Транзистор состоит из: Эта страница ещё не существует

Входные характеристики транзистора отображаются между током эмиттера и напряжением эмиттер-база с напряжением базы коллектора как постоянной.

Характеристики транзистора показаны между током коллектора и напряжением коллектор-база, при этом ток эмиттера является постоянной величиной.

Выходные характеристики распределены по разным разделам:

Активная область — В этом активном режиме все вместе переходы имеют обратное смещение, и ток не проходит через схему. Таким образом, транзистор остается в выключенном состоянии; работают как разомкнутый выключатель.

Область насыщенности — В этом режиме насыщения оба перехода смещены в прямом направлении, и ток проходит через схему. Следовательно, транзистор остается во включенном состоянии; работают как замкнутый переключатель.

Отсеченная область — В этом режиме отсечки один из переходов находится в прямом смещении, а другой — в обратном. Этот режим отсечки используется для усиления тока.

В режиме общей базы база заземлена. EB-переход подключается с прямым смещением во время стандартной работы; входные характеристики аналогичны pn диоду. я_E увеличивается с увеличением | V_CB|, Если функциональное напряжение при | В_CB| увеличивается, размер обедненной области в CB-переходе увеличивается, тем самым уменьшая эффективную базовую область. «Изменение эффективной ширины базы» под действием напряжения, приложенного к клемме коллектора, называется ранним эффектом.

Из узлового анализа мы знаем,

I_E=I_B+I_C

Теперь α = отношение I_C И я_E

Итак, α = I_C/I_E

       I_C= αI_E

       I_E=I_B+ αI_E

      I_B=I_E (1- а)

В режиме CE эмиттер заземлен, входное напряжение подается между эмиттером и базой, а выходное напряжение измеряется от коллектора и эмиттера.

β = соотношение между I_C И я_B

β = I_C/I_B

I_C= βI_B

I_E=I_B+ βI_B

I_E=I_B (1+ β)

В режиме общего эмиттера эмиттер является общим для входа и выхода схемы. Входной ток I_B  график зависимости напряжения V_BE с выходным напряжением V_CE в настоящее время. Это связано с тем, что ширина обедненной области на коллекторно-эмиттерном переходе увеличивается. Это называется Ранний эффект.

В режиме CC или с общим коллектором коллектор должен быть заземлен, и вход подается от базового коллектора, а выход — от коллектора к эмиттеру.

Соотношение, Я_E/I_B = Я_E/I_C.I_C/I_B

Или я_E/I_B = β / α

Мы знаем, что α = β (1- α)

                 β = α β + α

               I_E=I_B (1+ β)

Отношения между α и β: —

Мы знаем,

чтобы узнать больше о транзисторе нажмите сюда

О Сумали Бхаттачарье

В настоящее время я инвестирую в сферу электроники и связи.
Мои статьи сосредоточены на основных областях базовой электроники с использованием очень простого, но информативного подхода.
Я хорошо учусь и стараюсь быть в курсе всех последних технологий в области электроники.

Подключимся через LinkedIn —
https://www.linkedin.com/in/soumali-bhattacharya-34833a18b/

Транзистор | Викитроника | Fandom

Изобретение транзистора было сделано великими американскими учеными мистером Вардоном и мистером Брадоном. в 1947 году. После изобретения транзистора в области электроники произошла настоящая революция. Он (транзистор) представляет собой полностью электронное устройство, которое обычно изготавливается из полупроводниковых материалов германия или кремния. В чистом состоянии полупроводник обычно не является проводником. Добавляя два типа примесей, мы получаем два типа полупроводников:

• Полупроводник N-типа.
• Полупроводник P-типа.

Добавив полупроводник типа P и N, можно получить соединение и устройство, называемое диодом. В транзисторе два перехода, поэтому он называется бипереходным или биполярным транзистором. В транзисторе действительно есть два перехода, один из которых обеспечивает очень низкое сопротивление для протекания тока, а другой обеспечивает очень высокое сопротивление. Один транзистор передает ток от низкого сопротивления к высокому сопротивлению, по этой причине он называется передачей резистора или транзистора.По конструкции различают два типа транзисторов.

В обоих типах есть три вывода, а именно эмиттер, база и коллектор. Терминал, который излучает заряд, называется эмиттером, а тот, который собирает заряд, называется коллектором. Средний слой между эмиттером и коллектором называется базой, которая образует два перехода, один с эмиттером, а другой с коллектором, переход между базой и эмиттером называется эмиттерным переходом, и этот между базой и коллектором называется коллекторным переходом.Функция базы заключается в контроле тока коллектора.

Транзистор типа P-N-P[]

Состоит из двух слоев P-типа и одного слоя N-типа. В этом типе мы добавляем два слоя P-типа с двумя сторонами слоя N-типа. Таким образом, мы получаем переход PN и другой переход NP, мы можем сравнить транзистор PNP с двумя диодами, которые соединены полупроводниками типа NN между двумя диодами, один из которых называется эмиттерно-базовым диодом или эмиттерным диодом, а другой называется коллекторной базой или коллекторным диодом.На рисунке 1 (а) показаны два перехода транзистора P-N-P. На рис. l(b) представлено условное изображение транзистора P-N-P, а на рис. l(a) представлена ​​эквивалентная схема транзистора. В символическом изображении транзистора P-N-P стрелка направлена ​​внутрь.

Транзистор N-P-N[]

Он состоит из двух полупроводниковых слоев N-типа и одного P-типа. При этом между двумя слоями полупроводника N-типа находится слой материала P-типа, свойства транзистора N-P-N этого типа полностью противоположны транзистору P-N-P.На рис. LLK ig 2(c) показана диодная эквивалентная схема транзистора N-P-N. На символическом изображении транзистора N-P-N стрелка направлена ​​наружу.

