Понятие о транзисторе. Транзисторы: принцип работы, виды и применение в электронике

Что такое транзистор и как он работает. Какие бывают виды транзисторов. Для чего используются транзисторы в электронных устройствах. Как транзисторы усиливают сигнал. Почему транзисторы называют строительными блоками современной электроники.

Что такое транзистор и как он устроен

Транзистор — это полупроводниковый прибор с тремя выводами, который может усиливать и переключать электрические сигналы. Основными частями транзистора являются:

• Эмиттер
• База
• Коллектор

Транзистор состоит из двух p-n переходов, образованных тремя областями полупроводника с разным типом проводимости. Существует два основных типа транзисторов:

• Биполярные (npn и pnp)
• Полевые

В биполярных транзисторах ток управляется током базы, а в полевых — напряжением на затворе. Как работает биполярный npn транзистор?

Принцип работы биполярного npn транзистора

В npn транзисторе:

• Эмиттер и коллектор — области n-типа
• База — тонкая область p-типа между ними

Для работы транзистора необходимо создать определенное смещение на p-n переходах:

• Переход эмиттер-база смещается в прямом направлении
• Переход база-коллектор — в обратном

При этом происходит следующее:

1. Электроны инжектируются из эмиттера в базу
2. Часть электронов рекомбинирует в базе, создавая небольшой базовый ток
3. Большая часть электронов проходит через тонкую базу в коллектор
4. Создается усиленный коллекторный ток

Таким образом, небольшой ток базы управляет значительно большим током коллектора. В этом и заключается эффект усиления транзистора.

Основные параметры и характеристики транзисторов

Ключевыми параметрами транзисторов являются:

• Коэффициент усиления по току β (h21э) — отношение тока коллектора к току базы
• Максимально допустимые токи и напряжения
• Граничная частота fT — частота, на которой коэффициент усиления уменьшается до единицы
• Входная, выходная и проходная емкости
• Тепловое сопротивление переход-корпус

Основные характеристики транзисторов:

• Входные (зависимость тока базы от напряжения база-эмиттер)
• Выходные (зависимость тока коллектора от напряжения коллектор-эмиттер)
• Передаточные (зависимость тока коллектора от тока базы)

Эти характеристики определяют поведение транзистора в различных режимах работы.

Режимы работы биполярных транзисторов

Выделяют следующие основные режимы работы транзисторов:

1. Активный режим — используется для усиления сигналов
2. Режим отсечки — транзистор закрыт, ток практически не протекает
3. Режим насыщения — транзистор максимально открыт
4. Инверсный режим — коллектор и эмиттер меняются ролями

В цифровых схемах транзисторы чаще всего работают в ключевом режиме — переключаются между режимами отсечки и насыщения. В аналоговых схемах преимущественно используется активный режим для усиления сигналов.

Основные виды и типы транзисторов

Существуют следующие основные виды транзисторов:

• Биполярные транзисторы
  • npn-транзисторы
  • pnp-транзисторы
• Полевые транзисторы
  • МОП-транзисторы
  • Транзисторы с управляющим p-n переходом
• IGBT-транзисторы
• Фототранзисторы
• Однопереходные транзисторы

Каждый тип имеет свои особенности и области применения. Например, биполярные транзисторы хороши для усиления тока, а полевые — для усиления напряжения.

Применение транзисторов в электронных устройствах

Транзисторы нашли широчайшее применение в электронике:

• Усилители аналоговых сигналов
• Генераторы сигналов
• Стабилизаторы напряжения
• Ключи в цифровых схемах
• Логические элементы
• Источники питания
• Выходные каскады усилителей мощности
• Датчики температуры

Транзисторы являются ключевыми компонентами микропроцессоров, микросхем памяти и других интегральных схем. Без них была бы невозможна современная вычислительная техника.

