Транзисторы принцип работы. Принцип работы биполярного транзистора: подробное объяснение — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Как устроен биполярный транзистор. Какие бывают типы биполярных транзисторов. Как работает биполярный транзистор в активном режиме. Какие существуют схемы включения биполярных транзисторов. Каковы основные характеристики и параметры биполярных транзисторов.

Содержание

Устройство биполярного транзистора

Биполярный транзистор представляет собой полупроводниковый прибор с двумя p-n-переходами, состоящий из трех областей с различными типами проводимости. Различают два основных типа биполярных транзисторов:

n-p-n-транзисторы — две области n-типа разделены тонким слоем p-типа
p-n-p-транзисторы — две области p-типа разделены тонким слоем n-типа

Три области транзистора называются:

Эмиттер (Э) — сильно легированная область, инжектирующая носители заряда
База (Б) — тонкая слаболегированная область
Коллектор (К) — умеренно легированная область, собирающая носители заряда

Между этими областями образуются два p-n-перехода:

Эмиттерный переход — между эмиттером и базой
Коллекторный переход — между базой и коллектором

Принцип работы биполярного транзистора

Рассмотрим принцип работы n-p-n-транзистора в активном режиме:

На эмиттерный переход подается прямое напряжение. Это приводит к инжекции электронов из эмиттера в базу.
На коллекторный переход подается обратное напряжение. Это создает электрическое поле, ускоряющее электроны к коллектору.
Электроны диффундируют через тонкую базу к коллекторному переходу. Часть электронов рекомбинирует с дырками базы, создавая небольшой базовый ток.
Большая часть электронов проходит через базу и попадает в коллектор под действием электрического поля коллекторного перехода.
В результате небольшое изменение тока базы вызывает значительное изменение тока коллектора. Это обеспечивает усиление по току.

Схемы включения биполярных транзисторов

Существует три основные схемы включения биполярных транзисторов:

1. Схема с общей базой (ОБ)

В этой схеме:

База является общим электродом для входной (эмиттерной) и выходной (коллекторной) цепей
Входной сигнал подается между эмиттером и базой
Выходной сигнал снимается между коллектором и базой
Коэффициент усиления по току близок к единице
Имеет малое входное и большое выходное сопротивление

2. Схема с общим эмиттером (ОЭ)

В схеме с ОЭ:

Эмиттер является общим электродом
Входной сигнал подается между базой и эмиттером
Выходной сигнал снимается между коллектором и эмиттером
Обеспечивает усиление как по току, так и по напряжению
Имеет среднее входное и выходное сопротивление

3. Схема с общим коллектором (ОК)

В схеме с ОК:

Коллектор является общим электродом
Входной сигнал подается между базой и коллектором
Выходной сигнал снимается между эмиттером и коллектором
Коэффициент усиления по напряжению близок к единице
Имеет большое входное и малое выходное сопротивление

Основные характеристики биполярных транзисторов

Ключевыми характеристиками биполярных транзисторов являются:

Коэффициент усиления по току (β) — отношение изменения тока коллектора к вызвавшему его изменению тока базы
Крутизна характеристики (S) — отношение изменения тока коллектора к вызвавшему его изменению напряжения база-эмиттер
Выходное сопротивление (rк) — отношение изменения напряжения коллектор-эмиттер к вызванному им изменению тока коллектора
Входное сопротивление (rб) — отношение изменения напряжения база-эмиттер к вызванному им изменению тока базы
Граничная частота (fгр) — частота, на которой коэффициент усиления по току уменьшается в √2 раз

Применение биполярных транзисторов

Биполярные транзисторы широко используются в различных электронных устройствах:

Усилители сигналов
Генераторы
Переключатели и коммутаторы
Стабилизаторы напряжения
Логические элементы
Источники тока
Датчики температуры

Благодаря своим характеристикам биполярные транзисторы остаются важнейшими активными компонентами современной электроники, несмотря на развитие полевых транзисторов и других приборов.

Заключение

Биполярные транзисторы — это основа современной электроники. Понимание принципов их работы необходимо для проектирования и анализа электронных схем. Ключевые особенности биполярных транзисторов:

Двухпереходная структура с тремя областями
Управление током базы
Усиление по току и напряжению
Различные схемы включения
Широкий спектр применений

Детальное изучение характеристик и параметров биполярных транзисторов позволяет эффективно использовать их возможности при разработке электронных устройств.

