напряжения и величины нагрузки в коллекторной цепи. В данном режиме входной сигнал не усиливается, ведь коллекторный ток не воспринимает изменений тока базы. Способность транзистора к переходу в насыщение используется в цифровой технике, когда БТ играет роль ключа в замкнутом положении.

4. Барьерный режим.

Здесь транзистор работает как диод с последовательно включённым резистором. Для этого базу напрямую или через малоомное сопротивление соединяют с коллектором. В данном режиме триоды хорошо показывают себя в высокочастотных устройствах. Кроме того, использование транзистора в барьерном режиме целесообразно на реальном производстве для снижения общего количества комплектующих.

Схемы включения биполярных транзисторов.

Полупроводниковый триод может включаться в электрическую цепь по одной из трёх схем – с общим эмиттером, с общим коллектором и с общей базой. В зависимости от способа подключения различаются электрические параметры транзистора, что определяет выбор схемы в каждом конкретном случае.

При включении биполярного транзистора с общим эмиттером достигается максимальное усиление входного сигнала. Благодаря этому данная схема в усилительных каскадах применяется чаще всего.

Схема с общим коллектором по-другому называется эмиттерным повторителем. Это связано с тем, что разность потенциалов на коллекторе и эмиттере оказываются практически равными. При таком включении наблюдаются большое усиление по току, высокое входное сопротивление и совпадение фаз входного и выходного сигналов. Вследствие этого эмиттерные повторители используются в согласующих и буферных усилителях.

При включении БТ по схеме с общей базой отсутствует усиление по току, но значительным оказывается усиление по напряжению. Особенностью данного способа является малое влияние транзистора на сигналы высокой частоты. Это делает схему с общей базой предпочтительной для использования в устройствах СВЧ.

Основные параметры биполярных транзисторов:

1. Максимально допустимый постоянный ток коллектора;
2. Максимальное напряжение между коллектором и эмиттером при заданном токе коллектора и сопротивлении в цепи база-эмиттер;
3. Максимальное напряжение между коллектором и эмиттером при заданном токе коллектора и токе базы, равным нулю;
4. Максимальное напряжение коллектор-база при заданном токе коллектора и токе эмиттера, равным нулю;
5. Максимально допустимое постоянное напряжение эмиттер-база при токе коллектора, равном нулю;
6. Максимально допустимая постоянная мощность, рассеивающаяся на коллекторе;
7. Статический коэффициент передачи тока;
8. Напряжение насыщения между коллектором и эмиттером;
9. Обратный ток коллектора. Ток через коллекторный переход при заданном обратном напряжении коллектор-база и разомкнутом выводе эмиттера;
10. Обратный ток эмиттера. Ток через эмиттерный переход при заданном обратном напряжении эмиттер-база и разомкнутом выводе коллектора;
11. Граничная частота коэффициента передачи тока;
12. Коэффициент шума;
13. Емкость коллекторного перехода;
14. Максимально допустимая температура перехода.

Источник

Схема с общим эмиттером (каскад с общим эмиттером)

Схема с общим эмиттером — это усилитель, где эмиттер транзистора используется как для подключения входного сигнала, так и для подключения нагрузки. Схема с общим эмиттером обладает наибольшим коэффициентом усиления по мощности, поэтому остается наиболее распространенным решением для высокочастотных усилителей, систем GPS, GSM, WiFi. В настоящее время она обычно применяется в виде готовых интегральныхмикросхем (MAXIM, VISHAY, RF Micro Devices), но, не зная основы ее работы, практически невозможно получить параметры, приведенные в описании микросхемы. Именно поэтому при приеме на работу и поиске сотрудников основным требованием является знание принципов работы транзисторных усилителей с общим эмиттером.

Усилитель сигналов, каким бы он не был, (усилитель аудио, ламповый усилитель или усилитель радиочастоты) представляет собой четырехполюсник, у которого два вывода являются входом и два вывода являются выходом. Структурная схема включения усилителя приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 Структурная схема включения усилителя

Основной усилительный элемент — транзистор имеет всего три вывода, поэтому один из выводов транзистора приходится использовать одновременно для подключения источника сигнала (как входной вывод) и подключения нагрузки (как выходной вывод). Функциональная схема усилителя с биполярным транзистором, включенным по схеме с общим эмиттером приведена на рисунке 2.

