Картинки транзистор: D1 81 d1 82 d0 b0 d1 80 d1 8b d0 b9 d1 82 d1 80 d0 b0 d0 bd d0 b7 d0 b8 d1 81 d1 82 d0 be d1 80: стоковые фото, изображения

Содержание

Как выглядят транзисторы фото — Инженер ПТО

Внешний вид и обозначение транзистора на схемах

На фото справа вы видите первый работающий транзистор, который был создан в 1947 году тремя учёными – Уолтером Браттейном, Джоном Бардином и Уильямом Шокли.

Несмотря на то, что первый транзистор имел не очень презентабельный вид, это не помешало ему произвести революцию в радиоэлектронике.

Трудно предположить, какой бы была нынешняя цивилизация, если бы транзистор не был изобретён.

Транзистор является первым твёрдотельным устройством, способным усиливать, генерировать и преобразовывать электрический сигнал. Он не имеет подверженных вибрации частей, обладает компактными размерами. Это делает его очень привлекательным для применения в электронике.

Это было маленькое вступление, а теперь давайте разберёмся более подробно в том, что же представляет собой транзистор.

Сперва стоит напомнить о том, что транзисторы делятся на два больших класса. К первому относятся так называемые биполярные, а ко второму – полевые (они же униполярные).

Основой как полевых, так и биполярных транзисторов является полупроводник. Основной же материал для производства полупроводников — это германий и кремний, а также соединение галлия и мышьяка — арсенид галлия (GaAs).

Стоит отметить, что наибольшее распространение получили транзисторы на основе кремния, хотя и этот факт может вскоре пошатнуться, так как развитие технологий идёт непрерывно.

Так уж случилось, но вначале развития полупроводниковой технологии лидирующее место занял биполярный транзистор. Но не многие знают, что первоначально ставка делалась на создание полевого транзистора. Он был доведён до ума уже позднее. О полевых MOSFET-транзисторах читайте здесь.

Не будем вдаваться в подробное описание устройства транзистора на физическом уровне, а сперва узнаем, как же он обозначается на принципиальных схемах. Для новичков в электронике это очень важно.

Для начала, нужно сказать, что биполярные транзисторы могут быть двух разных структур. Это структура P-N-P и N-P-N. Пока не будем вдаваться в теорию, просто запомните, что биполярный транзистор может иметь либо структуру P-N-P, либо N-P-N.

На принципиальных схемах биполярные транзисторы обозначаются вот так.

Как видим, на рисунке изображены два условных графических обозначения. Если стрелка внутри круга направлена к центральной черте, то это транзистор с P-N-P структурой. Если же стрелка направлена наружу – то он имеет структуру N-P-N.

Маленький совет.

Чтобы не запоминать условное обозначение, и сходу определять тип проводимости (p-n-p или n-p-n) биполярного транзистора, можно применять такую аналогию.

Сначала смотрим, куда указывает стрелка на условном изображении. Далее представляем, что мы идём по направлению стрелки, и, если упираемся в «стенку» – вертикальную черту – то, значит, «Прохода Нет»! «

Нет» – значит p-n-p (П-Н-П ).

Ну, а если идём, и не упираемся в «стенку», то на схеме показан транзистор структуры n-p-n. Похожую аналогию можно использовать и в отношении полевых транзисторов при определении типа канала (n или p). Про обозначение разных полевых транзисторов на схеме читайте тут.

Обычно, дискретный, то есть отдельный транзистор имеет три вывода. Раньше его даже называли полупроводниковым триодом. Иногда у него может быть и четыре вывода, но четвёртый служит для подключения металлического корпуса к общему проводу. Он является экранирующим и не связан с другими выводами. Также один из выводов, обычно это коллектор (о нём речь пойдёт далее), может иметь форму фланца для крепления к охлаждающему радиатору или быть частью металлического корпуса.

Вот взгляните. На фото показаны различные транзисторы ещё советского производства, а также начала 90-ых.

А вот это уже современный импорт.

Каждый из выводов транзистора имеет своё назначение и название: база, эмиттер и коллектор. Обычно эти названия сокращают и пишут просто Б (База), Э (Эмиттер), К (Коллектор). На зарубежных схемах вывод коллектора помечают буквой C

, это от слова Collector — «сборщик» (глагол Collect — «собирать»). Вывод базы помечают как B, от слова Base (от англ. Base — «основной»). Это управляющий электрод. Ну, а вывод эмиттера обозначают буквой E, от слова Emitter — «эмитент» или «источник выбросов». В данном случае эмиттер служит источником электронов, так сказать, поставщиком.

В электронную схему выводы транзисторов нужно впаивать, строго соблюдая цоколёвку. То есть вывод коллектора запаивается именно в ту часть схемы, куда он должен быть подключен. Нельзя вместо вывода базы впаять вывод коллектора или эмиттера. Иначе не будет работать схема.

Как узнать, где на принципиальной схеме у транзистора коллектор, а где эмиттер? Всё просто. Тот вывод, который со стрелкой – это всегда эмиттер. Тот, что нарисован перпендикулярно (под углом в 90 0 ) к центральной черте – это вывод базы. А тот, что остался – это коллектор.

Также на принципиальных схемах транзистор помечается символом VT или Q. В старых советских книгах по электронике можно встретить обозначение в виде буквы V или T. Далее указывается порядковый номер транзистора в схеме, например, Q505 или VT33. Стоит учитывать, что буквами VT и Q обозначаются не только биполярные транзисторы, но и полевые в том числе.

Далее узнаем, как найти транзисторы на печатной плате электронного прибора.

В реальной электронике транзисторы легко спутать с другими электронными компонентами, например, симисторами, тиристорами, интегральными стабилизаторами, так как те имеют такие же корпуса. Особенно легко запутаться, когда на электронном компоненте нанесена неизвестная маркировка.

В таком случае нужно знать, что на многих печатных платах производится разметка позиционирования и указывается тип элемента. Это так называемая шелкография. Так на печатной плате рядом с деталью может быть написано Q305.

Это значит, что этот элемент транзистор и его порядковый номер в принципиальной схеме – 305. Также бывает, что рядом с выводами указывается название электрода транзистора. Так, если рядом с выводом есть буква E, то это эмиттерный электрод транзистора. Таким образом, можно чисто визуально определить, что же установлено на плате – транзистор или совсем другой элемент.

Как уже говорилось, это утверждение справедливо не только для биполярных транзисторов, но и для полевых. Поэтому, после определения типа элемента, необходимо уточнять класс транзистора (биполярный или полевой) по маркировке, нанесённой на его корпус.


Полевой транзистор FR5305 на печатной плате прибора. Рядом указан тип элемента — VT

Любой транзистор имеет свой типономинал или маркировку. Пример маркировки: КТ814. По ней можно узнать все параметры элемента. Как правило, они указаны в даташите (datasheet). Он же справочный лист или техническая документация. Также могут быть транзисторы этой же серии, но чуть с другими электрическими параметрами. Тогда название содержит дополнительные символы в конце, или, реже, в начале маркировки. (например, букву А или Г).

Зачем так заморачиваться со всякими дополнительными обозначениями? Дело в том, что в процессе производства очень сложно достичь одинаковых характеристик у всех транзисторов. Всегда есть определённое, пусть и, небольшое, но отличие в параметрах. Поэтому их делят на группы (или модификации).

Строго говоря, параметры транзисторов разных партий могут довольно существенно различаться. Особенно это было заметно ранее, когда технология их массового производства только оттачивалась.

Внешний вид и обозначение транзистора на схемах

На фото справа вы видите первый работающий транзистор, который был создан в 1947 году тремя учёными – Уолтером Браттейном, Джоном Бардином и Уильямом Шокли.

Несмотря на то, что первый транзистор имел не очень презентабельный вид, это не помешало ему произвести революцию в радиоэлектронике.

Трудно предположить, какой бы была нынешняя цивилизация, если бы транзистор не был изобретён.

Транзистор является первым твёрдотельным устройством, способным усиливать, генерировать и преобразовывать электрический сигнал. Он не имеет подверженных вибрации частей, обладает компактными размерами. Это делает его очень привлекательным для применения в электронике.

Это было маленькое вступление, а теперь давайте разберёмся более подробно в том, что же представляет собой транзистор.

Сперва стоит напомнить о том, что транзисторы делятся на два больших класса. К первому относятся так называемые биполярные, а ко второму – полевые (они же униполярные). Основой как полевых, так и биполярных транзисторов является полупроводник. Основной же материал для производства полупроводников — это германий и кремний, а также соединение галлия и мышьяка — арсенид галлия (

GaAs).

Стоит отметить, что наибольшее распространение получили транзисторы на основе кремния, хотя и этот факт может вскоре пошатнуться, так как развитие технологий идёт непрерывно.

Так уж случилось, но вначале развития полупроводниковой технологии лидирующее место занял биполярный транзистор. Но не многие знают, что первоначально ставка делалась на создание полевого транзистора. Он был доведён до ума уже позднее. О полевых MOSFET-транзисторах читайте здесь.

Не будем вдаваться в подробное описание устройства транзистора на физическом уровне, а сперва узнаем, как же он обозначается на принципиальных схемах. Для новичков в электронике это очень важно.

Для начала, нужно сказать, что биполярные транзисторы могут быть двух разных структур. Это структура P-N-P и N-P-N. Пока не будем вдаваться в теорию, просто запомните, что биполярный транзистор может иметь либо структуру P-N-P, либо N-P-N.

На принципиальных схемах биполярные транзисторы обозначаются вот так.

Как видим, на рисунке изображены два условных графических обозначения. Если стрелка внутри круга направлена к центральной черте, то это транзистор с P-N-P структурой. Если же стрелка направлена наружу – то он имеет структуру N-P-N.

Маленький совет.

Чтобы не запоминать условное обозначение, и сходу определять тип проводимости (p-n-p или n-p-n) биполярного транзистора, можно применять такую аналогию.

Сначала смотрим, куда указывает стрелка на условном изображении. Далее представляем, что мы идём по направлению стрелки, и, если упираемся в «стенку» – вертикальную черту – то, значит, «Прохода Нет»! «Нет» – значит p-n-p (П-Н-П ).

Ну, а если идём, и не упираемся в «стенку», то на схеме показан транзистор структуры n-p-n. Похожую аналогию можно использовать и в отношении полевых транзисторов при определении типа канала (n или p). Про обозначение разных полевых транзисторов на схеме читайте тут.

Обычно, дискретный, то есть отдельный транзистор имеет три вывода. Раньше его даже называли полупроводниковым триодом. Иногда у него может быть и четыре вывода, но четвёртый служит для подключения металлического корпуса к общему проводу. Он является экранирующим и не связан с другими выводами. Также один из выводов, обычно это коллектор (о нём речь пойдёт далее), может иметь форму фланца для крепления к охлаждающему радиатору или быть частью металлического корпуса.

Вот взгляните. На фото показаны различные транзисторы ещё советского производства, а также начала 90-ых.

А вот это уже современный импорт.