Транзисторы. Принцип действия, классификация, области применения

Похожие презентации:

3D печать и 3D принтер

Видеокарта. Виды видеокарт

Анализ компании Apple

Трансформаторы тока и напряжения

Транзисторы

Устройство стиральной машины LG. Электрика

Конструкции распределительных устройств. (Лекция 15)

Электробезопасность. Правила технической эксплуатации электроустановок

Магнитные пускатели и контакторы

Работа на радиостанциях КВ и УКВ диапазонов. Антенны военных радиостанций. (Тема 5.1)

1. ТРАНЗИСТОРЫ

Принцип действия, классификация,
области применения
Транзи́ стор — радиоэлектронный компонент из полупроводникового материала, обычно с
тремя выводами, способный от небольшого входного сигнала управлять значительным
током в выходной цепи, что позволяет его использовать для усиления, генерирования,
коммутации и преобразования электрических сигналов.
Транзисторы по структуре, принципу действия и параметрам делятся на два класса —
биполярные и полевые (униполярные).

В биполярном транзисторе используются полупроводники с обоими типами проводимости,
он работает за счет взаимодействия двух, близко расположенных на кристалле, p-n
переходов и управляется изменением тока через база-эмиттерный переход, при этом
вывод эмиттера всегда является общим для управляющего и выходного токов.
В полевом транзисторе используется полупроводник только одного типа проводимости,
расположенный в виде тонкого канала, на который воздействует электрическое поле
изолированного от канала затвора, управление осуществляется изменением напряжения
между затвором и истоком. Полевой транзистор, в отличие от биполярного, управляется
напряжением, а не током.

3. Биполярные транзисторы

Трехслойная полупроводниковая структура, состоящая из двух слоев полупроводника с
одинаковым типом проводимости, разделенных тонким слоем полупроводника с другим
типом проводимости, называется биполярным транзистором.
Биполярный транзистор состоит из трех слоев полупроводника, называемых «база» (Б),
«коллектор» (К), «эмиттер» (Э).

Ток, протекающий через переход база — эмиттер (Iб) вызывает
изменения сопротивления зоны эмиттер — коллектор, соответственно изменяется ток
коллектора Iк, причем его значения больше нежели базового. Это основной принцип работы
биполярного транзистора. Поскольку материал транзистора полупроводник, то ток может
протекать только в одном направлении, определяемом типом перехода. Соответственно этим
определяется полярность подключения (тип проводимости) транзистора (прямая — p-n-p,
обратная — n-p-n.
n(+) – повышенная концентрация носителей => сильное легирование эмиттера
Транзисторы n-p-n типа распространены Существенно больше. Инжектируемыми
носителями в этом случае являются электроны, подвижность которых в несколько выше,
чем у дырок, что обусловливает большее быстродействие.

5. Принцип работы биполярного транзистора

6. Виды биполярных транзисторов

Стрелочка всегда направлена от дырок электронам и показывает направление
протекающего тока

7.

Режимы работы и схемы включения БП транзисторовКаждый из p-n переходов может быть включен как в прямом, так и в обратном
направлении. В связи с этим различают три режима работы.
Нормальный активный режим
Переход эмиттер-база включен в прямом направлении (открыт), а переход коллектор-база —
в обратном (закрыт) UЭБ>0; UКБ<0 (для транзистора p-n-pтипа), для транзистора n-p-n типа
условие будет иметь вид UЭБ<0;UКБ>0.
Инверсный активный режим
Эмиттерный переход имеет обратное включение, а коллекторный переход — прямое.
Режим насыщения
Оба p-n перехода смещены в прямом направлении (оба открыты). Если эмиттерный и
коллекторный р-n-переходы подключить к внешним источникам в прямом направлении,
транзистор будет находиться в режиме насыщения. Диффузионное электрическое поле
эмиттерного и коллекторного переходов будет частично ослабляться электрическим полем,
создаваемым внешними источниками Uэб и Uкб. В результате уменьшится потенциальный
барьер, ограничивавший диффузию основных носителей заряда, и начнется проникновение
(инжекция) дырок из эмиттера и коллектора в базу, то есть через эмиттер и коллектор
транзистора потекут токи, называемые токами насыщения эмиттера (IЭ.