Рисунок 2 Функциональная схема включения транзистора с общим эмиттером

На данной схеме пунктиром показаны границы усилителя, изображенного на рисунке 1. На ней не показаны цепи питания транзистора. В настоящее время схема с общим эмиттером практически не применяется в звуковых усилителях, однако в схемах усилителей телевизионного сигнала, усилителях GSM или других высокочастотных усилителях она находит широкое применение. Для питания транзистора в схеме с общим эмиттером можно использовать два источника питания, однако для этого потребуется два стабилизатора напряжения. В аппаратуре с батарейным питанием это может быть проблематично, поэтому обычно применяется один источник питания. Для питания усилителя с общим эмиттером может подойти любая из рассмотренных нами схем:

• схема с фиксированным током базы,
• схема с фиксированным напряжением на базе,
• схема с коллекторной стабилизацией,
• схема с эмиттерной стабилизацией.

Рассморим пример схемы усилителя с общим эмиттером и эмиттерной стабилизацией режима работы транзистора. На рисунке 3 приведена принципиальная схема каскада на биполярном npn-транзисторе, предназначенная для усиления звуковых частот.

Рисунок 3 Принципиальная схема усилительного каскада с общим эмиттером

Расчет элементов данной схемы по постоянному току можно посмотреть в статье «схема эмиттерной стабилизации». Сейчас нас будут интересовать параметры усилительного каскада, собранного по схеме с общим эмиттером. Его наиболее важными характеристиками является входное и выходное сопротивление и коэффициент усиления по мощности. В основном эти характеристики определяются параметрами транзистора.

Входное сопротивление схемы с общим эмиттером

В схеме с общим эмиттером входное сопротивление транзистора R_вхОЭ можно определить по его входной характеристике. Эта характеристика совпадает с вольтамперной характеристикой p-n перехода. Пример входной характеристики кремниевого транзистора (зависимость напряжения U_б от тока базы I_б) приведен на рисунке 4.

Рисунок 4 Входная характеристика кремниевого транзистора

Как видно из этого рисунка, входное сопротивление транзистора R_вхОЭ зависит от тока базы I_б0 и определяется по следующей формуле:

(1)

Как определить ΔU_б0 и ΔI_б0 в окрестностях рабочей точки транзистора в схеме с общим эмиттером показано на рисунке 5.

Рисунок 5 Определение входного сопротивления схемы с общим эмиттером по входной характеристике кремниевого транзистора

Определение сопротивления по формуле (1) является наиболее точным способом определения входного сопротивления. Однако при расчете усилителя мы не всегда имеем под рукой транзисторы, которые будем использовать, поэтому было бы неплохо иметь возможность рассчитать входное сопротивление аналитическим способом. Вольтамперная характеристика p-n перехода хорошо аппроксимируется экспоненциальной функцией.

(2)

где I_б — ток базы в рабочей точке;
U_бэ — напряжение базы в рабочей точке;
I_s — обратный ток перехода эмиттер-база;

— температурный потенциал;
k — постоянная Больцмана;
q — заряд электрона;
T — температура, выраженная в градусах Кельвина.

В этом выражении коэффициентом, нормирующим экспоненту, является ток I_s, поэтому чем точнее он будет определен, тем лучше будет совпадение реальной и аппроксимированной входных характеристик транзистора. Если в выражении (2) пренебречь единицей, то напряжение на базе транзистора можно вычислить по следующей формуле:

(3)

Из выражения (1) видно, что входное сопротивление является производной напряжения на базе транзистора по току. Продифференцируем выражение (3), тогда входное сопротивление схемы с общим эмиттером можно определить по следующей формуле:

(4)

Однако график реальной входной характеристики транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, отличается от экспоненциальной функции. Это связано с тем, что омическое сопротивление полупроводника в базе транзистора не равно нулю, поэтому при больших базовых токах транзистора в схеме с общим эмиттером ее входное сопротивление будет стремиться к омическому сопротивлению базы r_бб’.

Входной ток схемы с общим эмиттером протекает не только через входное сопротивление транзистора, но и по всем резисторам цепей формирования напряжения на базе транзистора. Поэтому входное сопротивление схемы с общим эмиттером определяется как параллельное соединение всех этих сопротивлений. Пути протекания входного тока по схеме с общим эмиттером показаны на рисунке 6.