Как транзисторы изменили электронику

Изобретение транзистора в 1947 году произвело революцию в электронике:

• Замена вакуумных ламп на транзисторы позволила уменьшить размеры и энергопотребление устройств
• Повысилась надежность и срок службы электронной аппаратуры
• Снизилась стоимость производства электроники
• Стало возможным создание интегральных микросхем
• Появились портативные транзисторные приемники и другие мобильные устройства

Транзисторы открыли дорогу к миниатюризации электроники и созданию современных компьютеров, смартфонов и других цифровых устройств.

Почему транзисторы называют строительными блоками электроники

Транзисторы считаются базовыми «кирпичиками» современной электроники по нескольким причинам:

• Это универсальные компоненты, выполняющие функции усиления и переключения
• Из транзисторов строятся все базовые электронные схемы — усилители, генераторы, логические элементы
• Транзисторы являются основой интегральных микросхем
• Количество транзисторов в микросхеме определяет ее функциональность и производительность
• Миниатюризация транзисторов позволяет создавать все более сложные и компактные электронные устройства

Таким образом, транзисторы лежат в основе всей современной электроники — от простейших усилителей до сложнейших микропроцессоров. Их развитие во многом определяет прогресс электронной техники.

Транзистор, общие понятия, основные правила.

Общее понятие

Транзистор – это один из основных «активных» компонентов. Он представляет собой устройство, которое может усиливать входной сигнал по мощности. Увеличение мощности сигнала происходит за счет внешнего источника питания. Отметим, что увеличение амплитуды сигнала не является в данном случае определяющим. Так, например, повышающий трансформатор – «пассивный» компонент, такой же, как резистор или конденсатор, обеспечивает усиление по напряжению, но не может усилить сигнал по мощности. Устройства, которые обладают свойством усиления по мощности, характеризуются способностью к генерации, обусловленной передачей выходного сигнала обратно на вход.

Изобретателей транзистора когда‑то заинтересовала именно способность устройства усиливать сигнал по мощности. Для начала они соорудили с помощью транзистора усилитель звуковых частот для громкоговорителя и убедились, что на выходе сигнал больше, чем на входе.

Транзистор является неотъемлемой частью всякой электронной схемы, начиная от простейшего усилителя или генератора до сложнейшей цифровой вычислительной машины. Интегральные схемы (ИС), которые в основном заменили схемы, собранные из дискретных транзисторов, представляют собой совокупности транзисторов или других компонентов, построенные на едином кристалле полупроводникового материала.

Обязательно следует разобраться в том, как работает транзистор, даже если вам придется пользоваться в основном интегральными схемами. Дело в том, что, для того чтобы собрать электронное устройство из интегральных схем и подключить его к внешним цепям, необходимо знать входные и выходные характеристики каждой используемой ИС. Кроме того, транзистор служит основой построения межсоединений, как внутренних (между ИС), так и внешних.

Основные правила, описывающие биполярный транзистор

Напряжение на выводе транзистора, взятое по отношению к потенциалу земли, обозначается буквенным индексом (К, Б или Э): например,

U _к ‑ это напряжение на коллекторе. Напряжение между выводами обозначается двойным индексом, например, U_БЭ ‑ это напряжение между базой и эмиттером. Если индекс образован двумя одинаковыми буквами, то это – напряжение источника питания: U _KK ‑ это напряжение питания (обычно положительное) коллектора, U_ЭЭ – напряжение питания (обычно отрицательное) эмиттера.

Транзистор – это электронный прибор, имеющий три вывода.

Условные обозначения транзистора

Различают биполярные транзисторы

n‑р‑n ‑ и p‑n‑p ‑типа. Транзисторы n‑р‑n ‑типа, подчиняются следующим правилам (для транзисторов р‑n‑р ‑ типа, правила сохраняются, но следует учесть, что полярности напряжений должны быть изменены на противоположные):

Правило1. Коллектор имеет более положительный потенциал, чем эмиттер.

Правило2. Цепи база‑эмиттер и база‑коллектор работают как диоды. Обычно диод база‑эмиттер открыт, а диод база‑коллектор смещен в обратном направлении, т.  е. приложенное напряжение препятствует протеканию тока через, него.