Каждый из выводов транзистора имеет своё назначение и название: база, эмиттер и коллектор. Обычно эти названия сокращают и пишут просто Б (База), Э (Эмиттер), К (Коллектор). На зарубежных схемах вывод коллектора помечают буквой C, это от слова Collector — «сборщик» (глагол Collect — «собирать»). Вывод базы помечают как B, от слова Base (от англ. Base — «основной»). Это управляющий электрод. Ну, а вывод эмиттера обозначают буквой E, от слова Emitter — «эмитент» или «источник выбросов». В данном случае эмиттер служит источником электронов, так сказать, поставщиком.

В электронную схему выводы транзисторов нужно впаивать, строго соблюдая цоколёвку. То есть вывод коллектора запаивается именно в ту часть схемы, куда он должен быть подключен. Нельзя вместо вывода базы впаять вывод коллектора или эмиттера. Иначе не будет работать схема.

Как узнать, где на принципиальной схеме у транзистора коллектор, а где эмиттер? Всё просто. Тот вывод, который со стрелкой – это всегда эмиттер. Тот, что нарисован перпендикулярно (под углом в 90 0 ) к центральной черте – это вывод базы. А тот, что остался – это коллектор.

Также на принципиальных схемах транзистор помечается символом VT или Q. В старых советских книгах по электронике можно встретить обозначение в виде буквы V или T. Далее указывается порядковый номер транзистора в схеме, например, Q505 или VT33. Стоит учитывать, что буквами VT и Q обозначаются не только биполярные транзисторы, но и полевые в том числе.

Далее узнаем, как найти транзисторы на печатной плате электронного прибора.

В реальной электронике транзисторы легко спутать с другими электронными компонентами, например, симисторами, тиристорами, интегральными стабилизаторами, так как те имеют такие же корпуса. Особенно легко запутаться, когда на электронном компоненте нанесена неизвестная маркировка.

В таком случае нужно знать, что на многих печатных платах производится разметка позиционирования и указывается тип элемента. Это так называемая шелкография. Так на печатной плате рядом с деталью может быть написано Q305. Это значит, что этот элемент транзистор и его порядковый номер в принципиальной схеме – 305. Также бывает, что рядом с выводами указывается название электрода транзистора. Так, если рядом с выводом есть буква E, то это эмиттерный электрод транзистора. Таким образом, можно чисто визуально определить, что же установлено на плате – транзистор или совсем другой элемент.

Как уже говорилось, это утверждение справедливо не только для биполярных транзисторов, но и для полевых. Поэтому, после определения типа элемента, необходимо уточнять класс транзистора (биполярный или полевой) по маркировке, нанесённой на его корпус.


Полевой транзистор FR5305 на печатной плате прибора. Рядом указан тип элемента — VT

Любой транзистор имеет свой типономинал или маркировку. Пример маркировки: КТ814. По ней можно узнать все параметры элемента. Как правило, они указаны в даташите (datasheet). Он же справочный лист или техническая документация. Также могут быть транзисторы этой же серии, но чуть с другими электрическими параметрами. Тогда название содержит дополнительные символы в конце, или, реже, в начале маркировки. (например, букву А или Г).

Зачем так заморачиваться со всякими дополнительными обозначениями? Дело в том, что в процессе производства очень сложно достичь одинаковых характеристик у всех транзисторов. Всегда есть определённое, пусть и, небольшое, но отличие в параметрах. Поэтому их делят на группы (или модификации).

Строго говоря, параметры транзисторов разных партий могут довольно существенно различаться. Особенно это было заметно ранее, когда технология их массового производства только оттачивалась.

Здравствуйте, дорогие читатели. В данной статье рассмотрим виды транзисторов и область их применения. И так…

Транзистор, это радиоэлектронный компонент из полупроводникового материала, обычно с тремя выводами, способный от небольшого входного сигнала управлять значительным током в выходной цепи. Это позволяет использовать его для усиления, генерирования, коммутации и преобразования электрических сигналов. В настоящее время транзистор является основой схемотехники подавляющего большинства электронных устройств и интегральных микросхем.

Виды транзисторов

О том что такое транзистор, читайте в статье «Что означает слово транзистор? Назначение и устройство.» Здесь лишь отметим, в большинстве применений транзисторы заменили собой вакуумные лампы, свершилась настоящая кремниевая революция в создании интегральных микросхем. Так, сегодня в аналоговой технике чаще используют биполярные транзисторы, а в цифровой технике — преимущественно полевые.

Устройство и принцип действия полевых и биполярных транзисторов — это так же темы отдельных статей, поэтому останавливаться на данных тонкостях не будем, а рассмотрим предмет с чисто практической точки зрения на конкретных примерах.

Полевые и биполярные транзисторы

По технологии изготовления транзисторы подразделяются на два типа: полевые и биполярные. Биполярные в свою очередь делятся по проводимости на n-p-n – транзисторы обратной проводимости, и p-n-p – транзисторы прямой проводимости. Полевые транзисторы бывают, соответственно, с каналом n-типа и p-типа. Затвор полевого транзистора может быть изолированным (IGBT-транзисторы) или в виде p-n-перехода. IGBT-транзисторы бывают со встроенным каналом или с индуцированным каналом.

Виды транзисторов, p –n–p и n–p–n проводимость

Области применения транзисторов определяются их характеристиками, а работать транзисторы могут в двух режимах: в ключевом или в усилительном. В первом случае транзистор в процессе работы или полностью открыт или полностью закрыт, что позволяет управлять питанием значительных нагрузок, используя малый ток для управления. А в усилительном, или по-другому — в динамическом режиме, используется свойство транзистора изменять выходной сигнал при малом изменении входного, управляющего сигнала. Далее рассмотрим примеры различных транзисторов.

2N3055 – биполярный n-p-n-транзистор в корпусе ТО-3

Популярен в качестве элемента выходных каскадов высококачественных звуковых усилителей, где он работает в динамическом режиме. Как правило, используется совместно с комплементарным p-n-p собратом MJ2955. Данный транзистор может работать и в ключевом режиме, например в трансформаторных НЧ инверторах 12 на 220 вольт 50 Гц, пара 2n3055 управляет двухтактным преобразователем.

Примечательно, что напряжение коллектор-эмиттер для данного транзистора в процессе работы может достигать 70 вольт, а ток 15 ампер. Корпус ТО-3 позволяет удобно закрепить его на радиатор в случае необходимости. Статический коэффициент передачи тока — от 15 до 70, этого достаточно для эффективного управления даже мощными нагрузками, при том, что база транзистора выдерживает ток до 7 ампер. Данный транзистор может работать на частотах до 3 МГц.

КТ315 — легенда среди отечественных биполярных транзисторов малой мощности

Данный транзистор n-p-n – типа впервые увидел свет 1967 году, и по сей день пользуется популярностью в радиолюбительской среде. Комплементарной парой к нему является КТ361. Идеален для динамических и ключевых режимов в схемах малой мощности.

При максимально допустимом напряжении коллектор-эмиттер 60 вольт, этот высокочастотный транзистор способен пропускать через себя ток до 100 мА, а граничная частота у него не менее 250 МГц. Коэффициент передачи тока достигает 350, при том, что ток базы ограничен 50 мА.

Изначально транзистор выпускался только в пластмассовом корпусе KT-13, 7 мм в ширину и 6 мм высотой, но в последнее время можно его встретить и в корпусе ТО-92.

КП501 — полевой n-канальный транзистор малой мощности с изолированным затвором

Имеет обогащенный n-канал, сопротивление которого составляет от 10 до 15 Ом, в зависимости от модификации (А,Б,В). Предназначен данный транзистор, как его позиционирует производитель, для использования в аппаратуре связи, в телефонных аппаратах и другой радиоэлектронной аппаратуре.

Этот транзистор можно назвать сигнальным. Небольшой корпус ТО-92, максимальное напряжение сток-исток — до 240 вольт, максимальный ток стока — до 180 мА. Емкость затвора менее 100 пф. Особенно примечательно то, что пороговое напряжение затвора составляет от 1 до 3 вольт, что позволяет реализовать управление с очень-очень малыми затратами. Идеален в качестве преобразователя уровней сигналов.

irf3205 – n-канальный полевой транзистор, изготовленный по технологии HEXFET

Популярен в качестве силового ключа для повышающих высокочастотных инверторов, например автомобильных. Посредством параллельного включения нескольких корпусов представляется возможность построения преобразователей, рассчитанных на значительные токи.

Максимальный ток для одного такого транзистора достигает 75А (ограничение вносит конструкция корпуса ТО-220), а максимальное напряжение сток-исток составляет 55 вольт. Сопротивление канала при этом всего 8 мОм. Емкость затвора в 3250 пф требует применения мощного драйвера для управления на высоких частотах, но сегодня это не является проблемой.

FGA25N120ANTD мощный биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT-транзистор)

Способен выдержать напряжение сток-исток 1200 вольт, максимальный ток стока составляет 50 ампер. Особенность изготовления современных IGBT-транзисторов такого уровня позволяет отнести их к классу высоковольтных.

Область применения — силовые преобразователи инверторного типа, такие как индукционные нагреватели, сварочные аппараты и другие высокочастотные преобразователи, рассчитанные на питание высоким напряжением. Идеален для мощных мостовых и полумостовых резонансных преобразователей, а также для работы в условиях жесткого переключения, имеется встроенный высокоскоростной диод.

Рекомендации по эксплуатации транзисторов

Значения большинства параметров транзисторов зависят от реального режима работы и температуры, причем с увеличением температуры параметры транзисторов могут меняться. В справочнике приведены, как правило, типовые (усредненные) зависимости параметров транзисторов от тока, напряжения, температуры, частоты и т. п.

Для обеспечения надежной работы транзисторов необходимо принимать меры, исключающие длительные электрические нагрузки, близкие к предельно допустимым. Например заменять транзистор на аналогичный но меньшей мощности не стоит, это касается не только мощностей, но и других параметров транзистора. В некоторых случаях для увеличения мощности транзисторы можно включать параллельно, когда эмиттер соединяется с эмиттером, коллектор с коллектором и база – с базой. Перегрузки могут быть вызваны разными причинами, например от перенапряжения, для защиты от перенапряжения часто применяют быстродействующие диоды.

Что касается нагрева и перегрева транзисторов, температурный режим транзисторов не только оказывает влияние на значение параметров, но и определяет надежность их эксплуатации. Следует стремиться к тому, чтобы транзистор при работе не перегревался, в выходных каскадах усилителей транзисторы обязательно нужно ставить на большие радиаторы. Защиту транзисторов от перегрева нужно обеспечивать не только во время эксплуатации, но и во время пайки. При лужении и пайке следует принимать меры, исключающие перегрев транзистора, транзисторы во время пайки желательно держать пинцетом, для защиты от перегрева.

Мы рассмотрели здесь только несколько видов транзисторов, и это лишь мизерная часть из обилия моделей электронных компонентов, представленных на рынке сегодня.

Так или иначе, вы с легкостью сможете подобрать подходящий транзистор для своих целей. Документация на них доступна сегодня в сети в виде даташитов, в которых исчерпывающе представлены все характеристики. Типы корпусов современных транзисторов различны, и для одной и той же модели зачастую доступны как SMD исполнение, так и выводное.

Видео, виды транзисторов

Транзистор. Обозначение на схемах и внешний вид транзисторов.