нас) и коллектора (IК.нас).
Напряжение насыщения коллектор-эмиттер (UКЭ.нас) — это падение напряжения на открытом
транзисторе (смысловой аналог RСИ.отк у полевых транзисторов). Аналогично напряжение
насыщения база-эмиттер (UБЭ.нас) — это падение напряжение между базой и эмиттером на
открытом транзисторе.
Режим отсечки
В данном режиме коллекторный p-n переход смещён в обратном направлении, а на эмиттерный
переход может быть подано как обратное, так и прямое смещение, не превышающее порогового
значения, при котором начинается эмиссия неосновных носителей заряда в область базы из
эмиттера (для кремниевых транзисторов приблизительно 0,6—0,7 В). Режим отсечки
соответствует условию UЭБ<0,7 В, или IБ=0.
Барьерный режим
В данном режиме база транзистора по постоянному току соединена накоротко или через
небольшой резистор с его коллектором, а в коллекторнуюили в эмиттерную цепь транзистора
включается резистор, задающий ток через транзистор.

В таком включении транзистор
представляет из себя своеобразный диод, включенный последовательно с токозадающим
резистором. Подобные схемы каскадов отличаются малым количеством комплектующих,
хорошей развязкой по высокой частоте, большим рабочим диапазоном температур,
нечувствительностью к параметрам транзисторов
Любая схема включения транзистора характеризуется двумя основными показателями:
• Коэффициент усиления по току Iвых/Iвх.
• Входное сопротивление Rвх = Uвх/Iвх.
Схема включения с общей базой
Среди всех трех конфигураций обладает наименьшим
входным и наибольшим выходным сопротивлением. Имеет
коэффициент усиления по току, близкий к единице, и большой
коэффициент усиления по напряжению. Фаза сигнала не
инвертируется.
Коэффициент усиления по току: Iвых/Iвх = Iк/Iэ = α [α<1].
Входное сопротивление Rвх = Uвх/Iвх = Uбэ/Iэ.
Входное сопротивление для схемы с общей базой мало и не
превышает 100 Ом для маломощных транзисторов, так как
входная цепь транзистора при этом представляет собой
открытый эмиттерный переход транзистора.

Достоинства
• Хорошие температурные и частотные свойства.
• Высокое допустимое напряжение
Недостатки схемы с общей базой
• Малое усиление по току, так как α < 1
• Малое входное сопротивление
• Два разных источника напряжения для питания.
Любая схема включения транзистора характеризуется двумя основными показателями:
• Коэффициент усиления по току Iвых/Iвх.
• Входное сопротивление Rвх = Uвх/Iвх.
Схема включения с общим эмиттером
Iвых = Iк Iвх = Iб Uвх = Uбэ Uвых = Uкэ
Коэффициент усиления по току: Iвых/Iвх = Iк/Iб = Iк/(Iэ-Iк) = α/(1-α)
= β [β>>1].
Входное сопротивление: Rвх = Uвх/Iвх = Uбэ/Iб.
Достоинства
• Большой коэффициент усиления по току.
• Большой коэффициент усиления по напряжению.
• Наибольшее усиление мощности.
• Можно обойтись одним источником питания.
• Выходное
переменное
напряжение
инвертируется
относительно входного.
Недостатки
• Худшие температурные и частотные свойства по сравнению
со схемой с общей базой.

Любая схема включения транзистора характеризуется двумя основными показателями:
• Коэффициент усиления по току Iвых/Iвх.
• Входное сопротивление Rвх = Uвх/Iвх.
Схема включения с общим эмиттером
Iвых = Iэ Iвх = Iб Uвх = Uбк Uвых = Uкэ
Коэффициент усиления по току: Iвых/Iвх = Iэ/Iб = Iэ/(Iэ-Iк) = 1/(1-α)
= β [β>>1].
Входное сопротивление: Rвх = Uвх/Iвх = (Uбэ + Uкэ)/Iб.
Достоинства
• Большое входное сопротивление.
• Малое выходное сопротивление.
Недостатки
• Коэффициент усиления по напряжению меньше 1.
Схему с таким включением называют «эмиттерным
повторителем».

12. Полевые транзисторы

Полевой транзистор – это полупроводниковый полностью
управляемый ключ, управляемый электрическим полем. Это
главное отличие с точки зрения практики от биполярных
транзисторов, которые управляются током. Электрическое поле
создается напряжением, приложенным к затвору относительно

истока. Полярность управляющего напряжения зависит от типа
канала транзистора.