Выводы транзистора с точки зрения омметра.

Правило3. Каждый транзистор характеризуется максимальными значениями I_K, I_Б и U_КЭ. За превышение этих значений приходится расплачиваться новым транзистором. Следует помнить и о предельных значениях других параметров, например рассеиваемой мощности (I_КЭU_КЭ), температуры, U_БЭ и др.

Правило4. Если правила 1–3 соблюдены, то ток I_К прямо пропорционален току I_Б и можно записать следующее соотношение:

I_K = h_21ЭI_Б = βI_Б

где

h _21Э ‑ коэффициент усиления по току (обозначаемый также β), обычно составляет около 100 (легко определяется, например,тестером ESR meter DIY MG328). Токи I_K и I_Э втекают в эмиттер. Замечание: коллекторный ток не связан с прямой проводимостью диода база‑коллектор; этот диод смещен в обратном направлении. Будем просто считать, что «транзистор так работает».

Правило4 определяет основное свойство транзистора: небольшой ток базы управляет большим током коллектора.

Запомните: параметр

h_21Э  нельзя назвать «удобным»; для различных транзисторов одного и того же типа его величина может изменяться от 50 до 250. Он зависит также от тока коллектора, напряжения между коллектором и эмиттером, и температуры. Схему можно считать плохой, если на ее характеристики влияет величина параметра h_21Э.

Из правила 2 следует, что напряжение между базой и эмиттером нельзя увеличивать неограниченно, так как если потенциал базы будет превышать потенциал эмиттера более чем на 0,6–0,8 В (прямое напряжение диода), то возникнет очень большой ток.

Следовательно, в работающем транзисторе напряжения на базе и эмиттере связаны следующим соотношением: U_Б = U_Э + 0,6 В (U_Б = U_Э + U_БЭ). Еще раз уточним, что полярности напряжений указаны для транзисторов n‑р‑n ‑типа, их следует изменить на противоположные для транзисторов р‑n‑р ‑ типа.

Следует обратить внимание, что ток коллектора не связан с проводимостью диода. Дело в том, что обычно к диоду коллектор‑база приложено обратное напряжение. Более того, ток коллектора очень мало зависит от напряжения на коллекторе (этот диод подобен небольшому источнику тока), в то время как прямой ток, а следовательно, и проводимость диода резко увеличиваются при увеличении приложенного напряжения.

Смотрите больше:

Что такое транзисторы, для чего нужны, их виды и характеристики

Главная » Электроника » Что такое транзисторы, для чего нужны, их виды и характеристики

0

Январь 4, 2022 Электроника admin

Транзистором является электронный компонент, способный по специфике своей работы усиливать слабый электрический сигнал. Само по себе понятие транзистор состоит из двух слов: трансфер и резистор. В первом случае трансфер переводится с английского как «передача», а резистор – как «сопротивление». Найти характеристики нужного вам радиоэлемента поможет удобный онлайн справочник транзисторов.

Исходя из вышесказанного следует отметить, что транзистором является некое «сопротивление», способное регулировать интервал напряжения между эмиттером и базой. Это касается транзисторов биполярного типа. В транзисторах полевого типа предел напряжения регулируется в районе истока и затвора.

Виды транзисторов

На сегодняшний день существуют полевые и биполярные транзисторы. Биполярные транзисторы могут быть прямой или обратной проводимости (обозначаются n-p-n или p-n-p).

Полевой транзистор имеет канал типа N или P. Как правило, затворы полевых электрических изделий изолируются. Также каналы поля могут делиться на индуцированные и встроенные.

Основные характеристики изделия

Применяются транзисторы в технике посредством своих технических характеристик.

Как правило, они работают в нескольких режимах: ключевой режим и усилительный режим. Если электрический элемент работает в первом режиме, то он в процессе эксплуатации либо полностью закрыт, либо открыт все время.