Внешний вид и обозначение транзистора на схемах

На фото справа вы видите первый работающий транзистор, который был создан в 1947 году тремя учёными – Уолтером Браттейном, Джоном Бардином и Уильямом Шокли.

Несмотря на то, что первый транзистор имел не очень презентабельный вид, это не помешало ему произвести революцию в радиоэлектронике.

Трудно предположить, какой бы была нынешняя цивилизация, если бы транзистор не был изобретён.

Транзистор является первым твёрдотельным устройством, способным усиливать, генерировать и преобразовывать электрический сигнал. Он не имеет подверженных вибрации частей, обладает компактными размерами. Это делает его очень привлекательным для применения в электронике.

Это было маленькое вступление, а теперь давайте разберёмся более подробно в том, что же представляет собой транзистор.

Сперва стоит напомнить о том, что транзисторы делятся на два больших класса. К первому относятся так называемые биполярные, а ко второму – полевые (они же униполярные). Основой как полевых, так и биполярных транзисторов является полупроводник. Основной же материал для производства полупроводников — это германий и кремний, а также соединение галлия и мышьяка — арсенид галлия (GaAs).

Стоит отметить, что наибольшее распространение получили транзисторы на основе кремния, хотя и этот факт может вскоре пошатнуться, так как развитие технологий идёт непрерывно.

Так уж случилось, но вначале развития полупроводниковой технологии лидирующее место занял биполярный транзистор. Но не многие знают, что первоначально ставка делалась на создание полевого транзистора. Он был доведён до ума уже позднее. О полевых MOSFET-транзисторах читайте здесь.

Не будем вдаваться в подробное описание устройства транзистора на физическом уровне, а сперва узнаем, как же он обозначается на принципиальных схемах. Для новичков в электронике это очень важно.

Для начала, нужно сказать, что биполярные транзисторы могут быть двух разных структур. Это структура P-N-P и N-P-N. Пока не будем вдаваться в теорию, просто запомните, что биполярный транзистор может иметь либо структуру P-N-P, либо N-P-N.

На принципиальных схемах биполярные транзисторы обозначаются вот так.

Как видим, на рисунке изображены два условных графических обозначения. Если стрелка внутри круга направлена к центральной черте, то это транзистор с P-N-P структурой. Если же стрелка направлена наружу – то он имеет структуру N-P-N.

Маленький совет.

Чтобы не запоминать условное обозначение, и сходу определять тип проводимости (p-n-p или n-p-n) биполярного транзистора, можно применять такую аналогию.

Сначала смотрим, куда указывает стрелка на условном изображении. Далее представляем, что мы идём по направлению стрелки, и, если упираемся в «стенку» – вертикальную черту – то, значит, «Прохода Нет»! «Нет» – значит p-n-p (П-Н-П ).

Ну, а если идём, и не упираемся в «стенку», то на схеме показан транзистор структуры n-p-n. Похожую аналогию можно использовать и в отношении полевых транзисторов при определении типа канала (n или p). Про обозначение разных полевых транзисторов на схеме читайте тут.

Обычно, дискретный, то есть отдельный транзистор имеет три вывода. Раньше его даже называли полупроводниковым триодом. Иногда у него может быть и четыре вывода, но четвёртый служит для подключения металлического корпуса к общему проводу. Он является экранирующим и не связан с другими выводами. Также один из выводов, обычно это коллектор (о нём речь пойдёт далее), может иметь форму фланца для крепления к охлаждающему радиатору или быть частью металлического корпуса.

Вот взгляните. На фото показаны различные транзисторы ещё советского производства, а также начала 90-ых.

А вот это уже современный импорт.

Каждый из выводов транзистора имеет своё назначение и название: база, эмиттер и коллектор. Обычно эти названия сокращают и пишут просто Б (База), Э (Эмиттер), К (Коллектор). На зарубежных схемах вывод коллектора помечают буквой C, это от слова Collector — «сборщик» (глагол Collect — «собирать»). Вывод базы помечают как B, от слова Base (от англ. Base — «основной»). Это управляющий электрод. Ну, а вывод эмиттера обозначают буквой E, от слова Emitter — «эмитент» или «источник выбросов». В данном случае эмиттер служит источником электронов, так сказать, поставщиком.

В электронную схему выводы транзисторов нужно впаивать, строго соблюдая цоколёвку. То есть вывод коллектора запаивается именно в ту часть схемы, куда он должен быть подключен. Нельзя вместо вывода базы впаять вывод коллектора или эмиттера. Иначе не будет работать схема.

Как узнать, где на принципиальной схеме у транзистора коллектор, а где эмиттер? Всё просто. Тот вывод, который со стрелкой – это всегда эмиттер. Тот, что нарисован перпендикулярно (под углом в 900) к центральной черте – это вывод базы. А тот, что остался – это коллектор.

Также на принципиальных схемах транзистор помечается символом VT или Q. В старых советских книгах по электронике можно встретить обозначение в виде буквы V или T. Далее указывается порядковый номер транзистора в схеме, например, Q505 или VT33. Стоит учитывать, что буквами VT и Q обозначаются не только биполярные транзисторы, но и полевые в том числе.

Далее узнаем, как найти транзисторы на печатной плате электронного прибора.

В реальной электронике транзисторы легко спутать с другими электронными компонентами, например, симисторами, тиристорами, интегральными стабилизаторами, так как те имеют такие же корпуса. Особенно легко запутаться, когда на электронном компоненте нанесена неизвестная маркировка.

В таком случае нужно знать, что на многих печатных платах производится разметка позиционирования и указывается тип элемента. Это так называемая шелкография. Так на печатной плате рядом с деталью может быть написано Q305. Это значит, что этот элемент транзистор и его порядковый номер в принципиальной схеме – 305. Также бывает, что рядом с выводами указывается название электрода транзистора. Так, если рядом с выводом есть буква E, то это эмиттерный электрод транзистора. Таким образом, можно чисто визуально определить, что же установлено на плате – транзистор или совсем другой элемент.

Как уже говорилось, это утверждение справедливо не только для биполярных транзисторов, но и для полевых. Поэтому, после определения типа элемента, необходимо уточнять класс транзистора (биполярный или полевой) по маркировке, нанесённой на его корпус.


Полевой транзистор FR5305 на печатной плате прибора. Рядом указан тип элемента — VT

Любой транзистор имеет свой типономинал или маркировку. Пример маркировки: КТ814. По ней можно узнать все параметры элемента. Как правило, они указаны в даташите (datasheet). Он же справочный лист или техническая документация. Также могут быть транзисторы этой же серии, но чуть с другими электрическими параметрами. Тогда название содержит дополнительные символы в конце, или, реже, в начале маркировки. (например, букву А или Г).

Зачем так заморачиваться со всякими дополнительными обозначениями? Дело в том, что в процессе производства очень сложно достичь одинаковых характеристик у всех транзисторов. Всегда есть определённое, пусть и, небольшое, но отличие в параметрах. Поэтому их делят на группы (или модификации).

Строго говоря, параметры транзисторов разных партий могут довольно существенно различаться. Особенно это было заметно ранее, когда технология их массового производства только оттачивалась.

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

 

Как выглядят транзисторы фото

Внешний вид и обозначение транзистора на схемах

На фото справа вы видите первый работающий транзистор, который был создан в 1947 году тремя учёными – Уолтером Браттейном, Джоном Бардином и Уильямом Шокли.

Несмотря на то, что первый транзистор имел не очень презентабельный вид, это не помешало ему произвести революцию в радиоэлектронике.

Трудно предположить, какой бы была нынешняя цивилизация, если бы транзистор не был изобретён.

Транзистор является первым твёрдотельным устройством, способным усиливать, генерировать и преобразовывать электрический сигнал. Он не имеет подверженных вибрации частей, обладает компактными размерами. Это делает его очень привлекательным для применения в электронике.

Это было маленькое вступление, а теперь давайте разберёмся более подробно в том, что же представляет собой транзистор.

Сперва стоит напомнить о том, что транзисторы делятся на два больших класса. К первому относятся так называемые биполярные, а ко второму – полевые (они же униполярные). Основой как полевых, так и биполярных транзисторов является полупроводник. Основной же материал для производства полупроводников – это германий и кремний, а также соединение галлия и мышьяка – арсенид галлия (GaAs).

Стоит отметить, что наибольшее распространение получили транзисторы на основе кремния, хотя и этот факт может вскоре пошатнуться, так как развитие технологий идёт непрерывно.

Так уж случилось, но вначале развития полупроводниковой технологии лидирующее место занял биполярный транзистор. Но не многие знают, что первоначально ставка делалась на создание полевого транзистора. Он был доведён до ума уже позднее. О полевых MOSFET-транзисторах читайте здесь.

Не будем вдаваться в подробное описание устройства транзистора на физическом уровне, а сперва узнаем, как же он обозначается на принципиальных схемах. Для новичков в электронике это очень важно.

Для начала, нужно сказать, что биполярные транзисторы могут быть двух разных структур. Это структура P-N-P и N-P-N. Пока не будем вдаваться в теорию, просто запомните, что биполярный транзистор может иметь либо структуру P-N-P, либо N-P-N.

На принципиальных схемах биполярные транзисторы обозначаются вот так.

Как видим, на рисунке изображены два условных графических обозначения. Если стрелка внутри круга направлена к центральной черте, то это транзистор с P-N-P структурой. Если же стрелка направлена наружу – то он имеет структуру N-P-N.

Маленький совет.

Чтобы не запоминать условное обозначение, и сходу определять тип проводимости (p-n-p или n-p-n) биполярного транзистора, можно применять такую аналогию.

Сначала смотрим, куда указывает стрелка на условном изображении. Далее представляем, что мы идём по направлению стрелки, и, если упираемся в «стенку» – вертикальную черту – то, значит, «Прохода Нет»! «Нет» – значит p-n-p (П-Н-П ).

Ну, а если идём, и не упираемся в «стенку», то на схеме показан транзистор структуры n-p-n. Похожую аналогию можно использовать и в отношении полевых транзисторов при определении типа канала (n или p). Про обозначение разных полевых транзисторов на схеме читайте тут.

Обычно, дискретный, то есть отдельный транзистор имеет три вывода. Раньше его даже называли полупроводниковым триодом. Иногда у него может быть и четыре вывода, но четвёртый служит для подключения металлического корпуса к общему проводу. Он является экранирующим и не связан с другими выводами. Также один из выводов, обычно это коллектор (о нём речь пойдёт далее), может иметь форму фланца для крепления к охлаждающему радиатору или быть частью металлического корпуса.

Вот взгляните. На фото показаны различные транзисторы ещё советского производства, а также начала 90-ых.

А вот это уже современный импорт.

Каждый из выводов транзистора имеет своё назначение и название: база, эмиттер и коллектор. Обычно эти названия сокращают и пишут просто Б (База), Э (Эмиттер), К (Коллектор). На зарубежных схемах вывод коллектора помечают буквой C, это от слова Collector – «сборщик» (глагол Collect – «собирать»). Вывод базы помечают как B, от слова Base (от англ. Base – «основной»). Это управляющий электрод. Ну, а вывод эмиттера обозначают буквой E, от слова Emitter – «эмитент» или «источник выбросов». В данном случае эмиттер служит источником электронов, так сказать, поставщиком.