Рисунок 6 Протекание тока по входным цепям схемы с общим эмиттером

Значительно проще вести анализ данной схемы по эквивалентной схеме входной цепи, где приведены только те цепи, по которым протекает входной ток от источника сигнала. Эквивалентная схема входной цепи схемы с общим эмиттером приведена на рисунке 7.

Рисунок 7 Эквивалентная схема входной цепи схемы с общим эмиттером

Данная схема построена для средних частот с применением эквивалентной схемы транзистора. На средних частотах входная емкость транзистора не оказывает влияния, поэтому мы ее не отображаем на эквивалентной схеме. Сопротивление конденсатора C3 на средних частотах близко к нулю, поэтому на схеме нет элементов R4C3. Элементы R_вых и h₂₁×i_вх не влияют на входную цепь и изображены на схеме для отображения усилительных свойств транзистора.

И, наконец, мы можем записать формулу входного сопротивления схемы с общим эмиттером:

(5)

После изготовления усилителя, рассчитанного по приведенным выше методикам необходимо измерить входное сопротивление схемы с общим эмиттером. Для измерения входного сопротивления используют схему измерения входного сопротивления усилителя, изображенную на рисунке 8. В данной схеме для измерения входного сопротивления используются измерительный генератор переменного напряжения и два высокочастотных вольтметра переменного тока (можно воспользоваться одним и сделать два измерения).

Рисунок 8 Схема измерения входного сопротивления усилительного каскада

В случае, если сопротивление R_и будет равно входному сопротивлению усилителя, напряжение, которое покажет вольтметр переменного тока V2, будет в два раза меньше напряжения V1. В случае, если нет возможности изменять сопротивление R_и при измерении входного сопротивления, входное сопротивление усилителя можно вычислить по следующей формуле:

(6)

Выходное сопротивление схемы с общим эмиттером

Выходное сопротивление транзистора зависит от конструктивных особенностей транзистора, толщины его базы, объемного сопротивления коллектора. Выходное сопротивление транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, можно определить по выходным характеристикам транзистора. Пример выходных характеристик транзистора приведен на рисунке 9.

Рисунок 9 Выходные характеристики кремниевого транзистора

К сожалению, в характеристиках современных транзисторов выходные характеристики обычно не приводятся. Связано это с тем, что их выходное сопротивление достаточно велико и выходное сопротивление транзисторного каскада с общим эмиттером определяется сопротивлением нагрузки. В схеме, приведенной на рисунке 6, это сопротивление резистора R3.

Дата последнего обновления файла 31.05.2018

Понравился материал? Поделись с друзьями!

1. Шило В. Л. «Линейные интегральные схемы в радиоэлектронной аппаратуре» под ред. Е.И. Гальперина — М.: «Сов. радио» 1974
2. npn транзистор общего назначения КТ3130
3. NPN general purpose transistors BC846; BC847; BC848 (один из лучших транзисторов, известных мне)
4. BFQ67 NPN 8 GHz wideband transistor
5. Усилительный каскад на биполярном транзисторе Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича
6. Электротехника и электроника Дальневосточный государственный университет путей сообщения

Вместе со статьей «Схема с общим эмиттером (каскад с общим эмиттером)» читают:

Источник

Проверка транзистора мультиметром: назначение транзистора

Транзистор — это широко используемый компонент, который можно найти в каждом электрическом устройстве. Он необходим для работы с электрическими сигналами, т.е. способен генерировать, усиливать и преобразовывать электрические сигналы. Транзисторы бывают двух видов: биполярные и униполярные, или, как их чаще называют, полевые транзисторы. Деление основано на принципе действия и конструкции деталей. Каждый тип описан в этой статье не просто так — это основа для того, чтобы знать, как проверить транзистор с помощью мультиметра.

То есть: биполярные транзисторы работают с помощью полупроводников с двумя типами проводимости: прямой (положительной) и обратной (отрицательной). В зависимости от комбинации они называются NPN и PNP. Полевые эффекторы, с другой стороны, работают только с одним типом. Это либо N-канальная, либо P-канальная схема.

Биполярные устройства управляются током, а униполярные — напряжением.

Биполярные транзисторы можно найти в большинстве аналоговых устройств, в то время как в цифровых устройствах чаще используются полевые транзисторы. Учитывая эти различия, давайте рассмотрим, как проверить транзистор с помощью тестера.