Этот фактор позволит качественным образом управлять нагрузками электрической цепи, применяя при этом малые токи. Если транзисторы предусматривается эксплуатировать в усилительном или динамическом режимах, то изделие будет изменять выходные сигналы в момент небольшого изменения входных параметров.

Входными параметрами также называют управляющий сигнал, подающийся на изделие.

Разновидности современных транзисторов

Транзисторы биполярного типа в корпусе ТО3 2Н3055 широко распространены в звуковых каскадах современных усилителей. В данной схеме устройство склонно работать в динамическом режиме.

Данный тип транзистора зачастую применяется в низких частотах усилителей трансформаторного типа. Следует отметить, что при работе на коллекторе и эмиттере в процессе работы достигается напряжение, равное 70 Вольт и ток в пределах 15 А.

Благодаря современному корпусу выполненному в ТО – 3 транзисторы данного типа легко крепятся на охлаждающие радиаторы при необходимости. Транзисторы типа КТ – 315 являются легендой отечественных биполярных транзисторов.

Их применяют в маломощных схемах. Хорошо подходит для ключевого и динамического режима.

Что такое транзистор и для чего он используется?

Транзисторы — одно из важнейших изобретений 20 века. Вы можете найти их почти в каждом электронном устройстве, от радиоприемников до телевизоров и компьютеров. Но что такое транзистор и как он работает?

Что такое транзистор?

Транзистор представляет собой электронное устройство с тремя выводами, которое усиливает или переключает электронные сигналы. Его основными компонентами являются два полупроводниковых материала, обычно кремний, с противоположными свойствами, известные как p-тип и n-тип.

Когда два материала помещаются вместе, они образуют барьер истощенного слоя. Этот слой действует как переключатель, позволяя электрическому току протекать или не протекать, в зависимости от напряжения, подаваемого на третий вывод, известный как затвор.

Транзисторы используются почти во всех электронных устройствах и являются важными компонентами интегральных схем или микросхем. Изобретенные в 1947 году Джоном Бардином, Уолтером Браттейном и Уильямом Шокли из Bell Laboratories, транзисторы произвели революцию в электронике, сделав возможными более компактные, дешевые и более надежные устройства.

Транзисторы состоят из трех основных частей:

• База
• Коллектор
• Эмиттер

Базовая клемма управляет протеканием тока между двумя другими клеммами. Коллектор собирает ток, идущий от базы, а эмиттер излучает ток от коллектора.

Транзисторы могут работать как усилители или переключатели. Транзистор увеличивает ток, протекающий через него, когда используется в качестве усилителя. Транзисторы могут включать или выключать ток при использовании в качестве переключателя.

Как работает транзистор?

Транзистор работает очень просто. Когда ток через базу не течет, транзистор находится в выключенном состоянии. Это означает, что через клеммы коллектора и эмиттера не может протекать ток.

При подаче тока на клемму базы транзистор переходит во включенное состояние. Это позволяет току течь через клеммы коллектора и эмиттера. Величина тока, который может протекать через транзистор, зависит от величины, подаваемой на базовую клемму.

Что делают транзисторы? Применение транзисторов

Транзисторы используются в различных электронных устройствах и имеют широкий спектр применения.

Микросхемы компьютерной памяти

Одним из наиболее распространенных применений транзисторов являются микросхемы компьютерной памяти. Эти чипы хранят информацию в виде электрических зарядов, а транзисторы действуют как крошечные переключатели, которые могут включать и выключать заряды. Это делает их идеальными для хранения данных, поскольку они могут хранить множество информации в компактном пространстве. Кроме того, они быстрые, что важно для компьютеров, которым необходимо быстро получать доступ к большим объемам данных.

Переключатели

Транзисторы часто используются в качестве переключателей, поскольку они быстро включаются и выключаются. Это делает их идеальными для цифровых цепей, где они могут с большой точностью управлять потоком электричества.

Усилители

Транзисторы также используются в качестве усилителей. Усилители берут слабый электрический сигнал и усиливают его, делая его сильнее. Первое коммерческое применение транзисторов было в слуховых аппаратах и ​​карманных радиоприемниках. Сегодня транзисторы используются во множестве приложений для усиления звука, например, в стереосистемах и усилителях музыкальных инструментов.