В полевых транзисторах в зависимости от типа канала ток
осуществляется только одним типом носителей дырками или
электронами. В биполярных транзисторах ток формировался из двух
типов носителей зарядов – электронов и дырок, независимо от типа
приборов. Полевые транзисторы в общем случае можно разделить
на:
• транзисторы с управляющим p-n-переходом;
• транзисторы с изолированным затвором.
И те и другие могут быть n-канальными и p-канальными, к затвору
первых нужно прикладывать положительное управляющее
напряжение для открытия ключа, а для вторых – отрицательное
относительно истока.
У всех типов полевых транзисторов есть три вывода:
1. Исток (источник носителей заряда, аналог эмиттера на
биполярном).
2. Сток (приемник носителей заряда от истока, аналог коллектора

биполярного транзистора).
3. Затвор (управляющий электрод, аналог сетки на лампах и базы
на биполярных транзисторах).
Металл-оксид-полупроводник (МОП)
МДП-транзистор со встроенным каналом
МДП-транзистор с индуцированным каналом

English Русский Правила

Общие сведения о транзисторах | Основы электроакустики

Общие сведения о транзисторах

Транзисторы представляют собой электропреобразовательные полупроводниковые приборы с одним или несколькими электрическими переходами, пригодные для усиления мощности сигнала и имеющие три (или более) внешних вывода. Наиболее распространенные транзисторы имеют два электронно-дырочных перехода. В двухпереходных транзисторах используют два различных типа носителей заряда (электроны и дырки), поэтому их называют биполярными.

Основным элементом биполярного) является кристалл полупроводника, в котором с помощью примесей созданы три области с различной .проводимостью.» Если средняя область имеет электронную проводимость типа n, а две крайние — дырочную проводимость типа р, то структура такого транзистора обозначается р-n-р в отличие от структуры n-р-n, при которой транзистор имеет среднюю область с дырочной, а крайние области — лупроводника , служащая основой для образования электронно-дырочных переходов, называется базой, крайняя область , инжектирующая (эмигрирующая) носители заряда, — эмиттером, а область , собирающая инжектированные носители заряда, — коллектором. К каждой из двух областей припаяны соответственно эмиттерный Э, базовый Б и коллекторный К токоотводы, которыми транзистор включается в схему. Кристалл укрепляют на специальном кристаллодержателе и. помещают в герметизированный металлический, пластмассовый или стеклянный корпус. Внешние токоотводы электродов проходят через изоляторы в дне корпуса.

Электронно-дырочный переход между эмиттером и базой называется эмиттерным, а между базой и коллектором — коллекторным. Базовая область транзистора выполняется с очень малой толщиной (от 1 до 10 — 20 мкм). Различна степень легирования областей. Обычно концентрация примесей в эмиттере на 2 — 3 порядка выше, чем в базе. Степень легирования базы и коллектора зависит от типа прибора.

Для работы транзисторов к их электродам подключают постоянные напряжения внешних источников энергии. Помимо постоянных напряжений к электродам подводят сигналы, подлежащие преобразованию. В связи с этим различают входную цепь, к которой подводят сигнал, и выходную, куда включают нагрузку, с которой снимают сигнал. В зависимости от того, какой из электродов при включении транзистора является общим для входной и выходной цепей, различают схемы с общей базой ОБ, общим эмиттером ОЭ и общим коллектором ОК.

в схеме с ОБ входной цепью является цепь эмиттера, а выходной — цепь коллектора,
в схеме с ОЭ входной — цепь базы, а выходной — цепь коллектора,
в схеме с ОК входной — цепь базы, а выходной — цепь эмиттера.

В зависимости от полярности напряжений внешних источников, подключенных к эмиттерному и коллекторному переходам, различают активный, отсечки, насыщения и инверсный режимы работы транзистора.

Активный режим используется при усилении слабых сигналов. В этом режиме напряжение внешнего источника к эмиттерному переходу включается в прямом, а к коллекторному — в обратном направлении. Эмиттер инжектирует в область базы неосновные для нее носители заряда, а коллектор производит их экстракцию (выведение) из базовой области.

В режиме отсечки к обоим переходам подводят обратные напряжения, при которых ток, проходящий через транзисторы, ничтожно мал. »

В режиме насыщения оба перехода транзистора находятся под прямым напряжением; в них происходит инжекция носителей, транзистор превращается в двойной диод, ток в выходной цепи максимален при выбранном значении нагрузки и не управляется током входной цепи; транзистор полностью открыт. В режимах отсечки и насыщения транзисторы обычно используются в схемах электронных, переключателей. .