В электронную схему выводы транзисторов нужно впаивать, строго соблюдая цоколёвку. То есть вывод коллектора запаивается именно в ту часть схемы, куда он должен быть подключен. Нельзя вместо вывода базы впаять вывод коллектора или эмиттера. Иначе не будет работать схема.

Как узнать, где на принципиальной схеме у транзистора коллектор, а где эмиттер? Всё просто. Тот вывод, который со стрелкой – это всегда эмиттер. Тот, что нарисован перпендикулярно (под углом в 90 0 ) к центральной черте – это вывод базы. А тот, что остался – это коллектор.

Также на принципиальных схемах транзистор помечается символом VT или Q. В старых советских книгах по электронике можно встретить обозначение в виде буквы V или T. Далее указывается порядковый номер транзистора в схеме, например, Q505 или VT33. Стоит учитывать, что буквами VT и Q обозначаются не только биполярные транзисторы, но и полевые в том числе.

Далее узнаем, как найти транзисторы на печатной плате электронного прибора.

В реальной электронике транзисторы легко спутать с другими электронными компонентами, например, симисторами, тиристорами, интегральными стабилизаторами, так как те имеют такие же корпуса. Особенно легко запутаться, когда на электронном компоненте нанесена неизвестная маркировка.

В таком случае нужно знать, что на многих печатных платах производится разметка позиционирования и указывается тип элемента. Это так называемая шелкография. Так на печатной плате рядом с деталью может быть написано Q305. Это значит, что этот элемент транзистор и его порядковый номер в принципиальной схеме – 305. Также бывает, что рядом с выводами указывается название электрода транзистора. Так, если рядом с выводом есть буква E, то это эмиттерный электрод транзистора. Таким образом, можно чисто визуально определить, что же установлено на плате – транзистор или совсем другой элемент.

Как уже говорилось, это утверждение справедливо не только для биполярных транзисторов, но и для полевых. Поэтому, после определения типа элемента, необходимо уточнять класс транзистора (биполярный или полевой) по маркировке, нанесённой на его корпус.


Полевой транзистор FR5305 на печатной плате прибора. Рядом указан тип элемента – VT

Любой транзистор имеет свой типономинал или маркировку. Пример маркировки: КТ814. По ней можно узнать все параметры элемента. Как правило, они указаны в даташите (datasheet). Он же справочный лист или техническая документация. Также могут быть транзисторы этой же серии, но чуть с другими электрическими параметрами. Тогда название содержит дополнительные символы в конце, или, реже, в начале маркировки. (например, букву А или Г).

Зачем так заморачиваться со всякими дополнительными обозначениями? Дело в том, что в процессе производства очень сложно достичь одинаковых характеристик у всех транзисторов. Всегда есть определённое, пусть и, небольшое, но отличие в параметрах. Поэтому их делят на группы (или модификации).

Строго говоря, параметры транзисторов разных партий могут довольно существенно различаться. Особенно это было заметно ранее, когда технология их массового производства только оттачивалась.

В этой статье мы разберем, чем же примечателен этот маленький кусочек кремния, называемый транзистором. Транзисторы, как известно, делятся на 2 вида полевые и биполярные. Изготавливаются они из полупроводниковых материалов, в частности германия и кремния. И полевые и биполярные транзисторы имеют по 3 вывода. На приведенном ниже рисунке мы можем видеть устройство советского биполярного низкочастотного транзистора типа МП39-МП42.

Транзистор в разрезе

На следующем рисунке изображены транзисторы, также выпущенные в советское время, слева небольшой мощности, в центре и справа рассчитанные на среднюю и большую мощность:

Внешний вид советских транзисторов

Рассмотрим схематическое изображение биполярного транзистора:

Структура биполярных транзисторов

Транзисторы по своей структуре делятся на два типа, n-p-n и p-n-p. Как нам известно из предыдущей статьи, диод представляет собой полупроводниковый прибор с p-n переходом способным пропускать ток в прямом включении и не пропускающий в обратном. Транзистор же представляет собой, условно говоря, два диода соединенных либо катодами, либо анодами, что мы и можем видеть на рисунке ниже.

Транзистор как два диода

Кстати, многие отечественные транзисторы в советское время выпускали с некоторым содержанием золота, так что эту деталь можно назвать драгоценной в прямом смысле слова! Подробнее о содержании драгметаллов смотрите тут. Но для радиолюбителей ценность данного радиоэлемента заключается прежде всего в его функциях.

Золото в транзисторах СССР

Приведу ещё несколько фотографий распространённых транзисторов:


Малой мощности




На этих фото изображены выводные транзисторы, которые впаивают в отверстия в печатной плате. Но существуют транзисторы и для поверхностного или SMD монтажа, в таком случае отверстия не сверлятся и детали припаиваются со стороны печати, один из таких транзисторов в корпусе sot-23 изображен на фотографии ниже, рядом на рисунке можно видеть его сравнительные размеры:

Фото SMD транзистор

Какие существуют схемы включения биполярных транзисторов? Прежде всего это схема (к слову сказать самая распространенная) включения с общим эмиттером. Такое включение обеспечивает большое усиление по напряжению и току:

Схема включения с общим коллектором, это дает нам усиление только по току:

Схема с общим коллектором

И схема включения с общей базой, усиление только по напряжению:

Схема с общей базой

Далее приведен практический пример схемы усилителя на одном транзисторе собранного по схеме с общим эмиттером. Наушники для этого усилителя нужно брать высокоомные Тон–2 с сопротивлением обмотки приблизительно 2 кОм.

Пример усилителя по схеме с общим эмиттером

Биполярные транзисторы могут использоваться в ключевом и усилительном режимах. Выше на схеме пример работы транзистора в усилительном режиме. На приведенном ниже рисунке изображена схема включения транзистора в ключевом режиме:

Схема транзистора в ключевом режиме

Существуют транзисторы, действие которых основано на фотоэлектрическом эффекте, называются они фототранзисторы. Они могут быть в исполнении как с выводом от базы, так и без него. Его схематическое изображение на рисунке:

Схематическое изображение фототранзисторов

А так выглядит один из фототранзисторов:

Полевые транзисторы


Строение полевого транзистора

Привожу первый вариант схематического обозначения полевого транзистора:

Схематическое изображение полевого транзистора

На следующем рисунке изображено современное схематическое изображение (второй вариант) полевых транзисторов с изолированным затвором, слева с каналом n–типа и справа с каналом p-типа.

Изображение на схемах полевых транзисторов с изолированным затвором

Определяют какого типа канал следующим образом, если стрелка направлена в сторону канала, то такой транзистор с каналом n–типа, если же стрелка направлена в обратную, то p-типа. Транзисторы MOSFET (metal-oxide-semiconductor field effect transistor) – это английское название полевых транзисторов МДП (металл-диэлектрик-полупроводник). Дальше на рисунке приведено обозначение и изображен внешний вид мощного полевого Mosfet транзистора:

Схематическое изображение мощного полевого транзистора

Полевые транзисторы имеют высокое входное сопротивление. Они находят все большее применение в современной технике, особенно приёмо-передатчиках. Полевые транзисторы широко применяются и в аналоговых, и в цифровых схемах. Выпускаются современные полевые транзисторы, как и биполярные, в SMD исполнении:

Фото SMD полевой транзистор

Устройства, созданные на основе КМОП транзисторов (полевых транзисторов) очень экономичны и имеют незначительное потребление питания. Привожу схемы включения полевых транзисторов:


С общим истоком



Применяются полевые транзисторы и в усилителях мощности звука, чаще всего в выходных каскадах.

Однопереходные транзисторы


Схематическое изображение однопереходных транзисторов

Применяются однопереходные транзисторы, в устройствах автоматики и импульсной технике. А также находят применение в измерительных устройствах. Автор статьи – AKV.

В этой статье мы разберем, чем же примечателен этот маленький кусочек кремния, называемый транзистором. Транзисторы, как известно, делятся на 2 вида полевые и биполярные. Изготавливаются они из полупроводниковых материалов, в частности германия и кремния. И полевые и биполярные транзисторы имеют по 3 вывода. На приведенном ниже рисунке мы можем видеть устройство советского биполярного низкочастотного транзистора типа МП39-МП42.

Транзистор в разрезе

На следующем рисунке изображены транзисторы, также выпущенные в советское время, слева небольшой мощности, в центре и справа рассчитанные на среднюю и большую мощность:

Внешний вид советских транзисторов

Рассмотрим схематическое изображение биполярного транзистора:

Структура биполярных транзисторов

Транзисторы по своей структуре делятся на два типа, n-p-n и p-n-p. Как нам известно из предыдущей статьи, диод представляет собой полупроводниковый прибор с p-n переходом способным пропускать ток в прямом включении и не пропускающий в обратном. Транзистор же представляет собой, условно говоря, два диода соединенных либо катодами, либо анодами, что мы и можем видеть на рисунке ниже.

Транзистор как два диода

Кстати, многие отечественные транзисторы в советское время выпускали с некоторым содержанием золота, так что эту деталь можно назвать драгоценной в прямом смысле слова! Подробнее о содержании драгметаллов смотрите тут. Но для радиолюбителей ценность данного радиоэлемента заключается прежде всего в его функциях.

Золото в транзисторах СССР

Приведу ещё несколько фотографий распространённых транзисторов:


Малой мощности




На этих фото изображены выводные транзисторы, которые впаивают в отверстия в печатной плате. Но существуют транзисторы и для поверхностного или SMD монтажа, в таком случае отверстия не сверлятся и детали припаиваются со стороны печати, один из таких транзисторов в корпусе sot-23 изображен на фотографии ниже, рядом на рисунке можно видеть его сравнительные размеры:

Фото SMD транзистор

Какие существуют схемы включения биполярных транзисторов? Прежде всего это схема (к слову сказать самая распространенная) включения с общим эмиттером. Такое включение обеспечивает большое усиление по напряжению и току:

Схема включения с общим коллектором, это дает нам усиление только по току:

Схема с общим коллектором

И схема включения с общей базой, усиление только по напряжению:

Схема с общей базой

Далее приведен практический пример схемы усилителя на одном транзисторе собранного по схеме с общим эмиттером. Наушники для этого усилителя нужно брать высокоомные Тон–2 с сопротивлением обмотки приблизительно 2 кОм.

Пример усилителя по схеме с общим эмиттером

Биполярные транзисторы могут использоваться в ключевом и усилительном режимах. Выше на схеме пример работы транзистора в усилительном режиме. На приведенном ниже рисунке изображена схема включения транзистора в ключевом режиме:

Схема транзистора в ключевом режиме

Существуют транзисторы, действие которых основано на фотоэлектрическом эффекте, называются они фототранзисторы. Они могут быть в исполнении как с выводом от базы, так и без него. Его схематическое изображение на рисунке:

Схематическое изображение фототранзисторов

А так выглядит один из фототранзисторов:

Полевые транзисторы


Строение полевого транзистора

Привожу первый вариант схематического обозначения полевого транзистора:

Схематическое изображение полевого транзистора

На следующем рисунке изображено современное схематическое изображение (второй вариант) полевых транзисторов с изолированным затвором, слева с каналом n–типа и справа с каналом p-типа.