Цифровые логические схемы

Транзисторы также используются в цифровых логических схемах. Цифровые логические схемы являются строительными блоками цифровой электроники, такой как компьютеры и сотовые телефоны. Эти схемы используют транзисторы для выполнения булевых логических операций, которые являются основой для всех цифровых вычислений.

Транзисторы — строительные блоки современной электроники

Мы прошли долгий путь с тех пор, как в 1947 году был изобретен первый транзистор. Сегодня транзисторы можно найти во всем, от сотовых телефонов до автомобилей, и они играют важную роль в нашей жизни.

Хотя вы можете и не задумываться о них, транзисторы находятся за кулисами, следя за тем, чтобы ваш телефон звонил, ваша машина заводилась, а ваше любимое шоу шло по телевизору. Надеюсь, это помогло вам лучше понять один из самых фундаментальных компонентов всей электроники.

Теория транзисторов. Транзисторы с биполярным соединением

Транзисторы с биполярным соединением

Вы должны вспомнить из более раннего обсуждения, что PN-переход с прямым смещением сравнимы с элементом цепи с низким сопротивлением, потому что он пропускает большой ток в течение заданное напряжение.

В свою очередь, PN-переход с обратным смещением сравним с высокоомный элемент цепи. Используя формулу закона Ома для мощности ( P = I ² R ) и при условии, что ток поддерживается постоянным, можно сделать вывод, что мощность, развиваемая на высоком сопротивлении, больше чем тот, который развивался при низком сопротивлении. Таким образом, если бы кристалл содержал два PN-перехода (один с прямым смещением, другой с обратным смещением), маломощный сигнал могут быть введены в переход с прямым смещением и генерировать сигнал высокой мощности на переходе с обратным смещением. Таким образом, будет получен прирост мощности по кристаллу. Эта концепция является основной теорией того, как работает транзистор. усиливает. Имея в памяти эту свежую информацию, давайте перейдем непосредственно к NPN-транзистор.

Работа транзистора NPN

Как и в случае диода с PN-переходом, N-материал, из которого состоит две концевые секции транзистора

N P N содержат некоторое количество свободных электронов, в то время как центральная секция P содержит избыточное количество отверстий. Действие на каждом перекрестке между этими секциями такое же, как описано ранее для диода; то есть, развиваются области истощения и появляется соединительный барьер. Использование транзистора в качестве усилителя каждый из этих переходов должен модифицироваться некоторым внешним напряжением смещения. Чтобы транзистор функционировал в этом качестве, первый PN-переход (переход эмиттер-база) смещен в прямом или низкоомном направлении. В то же время второй переход PN (переход база-коллектор) смещен в обратном направлении, или высокоомное, направление. Простой способ запомнить, как правильно смещать транзистор заключается в наблюдении за элементами NPN или PNP, из которых состоит транзистор. Письма эти элементы указывают, какую полярность напряжения использовать для правильного смещения. Например, обратите внимание на транзистор NPN ниже:

1. Излучатель, который является первой буквой в последовательности N PN, подключается к n отрицательная сторона батареи, а основание, которое является второй буквой (N P N), подключен к положительной стороне p .

2. Однако, поскольку второй PN-переход должен быть смещен в обратном направлении для правильного работы транзистора, то коллектор должен быть подключен к напряжению противоположной полярности ( p ositive), чем то, что указано в его буквенном обозначении (NP N ). Напряжение на коллекторе также должно быть больше положительного, чем на базе, как показано ниже:

Теперь у нас есть правильно смещенный NPN-транзистор.

Таким образом, база транзистора N P N должна быть p положительной с относительно эмиттера, а коллектор должен быть более положительным, чем база.