В инверсном режиме меняются функции эмиттера и коллектора: к коллекторному переходу подключают прямое, а к эмиттерному — обратное напряжение. Однако такое включение транзистора неравноценно из-за несимметрии структуры и различия концентрации носителей в его областях.

Принцип действия транзистора в активном режиме рассмотрим с помощью схемы с ОБ При включении напряжений эмиттерного EЭб и коллекторного EКб источников изменяются потенциальные диаграммы переходов. Напряжение EЭб снижает потенциальный барьер эмиттерного перехода, вследствие чего через него из эмиттерной области яачнется инжекция дырок в базу, а электронов — наоборот, из базовой области в эмиттерную. Концентрация основных носителей в эмиттерной области на 2 — 3 порядка выше, чем в базе, поэтому инжекция дырок в базу Iэр превышает поток элек-. тронов Iэn из базы в эмиттер. При этом через эмиттерный переход проходит суммарный ток эмиттера Iэ=Iэр+Iэп. Убыль дырок в эмиттере компенсируется уходом из него во внешнюю цепь такого же количества электронов.

В результате повышенной концентрации дырок в базе происходит их диффузионное перемещение от эмиттерного к коллекторному переходу. На этом пути часть дырок рекомбинирует с электронами базы и создает в цепи базы небольшой рекомбинационный ток Iб. Чтобы уменьшить вероятность рекомбинации дырок в базе, толщину базы (w<0,25 мм) выбирают меньше их диффузионной длины дырок (для германия L=0,3-5-0,5 мм).

Транзисторы, в которых отсутствует электрическое поле в базе, а перемещение (дрейф) носителей тока происходит за счет диффузии, называют бездрейфовыми, транзисторы, в которых за счет неравномерной концентрации примесей в базе возникает электрическое поле и перемещение носителей тока через базу происходит под действием сил этого поля, — дрейфовыми.

К коллекторному переходу напряжение внешнего источника подключают в непроводящем (обратном) направлении. Электрическое поле, создаваемое этим источником, будет тормозящим для основных и ускоряющим для неосновных носителей тока. Под действием этого поля дырки, инжектированные в базу, будучи неосновными но-сителями тока, перемещаются из базы в коллекторную область. Избыток дырок в коллекторе компенсируется током электронов от источника Eк, в результате чего во внешней цепи коллектора проходит ток Iк.

Если транзистор включен в схеме усилителя, то к входным зажимам кроме постоянного напряжения смещения Еэ подключают переменное напряжение сигнала UBXt которое нужно усилить, а к выходным зажимам кроме напряжения источника Ек — нагрузку Rн. Прямосмещенный эмиттерный переход обладает малым сопротивлением, поэтому,даже незначительные изменения потенциала в цепи эмиттера ua=E9+UB]i (вследствие изменений напряжения сигналу Uвх на входе) вызовут большие изменения тока. Изменения тока эмиттера приведут к изменению тока и напряжения в выходной (коллекторной) цепи. При соответствующем подборе нагрузки Rн можно получить большое изменение выходного напряжения UВых и мощвости, т. е. осуществить с помощью транзистора усиление сигнала за счет энергии источника Ех. Эффективность такого усиления сигнала по напряжению оценивают отношением изменения выходного напряжения к вызвавшему его изменению входного напряжения, т. е Kн=ДUвых/АUвх.

Объясните конструкцию и принцип работы транзистора BJT

4 июля 2022 г. 21 марта 2020 г. by Michal

Транзистор с биполярным переходом (BJT) представляет собой трехслойное трехполюсное устройство с двумя PN-переходами. Транзистор BJT с биполярным переходом состоит из двух материалов N-типа и P-типа. В случае NPN или два материала P-типа и один материал N-типа образуют три двухпереходных соединения. Транзисторы в основном используются в качестве переключающих устройств или усилителей.

Конструкция транзистора BJT

Транзистор с биполярным переходом представляет собой трехслойное устройство, в котором каждый слой соединен электрическим током. Трехвыводные транзисторы называются эмиттером E, базой B и коллектором C. NPN-транзистор может быть сформирован путем легирования сэндвича P-типа между двумя N-типами. Точно так же PNP-транзистор формируется путем легирования сэндвича N-типа между двумя материалами P-типа. На транзисторе есть два PN-перехода. Первый переход представляет собой переход база-эмиттер BE, а второй называется переходом база-коллектор BC.