P-N-P и N-P-N оба транзистора изготовлены из кремния и германия с низкими проводниками. Транзисторы, изготовленные из кремниевых полупроводников, называются кремниевыми транзисторами, а германиевые полупроводники называются германиевыми полупроводниками. Германиевые транзисторы всегда имеют металлический корпус, тогда как кремниевые транзисторы могут быть как в металлическом, так и в кварцевом корпусе.В настоящее время широко используются кремниевые транзисторы, на это есть много причин. Основная причина заключается в том, что выходная мощность транзистора Ge ниже, чем у кремниевого транзистора. Кремниевый (Si) транзистор может дать выходную мощность до 25 Вт, тогда как германиевый (Ge) транзистор не может дать такой высокой мощности. Транзисторы Si могут работать на более высокой частоте, чем транзисторы Ge. Si-транзисторы могут работать при сравнительно высоких температурах, тогда как Ge-транзисторы при высоких температурах разрушаются. Коэффициент усиления тока Si-транзистора больше, чем Ge-транзистора.В кремниевом транзисторе при 30°С ток утечки увеличивается до 10 раз. Этот ток утечки повышает температуру коллекторного перехода и может его разрушить. Поэтому по вышеуказанным причинам Si-транзистор используется шире, чем Ge-транзистор. Определите выводы транзистора: Обычно в транзисторах есть три вывода, которые называются эмиттером, базой и коллектором, но в высокочастотном диапазоне (частоты) транзистора есть дополнительная клемма, называемая экраном. Этот вывод обычно подключается к корпусу транзистора.В каждом типе транзистора есть разные способы идентификации этих выводов. В каком-то транзисторе для поиска этих выводов может быть ориентир, по которому мы знаем выводы эмиттера, базы и коллектора, если у некоторых типов транзисторов разные фирмы, то метод идентификации может быть другим. Чтобы идентифицировать выводы некоторых важных транзисторов, мы следуем следующим пунктам.

1. В настоящее время обычно используются транзисторы фирмы BEL.Транзисторы, которые были доступны из материала Ge, теперь также доступны из материала Si, например, AC 187 и AC 1800 являются Ge-транзисторами, теперь на рынке доступны эквивалентные кремниевые транзисторы BEL с номерами BEL 187 и BEL 188. Идентификация клемм этот тип и другие кремниевые транзисторы, мы делаем в соответствии со следующими рисунками: эти транзисторы — БЭЛ 188, БЭЛ187, БЭЛ147, БЭЛ148, БЭЛ158, БЭЛ157 и т. д., формы всех этих транзисторов полукруглые и концевые.’; находятся на прямой линии.Для идентификации выводов берем транзисторы в руки таким образом, чтобы часть транзистора, на которой написаны цифры, оставалась к нам, а выводы оставались нижней стороной. Тогда крайний левый вывод является коллектором, крайний правый — эмиттером, а средний — базой. Эти транзисторы называются кремниевыми плоскостными транзисторами.
2. некоторые транзисторы специальной формы, выпускаемые фирмой BEL, называются Epitexial транзисторами. Номера этих транзисторов начинались с обозначения ВС, а выводы обозначались согласно рис. Кл.Количество некоторых транзисторов этого типа следующее: BC147, BC148, BC149, BC157, BC158.
3. Некоторые транзисторы Epitexial компании BEL, номера которых начинаются с BF, идентификация выводов этих транзисторов выполнена согласно рис. (5). Количество некоторых транзисторов этого типа: BE167, BF195, BF197.
4. Выводы некоторых плоских транзисторов, таких как BEL195, BEL 194 и т. д., отличаются от выводов других плоских транзисторов BEL. Там база и эмиттер меняются местами, выводы идентифицируются согласно рис. (6).показано на рис. (7). Номера некоторых транзисторов этого типа: AC127, AC128, AC187, AC188.
5. В некоторых транзисторах с металлическим корпусом ближе к выводу имеется металлический наконечник. Тот вывод, который ближе к наконечнику, называется эмиттерным, средний вывод называется базой, а крайний левый вывод называется коллектором, как показано на рис. , 2SC1820.
6. Некоторые силовые транзисторы имеют особую форму.Обычно есть две клеммы, корпус этих транзисторов, он сам работает как коллектор. Остальные клеммы обозначены согласно рис. (а). Номера некоторых транзисторов этого типа: AD149, AD161, AD162, BU105, BU108, BU205, BU207, 2N3055 и т. д. На корпусе этих транзисторов имеются два отверстия. Расстояние штифтов от одного отверстия меньше, чем другое отверстие. Поставив меньшее отверстие к себе, мы обнаружим, что крайний правый вывод является базой, а левый — эмиттером. Кроме этого, здесь мы даем таблицу для идентификации выводов некоторых других транзисторов.Эти транзисторы используются в разных черно-белых телевизорах.

Обозначение транзистора N-P-N и P-N-P[]

С помощью мультиметра Sanwa мы можем идентифицировать транзисторы PNP и NPN. В этом процессе, поместив мультиметр в диапазон 1Q, мы измеряем сопротивление между эмиттером-базой и базой-коллектором. Подключаем черный щуп мультиметра к базе транзистора и подключаем красный датчик к эмиттеру и коллектору соответственно, если стрелка измерителя показывает низкое сопротивление (т.е. дает большое показание), то транзистор является транзистором NPN.Когда мы подключаем красный щуп к базе и подключаем черный щуп к эмиттеру и коллектору соответственно, и если счетчик показывает низкое сопротивление (означает большое показание), то транзистор будет транзистором P-N-P. Каждый транзистор будет либо типа P-N-P, либо типа N-P-N. Таким образом, измеритель показывает низкое сопротивление только для одной проверки.