Соединение прямого смещения NPN

Важный момент, который следует отметить в это время, который не обязательно упоминался во время объяснения диода, это тот факт, что материал N с одной стороны перехода с прямым смещением легирован сильнее, чем материал P. Это приводит к тому, что через соединение проходит больше тока. электронов-носителей из материала N, чем большинство дырок-носителей из P материал. Следовательно, проводимость через прямосмещенный переход, как показано на рисунке ниже в основном на мажоритарные носители электронов из материала N (эмиттер).

Переход с прямым смещением в транзисторе NPN.

С переходом эмиттер-база на рисунке, смещенным в прямом направлении, электроны покидают отрицательную клемму батареи и входят в материал N (эмиттер). Поскольку электроны являются основными носителями тока в материале N, они легко проходят через через эмиттер, пересечь переход и соединить с отверстиями в материале P (основа). Для каждого электрона, заполняющего дырку в материале P, другой электрон покинет материал P (создав новую дырку) и войдет в положительный полюс батареи.

Соединение обратного смещения NPN

Второй переход PN (база-коллектор), или переход с обратным смещением, как его называют. (рисунок ниже), блокирует пересечение узла большинством носителей тока. Однако, есть очень небольшой ток, упомянутый ранее, который действительно проходит через это соединение. Этот ток называется ток меньшинства или обратный ток . Как вы помните, этот ток создавался электронно-дырочными парами. Миноритарные перевозчики для PN-переход с обратным смещением — это электрона в материале P и дырки в материале Н. Эти неосновные носители фактически проводят ток для переход с обратным смещением, когда электроны из материала P входят в материал N, а отверстия из материала N входят в материал P. Однако меньшинство Электроны тока (как вы увидите позже) играют самую важную роль в работу NPN-транзистора.

Переход с обратным смещением в транзисторе NPN.

В этот момент вы можете задаться вопросом, почему второй переход PN (база-коллектор) не смещен в прямом направлении, как и первый переход PN (излучатель-база). Если оба соединения были бы смещены вперед, электроны имели бы тенденцию вытекать из каждого конечная часть N P N транзистор (эмиттер и коллектор) к центральной секции P (базе). По сути, у нас было бы два переходных диода, обладающих общей базы, тем самым устраняя любое усиление и нанося ущерб цели транзистор. Слово предостережения в порядке в это время. Если вы должны ошибочно смещает второй PN-переход в прямом направлении, чрезмерное ток может выделять достаточно тепла, чтобы разрушить переходы, делая бесполезный транзистор. Поэтому убедитесь, что полярность напряжения смещения верна. перед выполнением каких-либо электрических соединений.

Взаимодействие соединения NPN

Теперь мы готовы посмотреть, что произойдет, если мы поместим два соединения Транзистор NPN в работе в то же время. Для лучшего понимания того, как эти два соединения работают вместе, обратитесь к рисунку ниже во время обсуждения.

Работа транзистора NPN.

Батареи смещения на этом рисунке обозначены V _CC для питания коллектора и В _BB для питания базового напряжения. Также обратите внимание, что батарея основного источника питания довольно мала, на что указывает количество ячеек в аккумуляторе, обычно 1 вольт или менее. Однако, подача коллектора, как правило, намного выше, чем подача базы, обычно около 6 вольт. Как вы увидите позже, эта разница в напряжениях питания необходимо, чтобы ток протекал от эмиттера к коллектору.