Конструкция мультиметра

Мультиметр (тестер) — это универсальный измерительный прибор. Он рассчитывает ток, напряжение, сопротивление и непрерывность. Мультиметры могут быть аналоговыми или цифровыми. Разница заключается в точности измерения и способе получения результата: считывание движения стрелки по механическим часам (аналоговое) или на экране (цифровое). Цифровые проще в использовании по ряду причин, поэтому они подходят для пользователей с минимальными знаниями в области электроники. Независимо от типа тестера, проверка транзистора с помощью мультиметра — это простой процесс.

Сложно о простом: как проверить транзистор

Прежде чем приступить к диагностике транзистора, следует уделить особое внимание правильному оснащению тестера. Это займет не более нескольких минут, но позволит избежать ошибок в результатах. Поэтому мультиметр оснащен двумя щупами. Черный — это минус, а красный — плюс. Убедитесь, что каждый из них подключен к правильному разъему, поскольку в зависимости от модели и типа тестера может быть разное количество щупов. Транзисторы можно тестировать только в таком положении: черный щуп вставьте в гнездо, обозначенное английскими буквами COM, красный щуп вставьте в гнезда, обозначенные буквами греческого алфавита.

Как проверить биполярный транзистор мультиметром

Силовой транзистор — это полупроводниковый прибор, который используется для увеличения мощности входного электрического сигнала. Такие транзисторы управляются током. Он состоит из трех элементов. Первым из них является эмиттер. Он генерирует носители заряда. Рабочий ток течет на коллектор, который является разновидностью приемника и вторым ключевым элементом транзистора. Третье — это основание. Именно он обеспечивает напряжение.

Как мультиметром проверить транзистор. Проверяем биполярный NPN и PNP

Представьте устройство в виде пары диодов. Они переключаются в противоположных направлениях и сходятся у основания. Чтобы выяснить, неисправен ли этот тип, достаточно провести два измерения сопротивления. Определите тип транзистора: p-n-p или n-p-n. Рассмотрим подробнее, как проверить n-pn транзистор с помощью мультиметра. Используйте следующий алгоритм:

 

• Приложите минусовую клемму U к базовой клемме. Используйте тестер для измерения значения R. Установите порог 2000. Вы также можете использовать «режим набора», это для тех, кто хочет узнать, как набрать транзистор с помощью мультиметра. Какой бы способ вы ни предпочли, результат будет правильным.
• Возьмите черный щуп и подведите его к клемме на основании, закрепите его. Красный щуп к переходу коллектора. Затем переместите его на эмиттер (вывод). Если значение прямого сопротивления находится в пределах от 500 Ом до 1200 Ом, то спай исправен.
• Затем измерьте обратный R-фактор. Для этого поднесите красный щуп вплотную к базовой клемме и зафиксируйте его. Поочередно перемещайте черный щуп сначала к клемме коллектора, а затем к клемме эмиттера. Тестер должен показать высокое значение. Если ваш мультиметр, настроенный на «2000», показывает «1», то значение R больше 2000 Ом. Высокое значение указывает на то, что транзистор находится в хорошем состоянии.

 

Этот метод также подходит для тех, кто ищет способ проверить транзистор с помощью мультиметра, не выпаивая его. Предположим, вам нужно проверить устройство на плате непосредственно в схеме. Тогда проблемы могут возникнуть только в том случае, если вы плотно зашунтируете p-n-переход низкоомными резисторами. Это легко проверить: при измерении оба значения сопротивления будут очень низкими. В этом случае отпайка базового штифта является необходимым действием для дальнейшей правильной диагностики. Аналогичным образом диагностируется n-p-n транзистор. Единственное отличие — красный, а не черный щуп тестера на выходе базы.

Как проверить нетипичные модели транзисторов

Существуют некоторые транзисторы, которые могут не подходить для обычного тестирования мультиметром, будь то в режиме циферблата или омметра. Такие триоды используются, например, в электронных пускорегулирующих аппаратах для светильников. Модели включают MJE13003, 13005, 13007.