Идентификация германиевого или кремниевого транзистора[]

Для изготовления транзисторов используются два типа полупроводников, а именно Si и Ge. Германиевые транзисторы обычно имеют металлический корпус, тогда как кремниевый транзистор может быть как в металлическом, так и в кварцевом корпусе.В этом состоянии их трудно идентифицировать. Измерив сопротивление между эмиттером и коллектором мультиметром sanwa-P-3, мы не можем определить ни транзистор, ни тип P-N-P, ни тип N-P-N. Для этого мы подключаем черный провод мультиметра к коллектору, а красный провод к эмиттеру. Если счетчик показывает высокое сопротивление (означает, что ниддл показывает низкое значение), то меняем местами выводы счетчика, т.е. черный провод подключается к эмиттеру, а красный к коллектору. Теперь метр показывает низкое сопротивление (означает, что ниддл показывает высокое значение).Таким образом, если сопротивление между эмиттером и коллектором велико и затем низкий уровень, тогда транзистор будет германиевым транзистором. Способ проверки транзистора показан на рис-10. Но если в обоих процессах измеритель показывает высокое сопротивление, то транзистор будет si транзистором.

Идентификация поврежденного транзистора[]

Поврежденные транзисторы могут иметь обрыв цепи, короткое замыкание или стать негерметичными. Проверка этих транзисторов производится мультиметром. Чтобы проверить, исправен ли транзистор или поврежден, мы проверяем транзистор в первую очередь по типу P-N-P.Если мы проверим транзистор N-P-N с помощью процесса проверки P-N-P, и если измеритель показывает низкое сопротивление между базой-эмиттером или базой-коллектором или обоими. Тогда транзистор будет разомкнут (Ckted). После вышеуказанной проверки мы проверяем, изготовлен ли транзистор из Ge или Si. Для этого измеряем сопротивление между эмиттером и коллектором. Для кремниевого транзистора сопротивление между эмиттером и коллектором очень велико, и ниддл не меняет своего положения. Если ниддл показывает очень слабую (маленькую) индикацию, то транзистор негерметичен.Аналогичным образом в Ge транзисторе ниддл должен показывать одно время высокое сопротивление, а другое — низкое сопротивление между эмиттером и коллектором. Но если оба раза метр покажет низкое сопротивление, то транзистор будет негерметичным. А если ниддл дойдет до нуля, то эмиттер и коллектор будут короткими. Точно так же, если в Ge Transistor измеритель показывает высокое сопротивление оба раза (это либо пустяк, либо не больше, либо немного), то эмиттер и коллектор транзистора будут негерметичными и открытыми соответственно.Таким образом мы можем проверить поврежденный транзистор. Заменяем поврежденный транзистор новым транзистором того же типа. Перед установкой нового транзистора мы также должны проверить его. Много раз новый транзистор с тем же номером был недоступен на рынке. В это состояние ставим транзистор с эквивалентным номером. Мы можем найти эквивалентный номер любого транзистора из «Эквивалентной книги» или «Таблицы сравнения транзисторов». Эта книга также дает некоторую другую информацию о напряжении транзистора, которое мы можем дать, идентификацию клемм и упаковки.Там дана полная информация о транзисторах некоторых важных номеров. Которая дана в виде таблицы на последних страницах книги. Смещение транзистора: Подача необходимого питания на клеммы транзистора называется смещением. Если питание на все клеммы неправильное, транзистор не будет работать должным образом. Мы даем два типа смещения транзистору:

Транзистор изготовлен из двух типов полупроводников P-типа и N-типа. Если мы даем положительное питание для P-типа и отрицательное для N-типа, то это называется прямым смещением.Прямое смещение всегда подается на переход базы и эмиттера.

Подача отрицательного напряжения на P-тип и положительного на N-тип называется обратным смещением. Таким образом, в этом смещении мы даем обратную подачу материалам. Обратное смещение всегда подается на переход база-коллектор. Значение обратного смещения всегда больше прямого смещения. В обоих типах смещения база всегда общая, поэтому на базе присутствует как прямое, так и обратное смещение. По этой причине смещение базы называется сигналом переменного тока.Кроме того, на базу подается входной сигнал, который мы хотим усилить. Базовое смещение транзистора зависит от входного сигнала. Если базовое смещение не совпадает с входным сигналом (волной), то волна не будет проходить через транзистор должным образом, а также выход не будет правильным. Таким образом, мы делаем смещение базы в соответствии с входной волной. Это правильное смещение базы. Теперь подробно о смещении транзисторов типа N-P-N и P-N-P. (A) Смещение транзистора P-N-P: На рис. 12 показано смещение транзистора P-N-P.Здесь между базой и эмиттером мы даем прямое смещение, т.е. мы даем положительное питание материалу P-типа. Точно так же мы даем обратное смещение на соединение базы и коллектора, т.е. база получает положительное питание, а коллектор P-типа добавляется к отрицательному питанию. К базе подключены как положительные, так и отрицательные источники питания, поэтому отрицательное питание, вызывающее прямое смещение базы, имеет меньшее значение, чем положительное питание, подключенное к базе.