Как указывалось ранее, ток во внешней цепи всегда обусловлен к движению свободных электронов. Следовательно, электроны текут из отрицательных клеммы батарей питания к эмиттеру N-типа. Это комбинированное движение электронов известен как ток эмиттера ( I _E ). Поскольку электроны являются основными носителями в материале N, они будут двигаться через эмиттер из N-материала к переходу эмиттер-база. С этой развязкой вперед при смещении электроны продолжают двигаться в базовую область. Как только электроны находятся в основание, представляющее собой материал П-типа, теперь они становятся малыми носителями . Часть электронов, перемещающихся в базу, рекомбинирует с имеющимися дырками. На каждый электрон, который рекомбинирует, другой электрон уходит через базу. провод как базовый ток I _B (создание нового отверстия для возможная комбинация) и возвращается к батарее основного питания V _BB . Электроны, которые рекомбинируют, теряются для коллектора. Поэтому, чтобы сделать транзистор более эффективным, базовая область сделана очень тонкой и слегка легированный. Это уменьшает возможность рекомбинации электрона. с дырой и потеряться. Таким образом, большая часть электронов, перешедших в базу области попадают под влияние большого обратного смещения коллектора. Эта предвзятость действует как прямое смещение для неосновных носителей (электронов) в базе и, как таковое, ускоряет их через переход база-коллектор в коллектор область, край. Поскольку коллектор изготовлен из материала N-типа, электроны которые доходят до коллектора снова стали основными носителями . Оказавшись в коллекторе, электроны легко перемещаются через материал N и возврат к плюсовой клемме коллектора питающей батареи В _СС как ток коллектора ( I _C ).

Для дальнейшего повышения КПД транзистора коллектор физически больше основания по двум причинам: (1) увеличить вероятность сбора носителей, которые диффундируют в сторону, а также непосредственно через базовую область, и (2) чтобы коллектор мог обрабатывать больше тепла без повреждений.

Таким образом, полный ток в транзисторе NPN протекает через вывод эмиттера. Следовательно, в процентах I _E равно 100 процентам. На с другой стороны, так как основа очень тонкая и слегка легированная, то меньший процент от общего тока (ток эмиттера) будет течь в базе цепи, чем в коллекторной цепи. Обычно не более 2-5%. общий ток является базовым током ( I _B ), а остальные 95 к 98 процентов — ток коллектора ( I _C ). Очень простой между этими двумя течениями существует связь:

Проще говоря, это означает, что ток эмиттера разделяется на ток базы. и ток коллектора. Поскольку количество тока, выходящего из эмиттера, равно исключительно функцией смещения эмиттер-база, и поскольку коллектор получает большую часть этого тока, то небольшое изменение смещения эмиттер-база будет иметь гораздо большее влияние на величину тока коллектора, чем на базовый ток. В заключение отметим, что относительно небольшое смещение эмиттер-база регулирует относительно большой ток эмиттер-коллектор.

Работа транзистора PNP

Транзистор PNP работает по существу так же, как транзистор NPN. Однако, поскольку эмиттер, база и коллектор PNP-транзистора изготовлены из материалы, отличные от тех, что используются в NPN-транзисторах, разные токи поток носителей в блоке PNP. Основными носителями тока в PNP-транзисторе являются отверстия. Это в отличие от NPN-транзистора, где ток большинства переносчиками являются электроны. Чтобы поддерживать этот другой тип тока (дырочный поток), батареи смещения перевернуты для транзистора PNP. Типичная предвзятость Настройка транзистора PNP показана на рисунке ниже. Заметить, что процедура, использованная ранее для правильного смещения транзистора NPN, также применима здесь к транзистору PNP. Первая буква (П) в P Последовательность NP указывает полярность напряжения, необходимого для эмиттера ( p положительная), а вторая буква (N) указывает на полярность базового напряжения ( n отрицательная). Поскольку переход база-коллектор всегда смещен в обратном направлении, то полярность напряжения ( n отрицательная) должна использоваться для коллектора. Таким образом, база транзистора P N P должна быть n отрицательной относительно к эмиттеру, а коллектор должен быть более отрицательным, чем база. Помните, как и в случае NPN-транзистора, эта разница в напряжение питания необходимо для протекания тока (дырочный проток в корпусе транзистора PNP) от эмиттера к коллектору. Хотя отверстие поток является преобладающим типом тока в транзисторе PNP, отверстие поток происходит только внутри самого транзистора, в то время как электроны текут в внешний контур. Однако именно внутридырочное течение приводит к потоку электронов во внешних проводах, подключенных к транзистору.

Правильно смещенный PNP-транзистор.