Давайте подробнее рассмотрим, как проверить транзисторы 13003 с помощью мультиметра, на одном примере. Это связано с необычным расположением выводов транзистора 13003 — базовый вывод находится справа. В технических характеристиках указано, что контакты могут чередоваться слева направо в таком порядке: база, коллектор, эмиттер. Поэтому вы должны определить точный порядок и расположение компонентов и следовать описанному выше методу.

Ошибки измерения также могут быть вызваны диодами внутри некоторых транзисторов.

Поэтому перед проведением измерений важно знать точную структуру тестируемого транзистора.

Как проверить полевой транзистор мультиметром

Это устройство приводится в действие электрическим полем, которое создает напряжение. Это одно из главных отличий от биполярного полупроводникового переключателя. Униполярные транзисторы делятся на два типа. Первый имеет изолированные ворота. Второй имеет p-n-переходы. Независимо от типа, они бывают n-канальными или p-канальными. Большинство полевых транзисторов имеют три вывода: исток, сток и затвор. По сравнению с биполярным, они аналогичны Эмиттеру, Коллектору и Базе.

В качестве основы для тестирования мы берем устройство типа p-n. Независимо от типа канала (n, p), последовательность не изменится. Единственное различие заключается в противоположном подключении зондов. Таким образом, для диагностики n-канального устройства нам потребуется:

 

• Установите мультиметр в режим «R-измерение». Уровень 2000. Прикрепите плюсовой щуп к источнику. Прикрепите черный к сливу. Измерьте сопротивление. Затем необходимо изменить положение зондов. Измерьте еще раз. Результаты с работающим транзистором будут примерно одинаковыми.
• Далее мы тестируем переход источник-затвор. Для этого на мультиметре устанавливаем режим «диодный тест». Плюс подключается к затвору, а минус — к источнику. Обычно измерительный прибор регистрирует падение U около 650 мВ. Отсоедините щупы и переместите черный щуп к затвору, а красный — к источнику. Тестер должен показать единицу или бесконечность. Это указывает на то, что транзистор находится в хорошем состоянии.
• Чтобы проверить переход сток-затвор, оставьте мультиметр в режиме проверки диодов. Выполните ту же процедуру для проверки p-n-перехода затвор-исток.

 

Если все три измерения совпадают с описанными выше, полевой транзистор готов к использованию.

Каково применение транзистора в электронике?

18 ноября 2022 г. от Veerendra

Каково применение транзистора в электронике?

Транзисторы:

1. Транзистор представляет собой электронное устройство с тремя выводами, помеченными как база , коллектор и эмиттер .
2. Это полупроводниковое электронное устройство, выполняющее множество функций, таких как переключатель, усилитель, стабилизатор напряжения и модулятор сигнала.
3. Транзисторы изготавливаются путем соединения полупроводников n-типа и полупроводников p-типа.

Типы и обозначения транзисторов

1. Существует два типа транзисторов: npn-транзистор и pnp-транзистор.
2. Транзистор npn состоит из tljin слоя полупроводника p-типа, заключенного между двумя слоями полупроводника n-типа. В транзисторе npn и коллектор, и эмиттер представляют собой полупроводники n-типа, а база — полупроводник p-типа.
   
3. Транзистор pnp состоит из тонкого слоя полупроводника n-типа, заключенного между двумя слоями полупроводников p-типа. В транзисторе p-n-p и коллектор, и эмиттер представляют собой полупроводники p-типа, а база — полупроводник n-типа.
   
4. На рисунке показаны символы для двух типов транзисторов: транзистора npn и транзистора pnp.
   
5. Стрелка в каждом символе указывает направление обычного тока. В транзисторе npn ток течет от C к E, тогда как в транзисторе pnp ток течет от E к C.

Люди также спрашивают

• Как можно использовать транзистор в качестве переключателя?
• Общие сведения о полупроводниковых диодах
• Что вы подразумеваете под исправлением?
• Что такое однополупериодный выпрямитель?
• Для чего используется двухполупериодный выпрямитель?
• Что вы подразумеваете под логическими вентилями?
• Что подразумевается под комбинационными логическими схемами?

Какова основная функция транзистора?

1. Транзистор не может работать, если к батарее подключены только выводы коллектора и эмиттера. Говорят, что транзистор закрыт. На рисунке видно, что когда транзистор выключен, через него не может протекать ток, поэтому лампочка не загорается.
   