Изображение на схемах полевых транзисторов с изолированным затвором

Определяют какого типа канал следующим образом, если стрелка направлена в сторону канала, то такой транзистор с каналом n–типа, если же стрелка направлена в обратную, то p-типа. Транзисторы MOSFET (metal-oxide-semiconductor field effect transistor) – это английское название полевых транзисторов МДП (металл-диэлектрик-полупроводник). Дальше на рисунке приведено обозначение и изображен внешний вид мощного полевого Mosfet транзистора:

Схематическое изображение мощного полевого транзистора

Полевые транзисторы имеют высокое входное сопротивление. Они находят все большее применение в современной технике, особенно приёмо-передатчиках. Полевые транзисторы широко применяются и в аналоговых, и в цифровых схемах. Выпускаются современные полевые транзисторы, как и биполярные, в SMD исполнении:

Фото SMD полевой транзистор

Устройства, созданные на основе КМОП транзисторов (полевых транзисторов) очень экономичны и имеют незначительное потребление питания. Привожу схемы включения полевых транзисторов:


С общим истоком



Применяются полевые транзисторы и в усилителях мощности звука, чаще всего в выходных каскадах.

Однопереходные транзисторы


Схематическое изображение однопереходных транзисторов

Применяются однопереходные транзисторы, в устройствах автоматики и импульсной технике. А также находят применение в измерительных устройствах. Автор статьи – AKV.

Обсудить статью ТРАНЗИСТОРЫ

Приведены таблицы с условным обозначением на схемах наиболее распространённых радиодеталей.

ПОДСЛУШИВАЮЩИЙ ЖУЧОК

Пошаговое изготовление простого подслушивающего жучка – подробная фотоинструкция для начинающих.

РАДИОУПРАВЛЕНИЕ НА МИКРОКОНТРОЛЛЕРЕ

Аппаратура 10-ти командного блока радиоуправления устройствами – схема, фото модулей, прошивка.

Трёхмерные транзисторы. 22нм / Блог компании Intel / Хабр

   На днях компания Intel совершила очередной прорыв в процессоростроении, а точнее, в эволюции транзисторов — логических элементах современных процессоров. Если последние 50 лет в электронике использовались исключительно планарные структуры, то отныне в массовом производстве применяемая структура станет трехмерной. Технология, позволившая и дальше следовать закону Мура, получила название Tri-Gate. По значимости этот шаг сопоставим, разве что, с изобретением интегральной схемы транзисторов.

   Еще совсем недавно процессор можно было представить в виде листа бумаги, производительность которого зависела от количества ячеек-транзисторов, уместившихся на его площади. Чем больше транзисторов-ячеек на таком листе умещалось, тем выше была производительность. Понятное дело, что бесконечно уменьшать размеры транзисторов нельзя – об этом я даже как-то писал отдельную статью, которая «хорошо пошла». Однако в ближайшие годы полупроводниковая промышленность может вздохнуть спокойно и продолжить развитие прежними темпами — сейчас ячейки «можно» располагать в несколько рядов, то есть производительность процессоров будет расти вглубь (ну или ввысь, как в случае с небоскрёбами) и, честно сказать, я даже теряюсь в догадках, почему до этого додумались только сейчас. Впрочем, додумались-то до этого еще в далеком 2002, но именно сегодня речь пошла о массовом воплощении технологии в жизнь.

   Ученые давно признают преимущества 3D-структур — в случае с транзисторами, такой подход позволит следовать закону Мура еще достаточно долгое время. Суть новой технологии очевидна (глаз вооружен):


Транзистор, 32-нм


Транзистор Tri-Gate, 22-нм

   В традиционной планарной структуре транзистора электрический ток может протекать только по узкой поверхности проводника под затвором. В то время как в трёхмерных транзисторах ток распространяется в толще кремниевого выступа, «прорезающего» затвор.

   Результатом такого конструкторского решения является снижение сопротивления транзистора в открытом состоянии, увеличение сопротивления в закрытом и более быстрое переключение между этими состояниями. Вместе с этим стало возможным снижение рабочего напряжения и уменьшение токов утечки. Как следствие — новый уровень энергоэффективности и солидный прирост производительности в сравнении с существующими аналогами.

Транзисторы Tri-Gate (изготовленные по технологии 22-нм) демонстрируют почти 40-процентный прирост быстродействия в сравнении с обычными (изготовленными по технологии 32-нм).

Это при том, что новые чипы будут потреблять почти вдвое меньше энергии (с той же производительностью), чем их 32-нанометровые братья с двухмерной структурой.

1 нм (нанометр) = одна миллиардная метра (1/1 000 000 000м), %username%
А ведь можно сделать, например, вот так:

   «Изобретение транзисторов Tri-Gate и внедрение новой технологии в 22-нм чипы меняют правила игры, — по секрету рассказал мне Пол Отеллини, президент компании Intel. — В сочетании с материалами, обладающими особой диэлектрической проницаемостью, элементами с металлическими затворами, 3D-транзисторы помогут Intel значительно снизить потребление энергии, стоимость чипа в расчете на один транзистор и существенно поднять производительность. Intel продолжит создавать лучшие в мире продукты во всех областях — от мобильных телефонов до суперкомпьютеров»

   Марк Бор, старший почетный исследователь компании: — Новое изобретение не только позволяет впредь следовать закону Мура. Это больше, чем просто переход с одного технологического процесса на другой — новое открытие позволяет конструировать совершенно новые устройства.

   Переход на новые трёхмерные транзисторы будет осуществлен вместе с переходом на новую 22-нанометровую технологическую норму, отражающую размер структур интегральных схем. Первым в мире микропроцессором, изготовленным по этой норме, стал чип под кодовым названием Ivy Bridge, предназначенный в первую очередь для настольных компьютеров. Соответственно, процессоры Intel Core под этим кодовым названием станут первыми массовыми чипами с транзисторами Tri-Gate – их массовое серийное производство планируется начать в конце 2011 года. По крайней мере, в плане технического оснащения к этому почти все готово – ведь чипы могут изготавливаться на обычном литографическом оборудовании.

Что касается мобильных устройств, то для них данную технологию также можно (и нужно) адаптировать – возможно, именно этот шаг начнет серьезно укреплять позиции компании в карманах пользователей.

В качестве бонуса:

Успехов!

Как проверить транзистор мультиметром — картинки, рекомендации, видео

Современные электронные мультиметры имеют специализированные коннекторы для проверки различных радиодеталей, включая транзисторы.

Это удобно, однако, проверка не совсем корректная. Радиолюбители со стажем помнят, как проверить транзистор тестером со стрелочной индикацией. Техника проверки на цифровых приборах не изменилась. Для точного определения состояния полупроводникового прибора, каждые его элемент тестируется отдельно.

Классика вопроса: как проверить биполярный транзистор мультиметром

Этот популярный проводник выполняет две задачи:

  • Режим усиления сигнала. Получая команду на управляющие выводы, прибор дублирует форму сигнала на рабочих контактах, только с большей амплитудой;
  • режим ключа. Подобно водопроводному крану, полупроводник открывает или закрывает путь электрическому току по команде управляющего сигнала.

Полупроводниковые кристаллы соединены в корпусе, образуя p-n переходы. Такая же технология применяется в диодах. По сути – биполярный транзистор состоит из двух диодов, соединенных в одной точке одноименными выводами.
Чтобы понять, как проверить транзистор мультиметром, рассмотрим отличие pnp и npn структуры.

Так называемый «прямой» (см. фото)

С обратным переходом, как изображено на фото

Разумеется, если вы спаяете диоды так, как показано на условной схеме – транзистор не получится. Но с точки зрения проверки исправности – можно представить, что у вас обычные диоды в одном корпусе.

То есть, положив перед собой схему полупроводниковых переходов, вы легко определите не только исправность детали в целом, но и локализуете конкретный неисправный p-n переход. Это поможет понять причину поломки, ведь полупроводник работает не автономно, а в составе электросхемы.

Как проверить биполярный транзистор мультиметром — видео.

Возникает резонный вопрос: Как определить маркировку выводов транзистора, не имея каталога? Такая практика пригодится не только для проверки радиодеталей. При сборке монтажной платы, незнание конструкции транзистора приведет к его перегоранию.

С помощью мультиметра можно определить назначение выводов.

Важно! Это правило работает лишь в случае с исправным транзистором. Впрочем, если деталь неисправна, вам незачем определять названия контактов.

Мультиметр выставляем в режим измерения сопротивления, предел шкалы – 2000 Ом. Выводы прибора – красный плюс, черный минус. Транзистор располагаем любым удобным способом, выводу условно определяем как «левый», «средний», «правый».

Определение базы

Красный щуп на левый контакт, замеряем сопротивление на среднем и правом выводах. В нашем случае это значение «бесконечность» (на индикаторе «1»), и 816 Ом (типичное сопротивление исправного p-n перехода при прямом подключении). Фиксируем результат измерений.

Красный щуп на середину, производим замер левого и правого контактов. С «бесконечностью» все понятно, обращаем внимание на то, что вторая пара показала результат, отличный от первого измерения. Это нормально, эмиттерный и коллекторный переходы имеют разное сопротивление. Об этом позже.

Красный щуп на правый контакт, производим замеры оставшихся комбинаций. В обоих случаях получаем единичку, то есть «бесконечное» сопротивление.

При таком раскладе, база находится на правом выводе. Этих данных недостаточно для пользования деталью. У производителей нет единого стандарта по расположению эмиттера и коллектора, поэтому определяем выводы самостоятельно.

Определение остальных выводов

Черный щуп на «базу», меряем сопротивление переходов. Одна ножка показала 807 Ом (это коллекторный переход), вторая – 816 Ом (эмиттерный переход).

Важно! Эти значения сопротивления не являются константой, в зависимости от производителя и мощности транзистора величина может незначительно отклоняться. Главное правило – сопротивление коллектора относительно базы меньше, чем сопротивление эмиттера.

Точно таким же способом производится проверка исправности биполярного транзистора. В ходе определения контактов, мы заодно проверили исправность детали. Если вам известно расположение выводов – проверяете переходы «база-эмиттер» и «база коллектор», меняя полярность щупов.

При прямом подключении – вы увидите значения, аналогичные предыдущим замерам. При обратном – сопротивление должно быть бесконечным. Если это не так – переходы относительно базы неисправны.
Последняя проверка – переход «эмиттер-коллектор». В обоих направлениях исправная деталь покажет бесконечное сопротивление.

Если в ходе тестирования вы получили именно такие результаты – ваш биполярный транзистор исправен.

Как проверить транзистор мультиметром не выпаивая

Прежде всего, проверьте расположение на монтажной плате остальных радиодеталей, относительно выводов транзистора. Иногда переходы шунтируются резисторами с небольшим сопротивлением.

Если при замерах переходов, сопротивление будет измеряться десятками Ом – транзистор придется выпаивать. Если шунтов нет – см. методику, описанную выше, проверить транзистор на плате не получится.

Как проверить полевой транзистор мультиметром

Полупроводниковые транзисторы – MOSFET (на слэнге радиолюбителей – «мосфеты»), имеют несколько иное расположение p-n переходов. Название выводов также отличается: «сток», «исток», «затвор». Тем не менее, методика проверки прекрасно моделируется диодными аналогиями.