Проверка транзистора, установленного в цепи[]

Работа транзистора P-N-P[]

Согласно рис. 12, эмиттер смещен в прямом направлении, а переход коллектора смещен в обратном направлении.Так как эмиттер (P-типа) подключен к плюсу питания, то отверстия эмиттера отталкиваются от плюса и подходят к эмиттерному переходу. Под действием электрического давления эти отверстия пересекают эмиттерный переход и попадают в область базы N-типа. Базовая область очень тонкая и состоит из небольшого количества примесей в собственном полупроводнике. Отверстия от эмиттера входят в базовую область с очень большой скоростью, пересекают базовую область и попадают прямо в Р-область коллектора. Кроме того, число электронов в базе смещение базы увеличивает прямое смещение эмиттерного перехода, а значит, увеличивается ток коллектора.Точно так же, если смещение базы увеличивает обратное смещение эмиттера, то ток коллектора уменьшается и может прекратиться. Таким образом, низкое сигнальное напряжение, подаваемое на базу, контролирует большой ток коллектора. Практическое представление смещения: На практике напряжения питания на все выводы транзистора подаются от общего источника питания, на рис. 14 показано практическое представление прямого и обратного смещения для транзисторов N-P-N и P-N-P.

 [Скрыть это сообщение]
 

[Показать больше] Лавинный срыв Из Википедии, свободной энциклопедии • Хотите внести свой вклад в Википедию? • Перейти к: навигация, поиск

Лавинный пробой — это явление, которое может происходить как в изоляционных, так и в полупроводниковых материалах.Это форма умножения электрического тока, которая позволяет очень большим токам течь в материалах, которые в остальном являются хорошими изоляторами. Содержание [Спрятать]

 * 1 Пояснение
   * 2 Лавинный процесс
   * 3 приложения
   * 4 См. также
   * 5 ссылок
 

Пояснение

Лавинный пробой может произойти в изолирующих или полупроводниковых твердых телах, жидкостях или газах, когда электрическое поле в материале достаточно велико, чтобы разогнать свободные электроны до такой степени, что, когда они сталкиваются с атомами в материале, они могут выбить другие электроны: Таким образом, количество свободных электронов быстро увеличивается, поскольку вновь генерируемые частицы становятся частью процесса.Это явление успешно используется в полупроводниковых устройствах специального назначения, таких как лавинный диод, лавинный фотодиод и лавинный транзистор, а также в некоторых газонаполненных трубках. В полупроводниковых устройствах общего назначения, таких как обычные диоды, МОП-транзисторы, транзисторы, это устанавливает верхний предел рабочих напряжений, поскольку связанные электрические поля могут запустить процесс и вызвать чрезмерный (если не неограниченный) ток и разрушение устройства. Когда внутри твердого изоляционного материала происходит лавинный пробой, он почти всегда является разрушительным.Когда лавинообразный эффект возникает без соединения двух электродов, его называют электронной лавиной. Хотя есть некоторое внешнее сходство с пробоем Зенера, физические причины этих двух явлений очень разные.

Лавинный процесс

Лавинный пробой представляет собой процесс умножения тока, происходящий только в сильных электрических полях, который может быть вызван либо наличием очень высоких напряжений, например, в системах электропередачи, либо более умеренными напряжениями, возникающими на очень коротких расстояниях, например как в полупроводниковых приборах.Напряженность электрического поля, необходимая для достижения лавинного пробоя, сильно различается для разных материалов: в воздухе типична 3 МВ/м, в то время как в хорошем изоляторе, таком как некоторые виды керамики, требуются поля свыше 40 МВ/м. Напряженность поля, используемая в полупроводниковых устройствах, использующих лавинный эффект, часто находится в диапазоне 20–40 МВ / м, но сильно различается в зависимости от деталей устройства.

Как только будет достигнута необходимая напряженность поля, все, что необходимо для начала лавинного эффекта, — это свободный электрон, а поскольку даже в самых лучших изоляторах всегда присутствует небольшое количество свободных электронов, лавина всегда будет происходить.В устройствах, использующих лавинный эффект, электрическое поле обычно поддерживается чуть ниже порога, при котором возможен лавинный пробой, в результате чего ток сильно зависит от генерации свободных электронов. В лавинных фотодиодах, например, падающий свет используется для генерации этих свободных электронов.

Когда начинается лавинный пробой, свободные электроны разгоняются электрическим полем до очень высоких скоростей. Когда эти высокоскоростные электроны движутся через материал, они неизбежно сталкиваются с атомами.Если их скорости недостаточно для лавинного пробоя (из-за недостаточной силы электрического поля), они поглощаются атомами и процесс останавливается. Однако, если их скорость достаточно высока, при ударе об атом они выбивают из него электрон, ионизируя его (по понятным причинам это называется ударной ионизацией). И исходный электрон, и тот, который только что был выбит, затем ускоряются электрическим полем и ударяются о другие атомы, в свою очередь выбивая дополнительные электроны.По мере того, как этот процесс продолжается, количество свободных электронов, движущихся через материал, увеличивается экспоненциально, часто достигая максимума всего за пикосекунды. Лавина может привести к протеканию очень больших токов, ограниченных только внешней схемой. Когда все электроны достигают анода, процесс останавливается, если, конечно, не образуются и дырки.

Для транзистора с биполярным переходом сила базового привода оказывает важное влияние на лавинное напряжение. Если к базе подключен низкоомный заряд, то заряд быстро снимается с базы, что помогает сдерживать лавинный процесс, но если база приводится в действие высоким импедансом, например, источником тока, то избыточные заряды остаются в базе. и лавина возникает при более низком электрическом поле.