2. Если к базе подключить небольшую батарею, как показано на рисунке, для прямого смещения перехода база-эмиттер через базу может протекать небольшой ток. Это включает транзистор. Транзистор проводит и позволяет большему току коллектора течь через него от коллектора к эмиттеру. Следовательно, лампочка горит.
   
3. Поведение транзистора, показанного на рисунке выше, можно резюмировать следующим образом:
   (a) Если в цепи база-эмиттер присутствует небольшой ток, транзистор включается и проводит электричество.
   (b) Небольшой ток в цепи база-эмиттер позволяет большему току протекать в цепи коллектор-эмиттер.
4. Эти две характеристики показывают, что транзистор можно использовать в качестве усилителя тока и переключателя управления.

Как работает транзистор в качестве усилителя?

Транзистор в качестве усилителя тока:

1. Электронное оборудование, показанное на рисунке, состоит из схем усилителя, состоящих из транзисторов. Функция схемы усилителя состоит в том, чтобы усиливать небольшой постоянный ток или переменный ток. напряжение (сигнал).
   
2. Транзистор работает как усилитель тока, позволяя маленькому току управлять большим током. Величина тока коллектора, I _C , в первую очередь определяется током базы, I _Б .
3. На рисунке показана простая схема усилителя, используемая для демонстрации усиления тока путем измерения I _B  и I _C .
   
4. Переменный резистор R используется для управления током базового эмиттера I _B . Ток выходного коллектора I _C наблюдают с помощью миллиамперметра.
5. Типичный график зависимости I _C от I _B , показанный на рисунке, можно использовать для получения коэффициента усиления по току для транзистора, используемого в схеме. Обратите внимание, что небольшое изменение тока базы приведет к большому изменению тока коллектора.
   
6. Текущее усиление или усиление по току можно рассчитать по графику следующим образом:
   

Транзистор работает как усилитель Эксперимент

Цель: Показать транзистор, работающий как усилитель тока.
Материалы: Транзистор, резисторы 2,2 кОм, 3,9 кОм, 4,7 кОм, 6,8 кОм, 8,2 кОм и 10,0 кОм, соединительные провода, сухие элементы
Аппаратура: Миллиамперметры с диапазоном 0–1 мА и 0–100 м0 900 Внимание:  Убедитесь, что клеммы транзистора подключены правильно, чтобы не повредить транзистор.
Метод:

1. Электрическая схема устроена, как показано на рисунке.
2. Переключатель S ₁ , замкнут. Регистрируют показания тока базы I _b на миллиамперметре A ₁ и тока коллектора I _c на миллиамперметре A ₂ .
3. Шаг 2 повторяется с переключателем S ₁ разомкнут, а переключатель S ₂ замкнут. Показания амперметров записывают.
4. Оба переключателя S ₁ и S ₂ замкнуты. Показания амперметров записывают.
5. Шаг 4 повторяется путем замены резистора 10,0 кОм в базовой цепи резисторами 8,2 кОм, 6,8 кОм, 4,7 кОм, 3,9 кОм и 2,2 кОм. Все показания записываются.
6. Построен график зависимости I _c от I _b .

Результаты:

1. S ₁  замкнут, S ₂  разомкнут:
   I _b  = 0,08 мА, I _{мА c}
2. S ₁  разомкнут, S ₂  замкнут:
   I _b  = 0 мА, I _c  = 0 мА
3. Оба S ₁ и S ₂ закрыты:
   
4. На рисунке показан график зависимости I _c от I _b .
   

Обсуждение:

1. Когда переключатель S ₁ замкнут, миллиамперметр A ₁ дает ненулевое показание для I _b . Между тем миллиамперметр A ₂ дает показания для I _c , равные нулю. Таким образом, можно сделать вывод, что ток течет только в базовой цепи.
2. Когда переключатель S ₁ разомкнут, а переключатель S ₂ замкнут, оба миллиамперметра A ₁  и A ₂  дают нулевое значение. Таким образом, можно сделать вывод, что ток в цепи базы и коллектора отсутствует.
3. Когда ток базы I _b  увеличивается, ток коллектора I _c увеличивается.
4. Градиент графика представляет текущее усиление.
   
5. Транзистор усиливает ток за счет увеличения тока коллектора при увеличении тока базы. Небольшое увеличение тока базы, I _b , приводит к большому увеличению тока коллектора, I _c .