Принципиальное отличие – канал между «истоком» и «стоком» в состоянии покоя имеет небольшую проводимость с фиксированным сопротивлением. Когда «мосфет» получает запирающее напряжение на «затворе», этот переход закрывается. При проверке он принимается открытым (в случае, если транзистор исправен).

Проверить полевой транзистор с помощью тестера можно по такой же методике, что и биполярный. Прибор в положение «измерение сопротивления» с пределом 2000 Ом.

Сопротивление по линии «исток» «сток» проверяется в обе стороны. Значение должно быть в пределах 400-700 Ом, и немного отличаться при смене полярности.

Линия «исток» «затвор» должна иметь проводимость с аналогичным сопротивлением, но только в одном направлении. Такая же ситуация при проверке «сток» «затвор».

Проверить полевой транзистор мультиметром не выпаивая из схемы можно, если нет шунтирующих деталей. Определить их наличие можно визуально. Однако, «мосфеты» обычно окружены т.н. обвесом из управляющих элементов. Поэтому их проверку лучше проводить отдельно от схемы.
P.S.
Если ваш прибор стрелочный – проверка производится также точно.
Метод проверки полевого транзистора от Чип и Дип — видео

About sposport

View all posts by sposport

Загрузка…

Транзистор | Электронные печеньки

Транзистор

Транзистор — полупроводниковый прибор позволяющий с помощью слабого сигнала управлять более сильным сигналом. Из-за такого свойства часто говорят о способности транзистора усиливать сигнал. Хотя фактически, он ничего не усиливает, а просто позволяет включать и выключать большой ток гораздо более слабыми токами. Транзисторы весьма распространены в электронике, ведь вывод любого контроллера редко может выдавать ток более 40 мА, поэтому, даже 2-3 маломощных светодиода уже не получится питать напрямую от микроконтроллера. Тут на помощь и приходят транзисторы. В статье рассматриваются основные типы транзисторов, отличия P-N-P от N-P-N биполярных транзисторов, P-channel от N-channel полевых транзисторов, рассматриваются основные тонкости подключения транзисторов и раскрываются сферы их применения.

Не стоит путать транзистор с реле. Реле — простой выключатель. Суть его работы в замыкании и размыкании металлических контактов. Транзистор устроен сложнее и в основе его работы лежит электронно-дырочный переход. Если вам интересно узнать об этом больше, вы можете посмотреть прекрасное видео, которое описывает работу транзистора от простого к сложному. Пусть вас не смущает год производства ролика — законы физики с тех пор не изменились, а более нового видео, в котором так качественно преподносится материал, найти не удалось:

Биполярный транзистор

Биполярный транзисто предназначен для управления слабыми нагрузками (например, маломощные моторы и сервоприводы). У него всегда есть три вывода:

  • Коллектор (англ. collector) — подаётся высокое напряжение, которым транзистор управляет

  • База (англ. base) — подаётся или отключается ток для открытия или закрытия транзистора
  • Эмиттер (англ. emitter) — «выпускной» вывод транзистоа. Через него вытекает ток от коллектора и базы.

Биполярный транзистор управляется током. Чем больший ток подаётся на базу, тем больший ток потечёт от коллектора к эмиттеру. Отношение тока, проходящего от эмиттера к коллектору к току на базе транзистора называется коэффициент усиления. Обозначается как hfe (в английской литературе называется gain).

Например, если hfe = 150, и через базу проходит 0.2 мА, то транзистор пропустит через себя максимум 30 мА. Если подключен компонент, который потребляет 25 мА (например, светодиод), ему будет предоставлено 25 мА. Если же подключен компонент, который потребляет 150 мА, ему будут предоставлены только максимальные 30 мА. В документации к контакту указываются предельно допустимые значени токов и напряжений база->эмиттер и коллектор->эмиттер. Превышение этих значений ведёт к перегреву и выходу из строя транзистора.

Весёлые картинки:

Работа биполярного транзистора

NPN и PNP биполярные транзисторы

Различают 2 типа полярных транзисторов: NPN и PNP. Отличаются они чередованием слоёв. N (от negative — отрицательный) — это слой с избытком отрицательных переносчиков заряда (электронов), P (от positive — положительный) — слой с избытком положительных переносчиков заряда (дырок). Подробнее о электронах и дырках рассказано в видео, приведённом выше.

От чередования слоёв зависит поведение транзисторов. На анимации выше представлен NPN транзистор. В PNP управление транзистором устроено наоборот — ток через транзистор течёт, когда база заземлена и блокируется, когда через базу пропускают ток. В отображении на схеме PNP и NPN отличаются направлением стрелки. Стрелка всегда указывает на переход от N к P:

Обозначение NPN (слева) и PNP (справа) транзисторов на схеме

NPN транзисторы более распространены в электронике, потому что являются более эффективными.

Полевый транзистор

Полевые транзисторы отличаются от биполярных внутренним устройством. Наиболее распространены в любительской электронике МОП транзисторы. МОП — это аббревиатура от металл-оксид-проводник. То-же самое по английски: Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor сокращённо MOSFET. МОП транзисторы позволяют управлять большими мощностями при сравнительно небольших размерах самого транзистора. Управление транзистором обеспечивается напряжением, а не током. Поскольку транзистором управляет электрическое поле, транзистор и получил своё название —  полевой.

Полевые транзисторы имеют как минимум 3 вывода:

  • Сток (англ. drain) — на него подаётся высокое напряжение, которым хочется управлять

  • Затвор (англ. gate) — на него подаётся напряжение для управления транзистором

  • Исток (англ. source) — через него проходит ток со стока, когда транзистор «открыт»

Здесь должна быть анимация с полевым транзистором, но она ничем не будет отличаться от биполярного за исключением схематического отображения самих транзисторов, поэтому анимации не будет.

N канальные и P канальные полевые транзисторы

Полевые транзисторы тоже делятся на 2 типа в зависимости от устройства и поведения. N канальный (N channel) открывается, когда на затвор подаётся напряжение и закрывается. когда напряжения нет. P канальный (P channel) работает наоборот: пока напряжения на затворе нет, через транзистор протекает ток. При подаче напряжения на затвор, ток прекращается. На схеме полевые транзисторы изображаются несколько иначе:

По аналогии с биполярными транзисторами, полевые различаются полярностью. Выше был описан N-Channel транзистор. Они наиболее распространены.

P-Channel при обозначении отличается направлением стрелки и, опять же, обладает «перевёрнутым» поведением.

Обозначение N канальных (слева) и P канальных (справа) транзисторов на схеме

Существует заблуждение, согласно которому полевой транзистор может управлять переменным током. Это не так. Для управления переменным током, используйте реле.

Транзистор Дарлингтона

Транзистора Дарлингтона не совсем корректно относить к отдельному типу транзисторов. Однако, не упомянуть из в этой статье нельзя. Транзистор Дарлингтона чаще всего встречается в виде микросхемы, включающей в себя несколько транзисторов. Например, ULN2003. Транзистора Дарлингтона характеризуется возможность быстро открываться и закрывать (а значит, позволяет работать с ШИМ) и при этом выдерживает большие токи. Он является разновидностью составного транзистора и представляет собой каскадное соединение двух или, редко, более транзисторов, включённых таким образом, что нагрузкой в эмиттере предыдущего каскада является переход база-эмиттер транзистора следующего каскада, то есть транзисторы соединяются коллекторами, а эмиттер входного транзистора соединяется с базой выходного. Кроме того, в составе схемы для ускорения закрывания может использоваться резистивная нагрузка эмиттера предыдущего транзистора. Такое соединение в целом рассматривают как один транзистор, коэффициент усиления по току которого, при работе транзисторов в активном режиме, приблизительно равен произведению коэффициентов усиления всех транзисторов.

Схема составного транзистора дарлингтона

Не секрет, что плата Ардуино способна подать на вывод напряжение 5 В с максимальным током до 40 мА. Этого тока не хватит для подключения мощной нагрузки. Например, при попытке подключить к выводу напрямую светодиодную ленту или моторчик, вы гарантированно повредите вывод Ардуино. Не исключено, что выйдет из строя всё плата. Кроме того, некоторые подключаемые компоненты могут требовать напряжения более 5 В для работы. Обе эти проблемы решает транзистор. Он поможет с помощью небольшого тока с вывода Ардуино управлять мощным током от отдельного блока питания или с помощью напряжения в 5 В управлять бОльшим напряжением (даже самые слабые транзисторы редко имеют предельное напряжение ниже 50 В). В качестве примера рассмотрим подключение мотора:

Подключение мощного мотора с помощью транзистора

На приведённой схеме мотор подключается к отдельному источнику питания. Между контактом мотора и источником питания для мотора мы поместили транзистора, который будет управляться с помощью любого цифрового пина Arduino. При подаче на вывод контроллера сигнала HIGH с вывода контроллера мы возьмём совсем небольшой ток для открытия транзистора, а большой ток потечёт через транзистор и не повредит контроллер. Обратите внимание на резистор, установленный между выводом Ардуино и базой транзистора. Он нужен для ограничения тока, протекающего по маршруту микроконтроллер — транзистор — земля и предотвращения короткого замыкания. Как упоминалось ранее, максимальный ток, который можно взять с вывода Arduino — 40 мА. Поэтому, нам понадобится резистор не менее 125 Ом (5В/0,04А=125Ом). Можно без опаски использовать резистор на 220 Ом. На самом деле, резистор стоит подбирать с учётом тока, который необходимо подать на базу для получения необходимого тока через транзистор. Для правильного подбора резистора нужно учитывать коэффициент усиления (hfe).

ВАЖНО!! Если вы подключаете мощную нагрузку от отдельного блока питания, то необходимо физически соединить между собой землю («минус») блока питания нагрузки и землю (пин «GND») Ардуино. Иначе управлять транзистором не получится.

При использовании полевого транзистора, токоограничительный резистор на затворе не нужен. Транзистор управляется исключительно напряжением и ток через затвор не течёт.

Поделиться ссылкой:

Похожее

транзистор(электронный ключ или усилитель) картинка и что это такое

Как называется периодическое движение тела вокруг состояния равновесия?

На графике показано отклонение во времени отклонения маятника от состояния равновесия. Сколько миллиметров составляет амплитуда колебаний?

Ретранслятор спутникового телевидения размещен на искусственном спутнике Земли. Спутник выводится на геостационарную орбиту и всегда находится над опр … еделенной точкой на поверхности Земли. Период обращения этого спутника составляет … часов.

Чтобы космический корабль вышел на орбиту вокруг планеты, ему нужно придать … космическую скорость.

183. Между двумя одинаковыми гладкими брусками массой 1 кг каждый вставлен равнобедренный клин массой 1 кг с углом при вершине  = 60о. Вся сис¬тема н … аходится на гладкой плоскости. Определить ускорения брусков и клина.

Срочно! Помогите, даю много баллов!!Два заряди 2*10^-8 Кл і 1,6 *10^-7 Кл розміщені на відстані 5 см один від одного.-7 Кл розміщені на відстані 5 см один від одного. Визначте напруженість поля в точці віддаленій від першої першого зар … яду на 3 см від руху на 4 см Срочно! Помогите, даю много баллов!!