[править] Приложения

Если ток не ограничен извне, процесс обычно разрушает устройство, в котором он начался, и в таких ситуациях, как изоляторы линий электропередач, это может принять форму взрывного пробоя изолятора. Когда лавинный поток ограничен извне, лавинный пробой может успешно служить нескольким целям. В лавинных транзисторах и лавинных фотодиодах этот эффект используется для умножения обычно крошечных токов, тем самым увеличивая коэффициент усиления устройств: в лавинных фотодиодах может быть достигнуто усиление по току более миллиона.Кроме того, это явление очень быстрое, а это означает, что лавинный ток быстро следует за изменениями лавинного напряжения или начального заряда (количество свободных электронов, доступных для запуска процесса), и это дает лавинным транзисторам и лавинным фотодиодам возможность работать в микроволновом диапазоне. диапазона и в импульсных схемах. В лавинных диодах этот эффект в основном используется для построения схем защиты от перенапряжения и схем опорного напряжения: на самом деле лавинный пробой и пробой Зенера совместно присутствуют в каждом лавинном диоде, в зависимости от напряжения пробоя, которое является ведущим процессом. к лавинному течению.

 [Скрыть это сообщение]
 

[Показать больше] Стабилитрон Из Википедии, свободной энциклопедии (Перенаправлено с поломки Зенера) • Есть вопросы? Узнайте, как задавать вопросы и получать ответы. • Перейти к: навигация, поиск Схематический символ стабилитрона Схематический символ стабилитрона Вольт-амперная характеристика стабилитрона с напряжением пробоя 17 вольт. Обратите внимание на изменение шкалы напряжения между прямым (положительным) направлением и обратным (отрицательным) смещением.Вольт-амперная характеристика стабилитрона с напряжением пробоя 17 вольт. Обратите внимание на изменение шкалы напряжения между прямым (положительным) направлением и обратным (отрицательным) смещением.

Зенеровский диод — это тип диода, который позволяет току течь в прямом направлении, как обычный диод, но также и в обратном направлении, если напряжение больше, чем напряжение пробоя, известное как «напряжение колена Зенера» или «напряжение Зенера». «. Назван в честь Кларенса Зенера, первооткрывателя этого электрического свойства.

Обычный твердотельный диод не будет пропускать значительный ток, если его обратное напряжение ниже обратного напряжения пробоя. Превышая напряжение пробоя обратного смещения, обычный диод подвергается протеканию большого тока из-за лавинного пробоя. Если этот ток не ограничен внешней схемой, диод будет необратимо поврежден. В случае большого прямого смещения (ток течет в направлении стрелки) на диоде наблюдается падение напряжения из-за встроенного напряжения перехода и внутреннего сопротивления.Величина падения напряжения зависит от материала полупроводника и концентрации легирующих примесей.

Стабилитрон обладает почти такими же свойствами, за исключением того, что устройство специально разработано так, чтобы иметь значительно сниженное напряжение пробоя, так называемое напряжение Зенера. Диод Зенера содержит сильно легированный p-n переход, позволяющий электронам туннелировать из валентной зоны материала p-типа в зону проводимости материала n-типа. В атомной модели такое туннелирование соответствует ионизации ковалентных связей.Эффект Зенера был открыт физиком Кларенсом Мелвином Зенером. Диод Зенера с обратным смещением будет демонстрировать контролируемый пробой и пропускать ток, чтобы поддерживать напряжение на стабилитроне на уровне напряжения Зенера. Например, диод с напряжением пробоя Зенера 3,2 В будет демонстрировать падение напряжения 3,2 В, если приложенное к нему обратное напряжение смещения больше, чем его напряжение Зенера. Однако ток не неограничен, поэтому стабилитрон обычно используется для создания опорного напряжения для усилительного каскада или в качестве стабилизатора напряжения для слаботочных приложений.

Напряжение пробоя можно достаточно точно контролировать в процессе легирования. Доступны допуски в пределах 0,05%, хотя наиболее широко используемые допуски составляют 5% и 10%.

Другим механизмом, производящим аналогичный эффект, является лавинный эффект, как в лавинном диоде. Два типа диодов фактически сконструированы одинаково, и в диодах этого типа присутствуют оба эффекта. В кремниевых диодах до примерно 5,6 вольт эффект Зенера является преобладающим эффектом и показывает заметный отрицательный температурный коэффициент.Выше 5,6 вольт лавинный эффект становится преобладающим и имеет положительный температурный коэффициент.

В диоде на 5,6 В эти два эффекта проявляются вместе, а их температурные коэффициенты четко компенсируют друг друга, поэтому диод на 5,6 В является предпочтительным компонентом для применений, критичных к температуре.

Современные технологии производства позволяют производить устройства с напряжением ниже 5,6 В с незначительными температурными коэффициентами, но по мере того, как встречаются устройства с более высоким напряжением, температурный коэффициент резко возрастает.Диод на 75 В имеет коэффициент в 10 раз больше, чем диод на 12 В.

Все такие диоды, независимо от напряжения пробоя, обычно продаются под общим названием «стабилитрон».

Использование

Стабилитроны широко используются для регулирования напряжения в цепи. При параллельном подключении к источнику переменного напряжения с обратным смещением стабилитрон проводит ток, когда напряжение достигает обратного напряжения пробоя диода. С этого момента он поддерживает напряжение на этом значении.

В показанной схеме резистор R обеспечивает падение напряжения между UIN и UOUT. Значение R должно удовлетворять двум условиям:

 1. R должно быть достаточно малым, чтобы ток через D удерживал D в обратном пробое.
 

Значение этого тока указано в техпаспорте на D.

Например, обычное устройство BZX79C5V6[1], стабилитрон 5,6 В 0,5 Вт, имеет рекомендуемый обратный ток 5 мА. Если через D протекает недостаточный ток, то UOUT будет нерегулируемым и будет меньше номинального напряжения пробоя (это отличается от ламп регулятора напряжения, где выходное напряжение будет выше номинального и может возрасти до UIN).При расчете R необходимо учитывать любой ток, протекающий через внешнюю нагрузку, не показанную на этой схеме, подключенную через UOUT.