Соединение прямого смещения PNP

Теперь рассмотрим, что происходит, когда переход эмиттер-база в рисунок ниже смещен вперед. При показанной настройке смещения положительный клемма батареи отталкивает отверстия эмиттера к основанию, в то время как отрицательный вывод направляет базовые электроны к эмиттеру. Когда эмиттерная дырка и базовый электрон встречаются, объединяются. Для каждого электрона, который соединяется с дыркой, другой электрон покидает отрицательный полюс батареи и входит в базу. При этом электрон покидает эмиттер, создавая новую дырку, и входит в положительный вывод батарея. Это движение электронов в базу и из эмиттера составляет базовый текущий поток ( I _B ), и пути эти электронов называют цепью эмиттер-база.

Переход с прямым смещением в PNP-транзисторе.

Соединение обратного смещения PNP

В переходе с обратным смещением (рисунок ниже) отрицательное напряжение на коллекторе и положительное напряжение на базовом блоке основных носителей тока от пересечения перекрестка. Однако это же отрицательное напряжение коллектора действует как прямое смещение для неосновные токовые отверстия в основании, которые пересекаются перекресток и войти в коллектор. неосновных текущих электрона в коллектор также воспринимает прямое смещение (положительное базовое напряжение) и перемещается в базу. Отверстия в коллекторе заполняются электронами, поступающими из отрицательного клемма аккумулятора. В то же время электроны покидают отрицательную клемму батареи, другие электроны в базе разрывают свои ковалентные связи и входят положительный полюс аккумулятора. Хотя есть только меньший текущий поток в переходе с обратным смещением он все еще очень мал из-за ограниченного число миноритарных текущих носителей.

Переход с обратным смещением в PNP-транзисторе.

Взаимодействие соединения PNP

Взаимодействие между переходами прямого и обратного смещения в PNP транзистор очень похож на транзистор NPN, за исключением того, что в PNP транзистор, большинство носителей тока — дырки. В транзисторе PNP, показанном на рис. На рисунке ниже положительное напряжение на эмиттере отталкивает дырки к базе. Оказавшись в базе, дырки объединяются с базовыми электронами. Но опять же, помните, что базовая область сделана очень тонкой, чтобы предотвратить рекомбинацию дырок с электроны. Следовательно, значительно больше 90 процентов отверстий, которые входят в основание, становятся притягиваются к большому отрицательному напряжению коллектора и проходят прямо через базу. Однако для каждого электрона и дырки, которые объединяются в базовой области, электрон покидает отрицательную клемму базовой батареи ( V _BB ) и входит в базу как ток базы ( I _B ). В то же время электрон покидает отрицательную клемму батареи, другой электрон покидает эмиттер как I _E (создание новой дырки) и входит в положительный вывод В _ВВ . При этом в коллекторной цепи электроны из коллекторной батареи ( V _CC ) попадают в коллектор как I _C и совместите с лишним отверстием от основания. На каждую дырку, нейтрализованную в коллекторе электроном, приходится другой электрон. покидает эмиттер и начинает свой путь обратно к положительной клемме V _CC .

Работа транзистора PNP.

Хотя ток во внешней цепи транзистора PNP противоположен в направлении транзистора NPN, основные носители всегда поток от эмиттера к коллектору. Этот поток большинства носителей также приводит к образованию двух отдельных токовых петель в каждом транзистор. Одна петля — это путь базового тока, а другая петля — это тракт коллектор-ток. Сочетание тока в обоих эти петли ( I _B + I _C ) Итого ток транзистора ( I _E ). Самое главное помнить о двух разных типах транзисторов заключается в том, что эмиттер-база напряжение PNP-транзистора оказывает такое же управляющее влияние на коллектор ток как у транзистора NPN. Говоря простым языком, увеличение напряжение прямого смещения транзистора уменьшает переход эмиттер-база барьер. Это действие позволяет большему количеству носителей достичь коллектора, вызывая увеличение тока от эмиттера к коллектору и через внешний контур. И наоборот, уменьшение напряжения прямого смещения уменьшает ток коллектора.