Грузик массой 0,4 кг идеального математического маятника длиной 1 м во время колебаний имеет максимальную скорость 0,3 м/с. Определи полную механическ … ую энергию данного маятника (в джоулях). Выбери и отметь среди предложенных ответ, наиболее близкий к правильному.0,0180,121,3332,006​

Груз массой 738 г колеблется на пружине жёсткостью 62 Н/м с амплитудой 2,1 см. Определи потенциальную и кинетическую энергию колебаний в тот момент, к … огда смещение груза равно 1,1 см.(Ответы округли до тысячных.)​

СРОЧНО!ПОМОГИТЕ ПОЖАЛУЙСТА!Задание на фото!

Фото транзисторов

| Наши лучшие 1000+ изображений транзисторов

Печатная плата

Источник изображения
RF Роялти-фри

Память

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Транзисторный радиоприемник

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

3D маленькие люди — материнская плата

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Старое радио

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Компьютерные микросхемы

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Крупным планом фото синей печатной платы ПК.

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Кремниевая пластина с процессорными ядрами

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Компоненты схемы векторные иллюстрации. Список с изолированными электрическими символами

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Портативный транзисторный радиоприемник в стиле ретро

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Старое старинное транзисторное радио на столе

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

радио-циферблат с подсветкой

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Человеческий мозг и компьютерный чип

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Транзисторный усилитель Hi-End

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Красный переносной транзисторный радиоприемник

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Старые радиоприемники

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Винтажный портативный транзисторный радиоприемник, изолированный на белом фоне

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Электронные символы

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

измерительные приборы и электрическая схема точек измерения для испытательного оборудования

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Винтажный желтый пластиковый транзистор, радиоприемник, изолированный

Расширенный поиск
RF Роялти-фри

Винтажный черный транзисторный радиоприемник, изолированный на белом фоне

Расширенный поиск
RF Роялти-фри

Бизнес в сфере ИТ-технологий

Расширенный поиск фото
RF Роялти-фри

Электрическая схема

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

электронная плата

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Винтажное желтое пластиковое транзисторное радио, изолированное на белом

Расширенный поиск
RF Роялти-фри

Партия начала 1960-х

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Микрочип с видимым кристаллом

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Happy ретро-транзисторный радиоприемник

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Компьютерные технологии

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Современный многоядерный CPU

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Стоимость технологии

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Электронная схема сети гранж-фон

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Электронные компоненты

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Набор векторных иконок электронных компонентов: резистор, транзистор, конденсатор, катушка индуктивности, магнит, превентор, микросхема, диод, варистор

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Старое транзисторное радио

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Винтажный транзисторный автомобильный радиоприемник из меди на белом фоне

Улучшенный фотоискатель
RF Royalty Free

Электроника

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Вакуумные лампы

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Автоматизация ПЛК

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Центральный процессор ЦП, изолированные на белом.

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Транзисторный радиоприемник

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Вакуумные лампы

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Печатная плата

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Обозначения электронных схем

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Электронный усилитель с лампой накаливания

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Обозначения электрических цепей на классной доске

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Античный радиотранзистор, изолированный на белой предпосылке.3D-рендеринг

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

микропроцессор

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Селективный фокус на синей печатной плате ПК.

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Транзисторный радиоприемник

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

радио-циферблат с подсветкой

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Компьютерный техник

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Электронный электромагнитный клапан.

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Винтажный черный пластиковый транзисторный радиоприемник, изолированный

Улучшенный фото поиск
RF Роялти-фри

Ремонт компьютера

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Старинное старинное ретро радио

Расширенный поиск
RF Роялти-фри

Бизнес в сфере ИТ-технологий

Расширенный поиск фото
RF Роялти-фри

Значок векторной структуры графена

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Мастерская электроники

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Фон компонентов электроники

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Технология поверхностного монтажа PCBA

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Принципиальная схема

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

электронный проект

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Старинный радиотранзистор

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

ретро-радио

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Транзисторный радиоприемник

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

ретро-радио

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Человеческий мозг и компьютерный чип, 3D

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Компьютерная электроника

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Элемент и плата микроэлектроники

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Старинное модное радио

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

электротехника

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Робот с резистором

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Компьютерный микрочип

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Ремонт компьютера

Fotosearch Enhanced
RF Royalty Free

Следующая страница

npn pnp изображения транзисторов, фотографии и изображения на Alibaba

Примечание: некоторые элементы запрещены для отображения / продажи на нашем веб-сайте в соответствии с Политикой листинга продуктов .Например, такие лекарства, как аспирин.

0,01-0,5 долл. США / шт. (цена FOB)

1 шт. (мин. Заказ)

0,05-0,15 долл. США / шт. (цена FOB)

100 шт. (мин. Заказ)

0,1–10 / долл. США шт. (цена FOB)

10 шт. (минимальный заказ)

0,1–1 / долл. США (цена FOB)

1 Штука (мин.Заказ)

0,1-1 / долл. США (цена FOB)

10 шт. (минимальный заказ)

0,02-0,08 долл. США / шт. (цена FOB)

1 шт. (минимальный заказ)

0,1-1 / доллара США (цена FOB)

10 штук (минимальный заказ)

0,02-0,4 доллара США / штука (цена FOB)

5 штук (мин.Заказ)

0,006–0,01 долл. США / шт. (цена FOB)

3000 шт. (минимальный заказ)

0,94–0,94 долл. США / мешок (цена FOB)

1 мешок (Мин. Заказ)

1,05–1,36 долл. США / Пара (Цена FOB)

1 пара (Мин. Заказ)

0,01–0,03 долл. США / шт. (Цена FOB)

10 штук (мин.Заказ)

0,01–0,01 долл. США / шт. (цена FOB)

100 шт. (минимальный заказ)

0,01–1 / долл. США (цена FOB)

2000 шт. (минимальный заказ)

0,1-1 / доллара США (цена FOB)

10 штук (минимальный заказ)

0,05-0,5 доллара США / штука (цена FOB)

1 штука (мин.Заказ)

0,015-0,035 долл. США / шт. (цена FOB)

10 шт. (минимальный заказ)

0,001-0,59 долл. США / шт. (цена FOB)

10 шт. (минимальный заказ)

0,01–1 / доллара США (цена FOB)

50 штук (минимальный заказ)

0,01–6,9 доллара США / штука (цена FOB)

20 штук (мин.Заказ)

0,43-0,5 долл. США / шт. (цена FOB)

1 шт. (минимальный заказ)

0,01-0,02 долл. США / шт. (цена FOB)

100 шт. (минимальный заказ)

0,02–0,02 долл. США / шт. (цена FOB)

100 шт. (минимальный заказ)

0,1–5 долл. США / шт. (цена FOB)

5 штук (мин.Заказ)

0,1-10,0 долл. США / шт. (цена FOB)

1 шт. (минимальный заказ)

0,14-0,2 долл. США / шт. (цена FOB)

1 шт. (минимальный заказ)

0,43-0,5 долл. США / шт. (цена FOB)

1 шт. (минимальный заказ)

0,1-10 долл. США / шт. (цена FOB)

1000 штук (мин.Заказ)

0,02–0,08 долл. США / шт. (цена FOB)

1 шт. (минимальный заказ)

0,01–0,08 долл. США / шт. (цена FOB)

10 шт. (Мин. Заказ)

0,01–100 долл. США / шт. (цена FOB)

100 шт. (минимальный заказ)

0,01–0,01 долл. США / Сумка (цена FOB)

мешков (мин.Заказ)

0,09-0,15 долл. США / шт. (цена FOB)

100 шт. (минимальный заказ)

0,09-0,1 долл. США / шт. (цена FOB)

10 шт. (минимальный заказ)

0,2-0,5 долл. США / шт. (цена FOB)

1000 шт. (минимальный заказ)

20–100 долл. США / шт. (цена FOB)

1 штука (мин.Заказ)

0,01–1 / долл. США шт. (цена FOB)

1 шт. (минимальный заказ)

0,25–0,3 долл. США / шт. (цена FOB)

100 шт. (Мин. Заказ)

{{#if priceFrom}}

{{priceCurrencyType}} {{priceFrom}} {{#if priceTo}} — {{priceTo}} {{/если}} {{#if priceUnit}} / {{priceUnit}} {{/если}}

{{/если}} {{#if minOrderQuantity}}

{{minOrderQuantity}} {{#if minOrderType}} {{minOrderType}} {{/если}}

{{/если}}

Что такое транзистор NPN? (с иллюстрациями)

NPN-транзистор — это наиболее распространенный тип биполярного переходного транзистора, или для краткости BJT.BJT часто называют просто транзисторами и бывают двух основных типов: NPN и PNP. «N» представляет отрицательно заряженный слой материала, а «P» представляет положительно заряженный слой. Транзисторы NPN имеют положительный слой, расположенный между двумя отрицательными слоями. Транзисторы обычно используются в схемах для усиления или переключения проходящих через них электрических сигналов.

Как NPN-, так и PNP-транзисторы содержат три вывода, которые представляют собой небольшие металлические детали, соединяющие транзистор с печатной платой.Эти три вывода известны как база, коллектор и эмиттер. База принимает электрический сигнал, коллектор создает более сильный электрический ток, чем тот, который проходит через базу, а эмиттер передает этот более сильный ток на остальную часть цепи. В транзисторе NPN ток проходит через коллектор к эмиттеру, тогда как в транзисторе PNP ток проходит от эмиттера к коллектору.

Что отличает биполярный переходной транзистор, такой как NPN-транзистор, от других возможных методов передачи электрического тока, так это его конструкция.NPN-транзистор имеет общую базу, используемую как коллекторным, так и эмиттерным слоями. Слои коллектора и эмиттера также асимметричны, что означает, что количество примесей в одном слое не соответствует количеству в другом. Примеси образуются при формировании материала для слоев, потому что эти примеси создают требуемый положительный или отрицательный заряд. Этот процесс создания определенного заряда за счет образования примесей в материале известен как легирование.

Обычно используется NPN-транзистор, потому что его очень легко изготовить.Чтобы транзистор работал правильно, он должен быть изготовлен из полупроводникового материала. Полупроводники включают материалы, которые находятся где-то около середины шкалы, измеряющей хорошие и плохие проводящие материалы. Полупроводники могут пропускать электрический ток, но не в такой степени, как чрезвычайно проводящие материалы, такие как металл. Кремний — один из наиболее часто используемых полупроводников, а транзисторы NPN — самые простые транзисторы, которые можно сделать из кремния.

Одно приложение для транзистора NPN находится на печатной плате компьютера.Компьютеры требуют, чтобы вся их информация была переведена в двоичный код, и этот процесс достигается с помощью множества крошечных переключателей, которые включаются и выключаются на печатных платах компьютера. Для этих переключателей можно использовать транзисторы NPN. Сильный электрический сигнал включает переключатель, а отсутствие сигнала выключает его.

Конструкция

, принципиальная схема и ее применение

Концепция фототранзистора была известна в течение последних многих лет.Первая идея была предложена Уильямом Шокли в 1951 году после открытия нормального биполярного транзистора. Через два года был продемонстрирован фототранзистор. После этого он использовался в различных приложениях, и день ото дня его развитие продолжалось. Фототранзисторы широко доступны по низкой цене у дистрибьюторов электронных компонентов для использования в различных электронных схемах. Полупроводниковое устройство, такое как фототранзистор, используется для определения уровней освещенности и изменения потока тока между выводами эмиттера и коллектора в зависимости от уровня освещенности, который он получает.В этой статье обсуждается обзор фототранзисторов.