 2. R должно быть достаточно большим, чтобы ток через D не разрушил устройство.
 

Если ток через D равен ID, его напряжению пробоя VB и максимальной рассеиваемой мощности PMAX, то IDVB < PMAX.

Стабилитрон, используемый таким образом, известен как шунтирующий регулятор напряжения (шунт в данном контексте означает параллельное соединение, а регулятор напряжения представляет собой класс схемы, обеспечивающей стабильное напряжение на любой нагрузке).

Эти устройства также встречаются, как правило, последовательно с переходом база/эмиттер в транзисторных каскадах, где избирательный выбор устройства, сосредоточенного вокруг точки лавины/стабилитрона, может использоваться для введения компенсирующего температурного коэффициента балансировки транзисторного PN перехода . Примером такого использования может быть усилитель ошибки постоянного тока, используемый в стабилизированной системе контура обратной связи цепи питания.

Лавинный диод Из Википедии, свободной энциклопедии • Есть вопросы? Узнайте, как задавать вопросы и получать ответы.• Перейти к: навигация, поиск

Лавинный диод — это диод (обычно сделанный из кремния, но может быть изготовлен из другого полупроводника), который предназначен для пробоя и проводимости при определенном обратном напряжении смещения.

Зенеровский диод демонстрирует похожее действие, но его работа вызвана другим механизмом, называемым пробоем Зенера. Оба эффекта фактически присутствуют в любом таком диоде, но один из них обычно доминирует над другим. Стабилитроны обычно ограничены максимум несколькими десятками вольт, но кремниевые лавинные диоды доступны с напряжением пробоя более 4000 В.[1] Содержание [Спрятать] это все неправильно

 * 1 использование
         о 1.1 Защита
         o 1.2 Генерация радиочастотного шума
   * 2 См. также
   * 3 ссылки
 

использования

Защита

Обычное применение — защита электронных схем от повреждения высоким напряжением. Лавинный диод включен в цепь так, что он имеет обратное смещение. Другими словами, его катод положителен по отношению к аноду. В этой конфигурации диод является непроводящим и не влияет на цепь.Если напряжение превышает расчетный предел, диод подвергается лавинному пробою, в результате чего вредное напряжение уходит на землю. При таком использовании их часто называют фиксирующими диодами, потому что они «фиксируют» напряжение до заданного максимального уровня. Лавинные диоды обычно выбираются для этой роли по напряжению фиксации VBR и максимальному размеру переходного процесса, который они могут поглощать, определяемому либо энергией (в джоулях), либо i2t. Лавинный пробой не является разрушительным, если не допустить перегрева диода.

Генерация радиочастотного шума

Лавинные диоды генерируют радиопомехи; они обычно используются в качестве источников шума в радиооборудовании. Например, они часто используются в качестве источника ВЧ для мостов антенных анализаторов. Лавинные диоды также можно использовать в качестве генераторов белого шума.

Транзисторы — обзор | ScienceDirect Topics

Практические транзисторы

Транзистор — это мельчайший объект на маленьком кремниевом (реже германиевом) чипе. Чтобы было удобно обращаться с транзистором, его монтируют в корпус или запечатывают в пластиковый блок с тонкими проводами, соединяющими базу, эмиттер и коллектор с более толстыми клеммными проводами.На заглавной фотографии этой главы показаны типичные корпуса маломощных транзисторов. Это два стандартных корпуса, используемых для транзисторов JFET, MOSFET и BJT.

Варьируя количество легирования, метод легирования и геометрию областей, можно изготавливать транзисторы с различными характеристиками. Некоторые имеют гораздо более высокий коэффициент усиления, чем другие (до 800 раз), или могут быть пригодны для работы с большими токами. В типичных транзисторах общего назначения максимальный ток коллектора составляет всего несколько сотен миллиампер.

Силовые транзисторы рассчитаны на ток коллектора до 90 А. Мощный транзистор имеет прочную конструкцию с каналами с низким сопротивлением для минимизации падения напряжения на нем. Он также имеет прочную металлическую бирку или корпус для крепления к радиатору.

Транзисторы радиочастотные разработаны специально для работы на частотах в несколько сотен мегагерц, а некоторые и до 5 ГГц. На высоких частотах емкость между базой и эмиттером биполярного транзистора может уменьшать амплитуду сигнала, поэтому радиочастотные транзисторы предназначены для минимизации этого эффекта.Транзистор, предназначенный для работы на радиочастотах, может использоваться в цепях, отличных от радиопередатчиков и приемников. Многие другие виды устройств, такие как компьютеры, мобильные телефоны, цифровые камеры и проигрыватели компакт-дисков, работают на радиочастотах, и для них также требуются высокочастотные транзисторы. Такие устройства являются цифровыми, а не аналоговыми, и основная функция транзисторов — высокая скорость переключения. Как поясняется в следующей главе, затвор или база транзистора смещаются и готовы к действию, если его подключить через резистор к положительным линиям питания.При изготовлении нет проблем (и почти нет дополнительных затрат) поместить резисторы смещения на тот же чип, что и транзистор. Это упрощает компоновку печатной платы и снижает стоимость отдельных резисторов. Цифровые транзисторы с включенными резисторами часто используются для переключения в цифровых схемах.

Большинство транзисторов доступны также в виде транзисторов для поверхностного монтажа . Типичная упаковка размером всего 3,0 мм × 1,5 мм показана вверху в центре фотографии на странице 166.