Как рассчитать KVA трансформатора: калькулятор KVA трансформатора
Классификация трансформаторов тока на основе четырех параметров

Как в NPN, так и в PNP эмиттер E сильно легирован, база B слабо легирована, а коллектор C умеренно легирован . Внешние слои широкие по сравнению с центральным слоем. Отношение общего размера транзистора к базе составляет 150:1. Легирование центрального слоя также меньше по сравнению с внешними слоями в соотношении 10:1. Что увеличивает сопротивление слоя за счет ограничения количества носителей. Транзистор называется биполярным, потому что ток транзистора состоит из дырок и тока электронов.

Обозначение транзистора BJT

Обозначение транзистора содержит три контакта, обозначающие эмиттер, базу и коллектор. Терминал эмиттера отличается от терминала коллектора стрелкой. Направление стрелки показывает тип транзистора (NPN или PNP). Направление стрелки показывает обычное течение тока. В случае транзистора PNP стрелка указывает внутрь, а для транзистора NPN стрелка указывает наружу транзистора.

Эквивалентная схема

Эквивалентная схема транзистора содержит два встречно включенных диода. В случае NPN-транзистора анодные выводы обоих диодов закорочены и называются базой. Где в случае транзистора PNP катодная клемма закорочена и называется базовой клеммой диода.

Принципы работы BJT-транзистора

Для исправно работающего транзистора он должен быть подключен к постоянному напряжению на всех трех выводах таким образом, чтобы оба PN-перехода были правильно смещены. Переход база-эмиттер должен быть смещен в прямом направлении, а переход база-коллектор должен быть смещен в обратном направлении. Работа транзисторов NPN и PNP одинакова, за исключением роли электронов и дырок, полярности напряжения смещения и направления протекания тока.

Краткое руководство об электронных осцилляторах и их различных типах
Как работают микроволновые печи

Поскольку переход BE смещен в прямом направлении, а переход BC смещен в обратном направлении, область истощения BE становится узкой, а область истощения BC расширяется. . Сильно легированный эмиттер может легко инжектировать электроны (в NPN) в baes и называется эмиттерным током IE. Поскольку база слабо легирована, только несколько электронов рекомбинируют с дырками на слабо легированной базе и становятся базовым током IB. Где сброс электронов пересекает соединение BC из-за электрического поля, создаваемого положительными и отрицательными ионами. Он становится током коллектора I _С .

Определение, конструкция, работа, схема и использование

Сохранить

Скачать публикацию в формате PDF

Транзистор представляет собой полупроводниковое устройство, используемое в основном для усиления, управления и генерации электрических сигналов. Транзисторы являются активными компонентами интегральных схем или микрочипов, на блестящих поверхностях которых выгравированы миллиарды крошечных устройств. Обычно в транзисторе есть три электрических вывода, известных как эмиттер, коллектор и база. Транзистор NPN — это тип транзистора, используемого для усиления слабых сигналов.

В этой статье мы узнаем больше о транзисторах NPN, конструкции и работе транзисторов NPN, а также об их использовании. Мы также узнаем, чем он отличается от транзисторов PNP, из часто задаваемых вопросов.

Транзистор NPN

Транзистор NPN представляет собой транзистор, в котором элемент p-типа помещен между двумя материалами n-типа. Транзисторы NPN усиливают слабый сигнал, поступающий на базу, и создают сильный усиленный сигнал на конце коллектора. В транзисторе NPN направление движения электрона — от эмиттера к области коллектора, из-за чего ток составляет транзистор. Такой тип транзистора обычно используется в цепях, так как их основными носителями заряда являются электроны, обладающие большей подвижностью по сравнению с дырками.

Узнайте больше о двойной природе материи и излучения здесь

Конструкция NPN-транзистора

NPN-транзистор состоит из двух диодов, соединенных таким образом, что их тыльные стороны соединяются друг с другом. Эти диоды соединены таким образом, что формируются три вывода, известные как база коллектора и эмиттер. В нем образованы два перехода — эмиттер-база и коллектор-база.