Делитель потенциалов

1. Как упоминалось ранее, если в цепи база-эмиттер есть небольшой ток, транзистор включается и проводит электричество.
2. Следовательно, транзистор можно включать и выключать, изменяя напряжение, подаваемое на вывод базы.
3. Это можно сделать, подключив последовательно два резистора к основному аккумулятору. Это называется делителем потенциала .
4. Делитель потенциала в транзисторной схеме показан на рис.
   
5. Напряжения можно рассчитать как:
   

Транзистор Численные задачи и решения

1. На рисунке показан график зависимости I _c  от I _b .
   
   Рассчитать коэффициент усиления по току.
   Решение:
   
2. На рисунке показана схема транзистора.
   
   (a) Какова функция двух резисторов?
   (б) Найдите напряжение на базе транзистора.
   (c) Найдите текущее усиление.
   Решение:
   
   

Рубрики: Физика С тегами: функция транзистора, Как работает транзистор в качестве усилителя?, Как работает транзистор, транзистор, Транзистор в качестве усилителя тока, транзистор в качестве усилителя, транзистор в качестве усилителя, транзистор в качестве принцип работы усилителя, типы транзисторов и символы, транзистор работает как усилитель, типы транзисторов, использование транзисторов, какова основная функция транзистора?, каково использование транзистора в электронике?

Зачем использовать транзистор? -Dummies

BY: Cathleen Shamieh и

Обновлены: 08-29-2016

Из книги: Электроника для детей для Dummies

Electronics For Kids For Dummies 9039

33333. Appletorore Book

для детей. Чтобы понять, насколько важен транзистор в схеме, подумайте о схеме, которая изменяет время диммирования светодиода. Эта схема состоит из резистора и конденсатора, чтобы приглушать свет от светодиода в течение предсказуемого интервала времени. Но чем больше временной интервал, тем менее ярко светится светодиод — еще до того, как он погаснет при разрядке конденсатора!

Знаете ли вы, почему светодиод светится менее ярко при увеличении времени диммирования? Ответ в постоянной времени RC.

Постоянная времени RC определяет, сколько времени требуется конденсатору для разрядки, что, в свою очередь, определяет, сколько времени требуется для уменьшения яркости светодиода. Чтобы увеличить время диммирования, вы увеличиваете либо сопротивление (R), либо емкость (C), так что постоянная времени RC больше. Но большие конденсаторы трудно найти (и очень непрактично), поэтому увеличение сопротивления — лучший способ значительно увеличить время диммирования.

Увеличение сопротивления успешно увеличивает постоянную времени RC, но также ослабляет ток, протекающий через светодиод. (Помните, большее сопротивление означает меньший ток.) ​​Очень большое сопротивление настолько ограничивает ток, что светодиод не светится ярко при первом включении.

Что, если вы хотите, скажем, включить свет над сценой, а затем медленно выключить свет, когда открывается занавес? Или включить плафон в машине вашей семьи, когда вы открываете дверь автомобиля, и медленно приглушать свет, когда вы закрываете дверь автомобиля? Тот факт, что большое сопротивление создает слабый ток, может быть проблемой: лампы никогда не будут ярко светиться — даже при первом включении!

Использование транзистора для усиления слабого тока решает проблему. Поместив транзистор между комбинацией резистор-конденсатор и комбинацией светодиод-резистор, вы, по сути, увеличиваете ток, так что лампы ярко светятся при первом включении!

Это работает следующим образом: вы подаете слабый ток, идущий от резисторно-конденсаторной части схемы, в базу транзистора. Вы используете этот слабый базовый ток для управления более сильным током, протекающим от коллектора к эмиттеру, и вы используете этот более сильный ток для питания светодиодов, чтобы они ярко светились (то есть до того, как они потускнеют).

На этой фигуре изложен ваш план атаки для этого проекта. Полезно визуализировать то, что происходит с блок-схемой , поскольку вы можете легко потерять общую картину, когда начнете вставлять компоненты в макетную плату.

Блок-схема транзистора в действии.

Эта статья взята из книги:

• Electronics For Kids For Dummies,

Об авторе книги:

Кэтлин Шами — инженер-электрик и писатель, специализирующийся на высоких технологиях, с обширным опытом проектирования и консультирования в области медицинская электроника, обработка речи и телекоммуникации.