Транзистор NPN

НПН транзистор

Когда один p-тип полупроводниковый слой зажат между двумя n-типами полупроводниковых слоев формируется npn-транзистор.

НПН условное обозначение транзистора

символ цепи и диод аналогия транзистора npn показана на рисунке ниже.

В На приведенном выше рисунке показано, что электрический ток всегда течет из p-области в n-область.

НПН конструкция транзистора

Транзистор npn состоит из трех полупроводниковых слоев: один слой полупроводника p-типа и два полупроводника n-типа слои.

Слой полупроводника p-типа зажат между двумя слоями n-типа. полупроводниковые слои.

Транзистор npn имеет три вывода: эмиттер, базу и коллекционер. Клемма эмиттера подключена к левой стороне слой n-типа. Клемма коллектора подключена справа боковой слой n-типа. Базовый терминал подключен к слой р-типа.

npn-транзистор имеет два p-n соединения. Между эмиттером образуется один переход и база.Этот переход называется переходом эмиттер-база или эмиттерный переход. Другое соединение образуется между база и коллектор. Это соединение называется коллектор-база. переход или коллекторный переход.

Рабочий транзистора npn

Беспристрастный npn-транзистор

Когда нет напряжения применяется к транзистору, он называется несмещенным транзистор.С левой стороны n-область (эмиттер) и с правой стороны n-регион (коллектор), бесплатно электроны являются основными носителями, а дырки неосновные носители, тогда как в p-области (базе) дырки являются основные носители и свободные электроны составляют меньшинство перевозчики.

Мы известно, что носители заряда (свободные электроны и дырки) всегда старайтесь двигаться из области с более высокой концентрацией в область с более низкой область концентрации.

Для свободные электроны, n-область — это область с более высокой концентрацией р-область — область более низкой концентрации. Точно так же для отверстия, p-область является областью более высокой концентрации и n-область — область более низкой концентрации.

Следовательно, в свободные электроны в левой части n-области (эмиттер) и правой боковые n-области (коллектор) испытывают силу отталкивания от друг с другом.В результате свободные электроны слева и правые n-области (эмиттер и коллектор) будут двигаться в р-область (базу).

Во время В этом процессе свободные электроны встречаются с дырками в p-область (база) возле стыка и заполните их. Как результат, истощение область (положительные и отрицательные ионы) формируется на переход эмиттер-база и переход база-коллектор.

В переход эмиттера к базе, обедненная область пронизана аналогично ближе к основанию; от базы к коллектору стыка, область обеднения проникает больше в сторону базовая сторона.

Это Это связано с тем, что в месте перехода эмиттер-база эмиттер сильно легировано, а основание слегка легировано, поэтому обедненная область проникает больше в сторону основания и меньше в сторону сторона эмиттера.Точно так же в переходе база-коллектор коллектор сильно легирован, а база легирована слабо, поэтому область истощения больше проникает в сторону основания и меньше в сторону коллектора.

коллекционер область слабо легирована, чем область эмиттера, поэтому ширина обедненного слоя со стороны коллектора больше ширина обедненного слоя со стороны эмиттера.

Почему истощение область проникает больше в сторону слаболегированной стороны, чем сильно допинговая сторона?

Мы известно, что легирование – это процесс добавления примесей в собственный полупроводник, чтобы улучшить его электрическую проводимость. Электропроводность полупроводника зависит от добавленного к нему уровня легирования.

Если полупроводниковый материал сильно легирован, его электрические проводимость очень высокая. Это означает, что сильно допинг полупроводниковый материал имеет большое количество носителей заряда которые проводят электрический ток.

Если полупроводниковый материал слегка легирован, его электрические проводимость очень низкая. Это означает, что слегка допинг полупроводниковый материал имеет небольшое количество носителей заряда которые проводят электрический ток.

Мы известно, что в полупроводнике n-типа свободными электронами являются основные носители заряда и дырки являются неосновным зарядом перевозчики.

В npn-транзистор, левая сторона n-области (эмиттер) сильно легированный. Таким образом, эмиттер имеет большое количество свободных электронов.

Мы известно, что в полупроводнике p-типа дырки составляют большинство носители заряда и свободные электроны составляют неосновной заряд перевозчики.

р-область (база) слабо легирована. Так что база небольшая количество отверстий.

правая часть n-области (коллектор) умеренно легирована. Его уровень легирования находится между уровнем эмиттера и базы.

Когда атом теряет или отдает электрон, становится положительным ионом. С другой стороны, когда атом получает или принимает электрон, он становится отрицательным ионом.

атомы, отдающие электроны, называются донорами, а атомы которые принимают электроны, называются акцепторами.

Излучатель-база развязка:

Пусть Предположим, что в левой n-области (эмиттере) каждый атом имеет три свободных электрона, а в р-области каждый атом имеет по одной дырке.

Во время распространение процесс, свободные электроны перемещаются из эмиттера (n-область) к основанию (p-регион).Точно так же отверстия перемещаются от основания (p-регион) в эмиттер (n-регион).

В эмиттер-база переход, когда атомы n-области (эмиттера) встречаются с p-областью (базовые) атомы, каждый атом n-области отдает три свободных электрона до трех атомов р-области. В результате n-область (эмиттер) атом, отдавший три свободных электрона, станет положительным ион и три атома p-области (основания), которые принимают (каждый принять один свободный электрон) три свободных электрона станут отрицательные ионы.Таким образом, каждая n-область (эмиттер) положительного иона производит три отрицательных иона p-области (основания).