Транзистор NPN создается при объединении 3 слоев, а именно — двух полупроводников N-типа и одного полупроводника P-типа посередине. Два диода соединены вместе, что приводит к четырем легированным областям, поскольку каждый из диодов имеет 2 легированные области. Создаваемая база не будет иметь однородного легирования.

Следовательно, NPN-транзистор всегда состоит из трех слоев, из которых слабо легирована база, сильно легирован эмиттер и умеренно легирован коллектор. База полупроводника P-типа расположена в центре, между эмиттером и коллектором полупроводника N-типа.

Также читайте о полупроводниковых диодах здесь

Рабочий

Соединения в NPN-транзисторе представляют собой переход коллектора и базы при обратном смещении и переход эмиттера и базы при прямом смещении. Между прямым и обратным напряжениями смещения проводится сравнение на предмет того, что прямое напряжение мало по сравнению с напряжением обратного смещения. Работа транзистора NPN показана ниже:

На приведенном выше рисунке переключатель S1 замкнут, а переключатель S2 остается разомкнутым. Эмиттерный переход будет смещен в прямом направлении, и через него протекает большой ток. Электроны переносят до 99% всего тока.

\(I_E = I_B\) и \(I_C = 0\)

В следующем сценарии, когда ключ S2 замкнут, а ключ S1 разомкнут, коллекторный переход смещен в обратном направлении и протекает минимальный ток. Обратный ток утечки возникает из-за движения неосновных носителей. \(I_C = I_B\) и \(I_E = 0\).

Эти носители ускоряются потенциальным барьером. Этот ток утечки зависит от температуры. Малый ток коллектора называется током утечки коллектора \((I_{CBO})\). Нижний индекс CBO в символе означает, что это ток между Коллектором и Базой, когда третий вывод (т.е. эмиттер) открыт.

Узнайте о законах цепей Кирхгофа здесь

Разница между транзисторами NPN и PNP

Разница между транзисторами NPN и PNP на основе таких параметров, как полярность выводов, подключение нагрузки, направление обычного тока и носители заряда, была указано в этой таблице:

000000

Параметры	NPN Transistor	PNP Transistor
терминальный поля
терминальный поля
терминал
. Коллектор: Отрицательный
Подключение нагрузки	Нагрузка подключается между плюсом и коллектором.	Нагрузка подключается между эмиттером и землей.
Направление условного тока	Направление условного тока — от коллектора к эмиттеру.	Направление обычного тока — от эмиттера к коллектору.
Основные носители заряда	Электроны являются основными носителями в транзисторах NPN.	Дырки являются основными носителями в транзисторах PNP.

Помимо указанных выше параметров, транзисторы NPN и PNP также различаются по своей конструкции.

Изучение электрической энергии здесь

Использование транзисторов NPN

Транзисторы NPN широко используются в усилителях электрических цепей. Вот некоторые из его применений:

Они в основном используются в коммутационных приложениях.
Используется в парных схемах Дарлингтона для усиления слабых сигналов.
Транзисторы NPN используются в приложениях, где необходимо потреблять ток.
Используется в некоторых классических схемах усилителей, таких как двухтактные усилители.
Транзисторы NPN также используются в датчиках температуры
Они используются в логарифмических преобразователях.

Надеюсь, эта статья была полезна для вашей подготовки к экзамену. Готовитесь к конкурсным экзаменам? Получите помощь от экспертов, чтобы подготовиться к экзаменам с избранными учебными материалами, пробными тестами и ценными советами, которые помогут вам получить более высокие оценки на экзамене. Загрузите бесплатное приложение Testbook, чтобы получить эксклюзивные предложения прямо сейчас.

Часто задаваемые вопросы

Q.1 Почему используется NPN?

Ans.1 NPN-транзисторы используются, так как большинство носителей заряда в них — электроны, которые обладают большей подвижностью, чем дырки.

В.2 Когда NPN-транзистор используется в качестве усилителя?

Ans.2 Транзисторы NPN используются для усиления слабых сигналов.

В.3 Что лучше, NPN или PNP?

Ans.3 NPN-транзисторы предпочтительнее PNP-транзисторов, поскольку большинство носителей заряда в NPN-транзисторах представляют собой электроны. Электроны обладают большей подвижностью, чем дырки.

В.4 Где используются NPN-транзисторы?

Ans.4 Транзисторы NPN широко используются в усилителях.

В.5 Как узнать, является ли транзистор NPN или PNP?

Ответ 5 Подайте минимальное напряжение около 2 В на базу транзистора.