Следовательно, в обедненная область на переходе эмиттер-база содержит больше отрицательные ионы, чем положительные ионы. Отрицательные ионы находятся в p-области (основании) вблизи перехода и положительных ионов находятся в n-области (эмиттер) вблизи перехода.

Следовательно, в обедненная область больше проникает в сторону р-области (база), чем n-область (эмиттер).

База-коллектор развязка:

Пусть Предположим, что в правой части n-области (коллектор) каждый атом имеет два свободных электрона, а в р-области каждый атом имеет по одному отверстие.

Во время процесс диффузии, свободные электроны перемещаются из коллектора (n-регион) в основание (p-регион).Точно так же дырки перемещаются из от базы (p-регион) к коллектору (n-регион).

В базовый коллектор переход, когда атомы n-области (коллектор) встречаются с атомы p-области (основы), каждый атом n-области (коллектор) отдает два свободных электрона на два атома p-области (основания). Как результат, атом n-области (коллектор), который отдает два свободных электрона станет положительным ионом, а два атома p-области (основания) который принимает (каждый принимает по одному свободному электрону) два свободных электроны станут отрицательными ионами.Таким образом, каждая n-область (коллектор) положительный ион образует две р-области (основа) отрицательный ионы.

Следовательно, в обедненная область на переходе база-коллектор содержит больше отрицательные ионы, чем положительные ионы. Отрицательные ионы находятся в p-области (основании) вблизи перехода и положительных ионов находятся в n-области (коллекторе) рядом с переходом.

Следовательно, в обедненная область больше проникает в сторону р-области (база), чем n-область (коллектор).

Однако, ширина обедненного слоя со стороны коллектора более ширина обедненного слоя со стороны эмиттера. Это потому, что область коллектора легирована слабее, чем область эмиттера.

предвзятый npn-транзистор

Когда внешний напряжение подается на npn-транзистор, говорят, что это смещенный npn-транзистор.В зависимости от полярности приложенное напряжение, npn транзистор может работать в трех режимах: активный режим, режим отсечки и режим насыщения.

Транзистор npn часто работает в активном режиме, потому что в В активном режиме транзистор npn усиливает электрический ток.

Так давайте посмотрим, как работает npn-транзистор в активном режиме.

Пусть Рассмотрим npn-транзистор, как показано на рисунке ниже. В на рисунке ниже переход эмиттер-база смещен в прямом направлении напряжением постоянного тока В _ЕЕ и переходом база-коллектор смещен в обратном направлении постоянным напряжением V _CC .

Излучатель-база развязка:

Срок прямому смещению большое количество свободных электронов в левая сторона n-области (излучатель) испытывает силу отталкивания от отрицательную клемму батареи постоянного тока, а также они испытывать силу притяжения от положительного терминала батарея.В результате свободные электроны начинают течь от эмиттера к базе. Аналогичным образом отверстия в основании испытывать силу отталкивания от положительного вывода батареи, а также испытывать силу притяжения от минусовая клемма аккумулятора. В результате начинают появляться дыры. течет от базы к эмиттеру.

Срок к приложенному внешнему напряжению каждый атом-эмиттер имеет более чем один или два свободных электрона.Следовательно, каждый эмиттерный атом отдает более одного или двух свободных электронов более положительным ионы. В результате положительные ионы становятся нейтральными. Точно так же каждый основной атом принимает большее количество электронов. от большего количества отрицательных ионов. В результате отрицательные ионы становятся нейтральный. Мы знаем, что область истощения есть не что иное, как сочетание положительных ионов и отрицательных ионов.

Таким образом, ширина обеднения на переходе эмиттер-база уменьшается на подать прямое напряжение смещения.

Мы знать, что электрический ток означает поток носителей заряда. То свободные электроны (отрицательные носители заряда) перетекают из эмиттера в основание, тогда как дырки (носители положительного заряда) вытекают из основания к эмиттеру.Эти носители заряда проводят электрический ток. Тем не менее, обычный текущее направление совпадает с направлением отверстий.

Таким образом, электрический ток течет от базы к эмиттеру.

База-коллектор развязка:

Срок к обратному смещению большое количество свободных электронов в правая сторона н-область (коллектор) испытывает силу притяжения от положительной клеммы аккумулятора.Следовательно, бесплатно электроны удаляются от соединения и направляются к плюсовая клемма аккумулятора. В результате большое количество нейтральных атомов-коллекторов теряет электроны и становится положительные ионы. С другой стороны, дырки в p-области (основание) испытывать силу притяжения от отрицательного терминала батарея. Следовательно, отверстия удаляются от соединения и течь к отрицательной клемме аккумулятора.Как В результате большое количество нейтральных атомов основания получает электроны и становится отрицательными ионами.

Таким образом, ширина обедненной области увеличивается в основании-коллекторе узел. Другими словами, количество положительных и отрицательных ионов увеличивается на переходе база-коллектор.

Коллектор-база-эмиттер текущий:

свободные электроны, которые текут от эмиттера к базе из-за прямое смещение будет сочетаться с отверстиями в основании.Тем не мение, основа очень тонкая и слегка легированная. Так только, маленький процент свободных электронов эмиттера соединяется с дырками в базовом районе. Осталось большое количество свободных электроны пересекают базовую область и достигают район коллектора. Это связано с положительным напряжением питания применяется у коллектора. Следовательно, свободные электроны вытекают из эмиттера к коллектору.На коллекторе оба свободных электрона эмиттера а свободные электроны коллектора производят ток, протекая к положительной клемме аккумулятора. Таким образом, на выходе возникает усиленный ток.

В npn-транзистор, электрический ток в основном проводится свободные электроны.

Транзистор изготовлен из

Полупроводниковый транзистор — Исторический компьютер