Что такое фототранзистор?

A Фототранзистор — это электронный переключающий и усиливающий ток компонент, работа которого зависит от воздействия света. Когда свет падает на переход, течет обратный ток, пропорциональный яркости. Фототранзисторы широко используются для обнаружения световых импульсов и преобразования их в цифровые электрические сигналы. Они работают от света, а не от электрического тока.Обеспечивая большой коэффициент усиления, низкую стоимость, эти фототранзисторы могут использоваться во многих приложениях.


Фототранзистор Symbol

Он способен преобразовывать световую энергию в электрическую. Фототранзисторы работают аналогично фоторезисторам, широко известным как LDR (светозависимый резистор), но способны вырабатывать как ток, так и напряжение, в то время как фоторезисторы способны производить ток только из-за изменения сопротивления.

Фототранзисторы — это транзисторы с открытым выводом базы.Вместо того, чтобы посылать ток в базу, фотоны падающего света активируют транзистор. Это потому, что фототранзистор сделан из биполярного полупроводника и фокусируется на энергии, которая проходит через него. Они активируются световыми частицами и используются практически во всех электронных устройствах, которые так или иначе зависят от света. Все кремниевые фотодатчики (фототранзисторы) реагируют на весь видимый диапазон излучения, а также на инфракрасное излучение. Фактически, все диоды, транзисторы, транзисторы Дарлингтона, симисторы и т. Д.имеют одинаковую базовую частотную характеристику излучения.

Структура фототранзистора специально оптимизирована для фотоприложений. По сравнению с обычным транзистором, фототранзистор имеет большую базу и ширину коллектора и изготавливается с помощью диффузии или ионной имплантации.

Конструкция

Фототранзистор — не что иное, как обычный биполярный транзистор, в котором базовая область освещена. Он доступен как в типах P-N-P, так и в N-P-N, имеющих разные конфигурации, такие как общий эмиттер, общий коллектор и общая база, но обычно используется конфигурация с общим эмиттером .Он также может работать, когда основание открыто. По сравнению с обычным транзистором он имеет больше площадей базы и коллектора.

В древних фототранзисторах использовались отдельные полупроводниковые материалы, такие как кремний и германий, но теперь современные компоненты используют такие материалы, как галлий и арсенид, для достижения высокого уровня эффективности. База — это вывод, ответственный за активацию транзистора. Это устройство управления затвором для более крупного источника питания. Коллектор — это положительный вывод и больший источник питания.Эмиттер — это отрицательный вывод и выход для большей электрической сети.

Конструкция фототранзистора

При отсутствии света, падающего на устройство, будет протекать небольшой ток из-за термически генерируемых пар дырка-электрон, а выходное напряжение схемы будет немного меньше, чем значение питания из-за падения напряжения на нагрузке. резистор R. При попадании света на переход коллектор-база ток увеличивается. При разомкнутой цепи соединения базы ток коллектор-база должен течь в цепи база-эмиттер, и, следовательно, протекающий ток усиливается нормальным действием транзистора.

Переход коллектор-база очень чувствителен к свету. Его рабочее состояние зависит от интенсивности света. Базовый ток падающих фотонов усиливается коэффициентом усиления транзистора, что приводит к увеличению тока в диапазоне от сотен до нескольких тысяч. Фототранзистор в 50-100 раз чувствительнее фотодиода с меньшим уровнем шума.

Как работает фототранзистор?

Обычный транзистор включает выводы эмиттера, базы и коллектора.Вывод коллектора смещен положительно относительно вывода эмиттера, а переход BE смещен в обратном направлении.

Фототранзистор активируется, когда свет попадает на клемму базы, и свет запускает фототранзистор, позволяя конфигурировать пары дырка-электрон, а также протекать ток через эмиттер или коллектор. Когда ток увеличивается, он концентрируется, а также превращается в напряжение.
Как правило, фототранзистор не имеет соединения с базой.Клемма базы отключена, поскольку свет используется, чтобы позволить току проходить через фототранзистор.

Типы фототранзисторов

Фототранзисторы подразделяются на два типа: BJT и FET.

Фототранзистор BJT

При недостатке света фототранзистор BJT допускает утечку между коллекторами, а также между эмиттером 100 нА, в противном случае малым. Когда на этот транзистор попадает луч, он работает до 50 мА. Это отличает его от фотодиода, который не пропускает большой ток.

Фототранзистор на полевом транзисторе

Фототранзистор этого типа включает в себя две клеммы, которые соединяются внутри через коллектор и эмиттер, иначе исток и сток внутри полевого транзистора. Вывод базы транзистора реагирует на свет и контролирует ток между выводами.

Схема фототранзистора

Фототранзистор работает так же, как обычный транзистор, где базовый ток умножается, чтобы получить ток коллектора, за исключением того, что в фототранзисторе базовый ток контролируется количеством видимого или инфракрасного света, где только устройство нужно 2 контакта.Схема фототранзистора

В простой схеме , предполагая, что к Vout ничего не подключено, базовый ток, управляемый количеством света, будет определять ток коллектора, то есть ток, проходящий через резистор. Следовательно, напряжение на Vout будет двигаться вверх и вниз в зависимости от количества света. Мы можем подключить его к операционному усилителю для усиления сигнала или напрямую ко входу микроконтроллера.

Выход фототранзистора зависит от длины волны падающего света.Эти устройства реагируют на свет в широком диапазоне длин волн от ближнего УФ, видимого до ближнего ИК-диапазона. Для заданного уровня освещенности источника света выход фототранзистора определяется площадью открытого перехода коллектор-база и коэффициентом усиления по постоянному току транзистора.

Фототранзисторы доступны в различных конфигурациях, таких как оптоизолятор, оптический переключатель, ретро-датчик. Оптоизолятор похож на трансформатор в том, что выход электрически изолирован от входа.Объект обнаруживается, когда он входит в зазор оптического переключателя и блокирует световой путь между излучателем и детектором. Ретро-датчик обнаруживает присутствие объекта, генерируя свет, а затем исследуя его коэффициент отражения от объекта, который нужно воспринимать.

Усиление

Рабочий диапазон фототранзистора в основном зависит от интенсивности приложенного света, поскольку его рабочий диапазон зависит от входа базы. Ток на выводе базы падающих фотонов можно усилить за счет усиления транзистора, в результате чего коэффициент усиления по току находится в диапазоне от 100 до 1000.Фототранзистор более чувствителен по сравнению с фотодиодом за счет меньшего уровня шума.
Дополнительное усиление может быть обеспечено через транзистор фотодарлингтона.

Это фототранзистор с выходом эмиттера, который подключен к клемме базы следующего биполярного транзистора. Он обеспечивает высокую чувствительность в условиях низкой освещенности, поскольку обеспечивает усиление по току, эквивалентное двум транзисторам. Коэффициент усиления двух каскадов может обеспечить чистую прибыль более 100 000 А.Фототранзистор Дарлингтона имеет меньший отклик по сравнению с обычным фототранзистором.

Режимы работы

В схемах фототранзисторов основные режимы работы включают два типа «активный и переключающий», где обычно используется режим работы переключаемого типа. Это объясняет нелинейный отклик на свет; если нет света, значит, ток в транзистор не поступает. Ток начинает поступать так же, как увеличивается воздействие света. Режим переключения работает в системе ВКЛ / ВЫКЛ.Активный режим также называется линейным, который реагирует таким образом, что он пропорционален световому стимулу.

Рабочие характеристики

Выбор фототранзистора может производиться в зависимости от различных параметров, а также от следующих технических характеристик.

  • Ток коллектора (IC)
  • Ток базы (Iλ)
  • Пиковая длина волны
  • Напряжение пробоя между коллектором и эмиттером (VCE)
  • Напряжение пробоя коллектора-эмиттера (VBRCEO)
  • Напряжение пробоя эмиттер-коллектор )
  • Темновой ток (ID)
  • Рассеиваемая мощность (PD или Ptot)
  • Время нарастания (tR)
  • Время спада (tF)
Параметры конструкции

Выбранные материалы, а также их состав играют важную роль роль в чувствительности этого типа транзистора.Уровень усиления гомоструктурных устройств или устройств из одного материала колеблется от 50 до нескольких сотен. Это обычные фототранзисторы, которые часто изготавливаются из кремния. Устройства с гетероструктурой или устройства с несколькими конфигурациями материалов могут иметь уровни усиления до 10 кОм, но они встречаются реже из-за высоких производственных затрат.

  • Диапазон длин электромагнитных волн для различных материалов:
  • Для кремниевого (Si) материала диапазон электромагнитных волн составляет от 190 до 1100 нм
  • Для германиевых (Ge) материалов диапазон электромагнитных длин волн составляет от 400 до 1700 нм.
  • Для материала арсенида галлия индия (InGaAs) диапазон длин электромагнитных волн составляет от 800 до 2600 нм
  • Для материала сульфида свинца диапазон длин электромагнитных волн составляет <1000-3500
  • Для правильного функционирования фототранзистора технология монтажа играет важную роль. ключевая роль.

Технология SMT или поверхностного монтажа использует компоненты на печатной плате, подключая клеммы компонентов посредством пайки в противном случае к верхней поверхности платы. Обычно прокладка печатной платы может быть покрыта пастой, такой как состав припоя и флюса. Высокие температуры, обычно исходящие от инфракрасной печи, растворяют пасту для припайки клемм компонентов к контактным площадкам печатной платы.

THT или технология сквозного отверстия — это обычно используемый способ монтажа.Компоновка компонентов может быть выполнена путем размещения клемм компонентов с использованием отверстий внутри печатной платы, и эти компоненты могут быть припаяны на противоположной стороне печатной платы. Особенности фототранзисторов в основном включают в себя отсекающий фильтр, используемый для блокировки видимого света. Обнаружение света в других может быть улучшено с помощью антибликового покрытия. Также доступны устройства, включающие круглую купольную линзу вместо плоской линзы.

Фотодиод против фототранзистора

Разница между фотодиодом и фототранзистором включает следующее.

Фотодиод

Фототранзистор

Фотодиод представляет собой диод с PN-переходом, используемый для генерации электрического тока при попадании фотона на их поверхность. Фототранзистор используется для преобразования энергии света в электрическую
Он менее чувствителен Он более чувствителен
Выходной отклик фотодиода быстрый Выходной отклик фототранзистора низкий
Он вырабатывает ток Он вырабатывает напряжение и ток
Он используется в производстве солнечной энергии, обнаруживая УФ, иначе ИК-лучи, а также для измерения освещенности и т. д. Он используется в проигрывателях компакт-дисков, детекторах дыма, лазерах, приемниках невидимого света и т. Д.
Он более реагирует на падающий свет Он менее реактивен
Фотодиод имеет меньший темновой ток Фототранзистор имеет высокий темновой ток
В этом случае используется как прямое, так и обратное смещение В этом случае используется прямое смещение
Диапазон линейного отклика фотодиода намного шире Диапазон линейного отклика фототранзистора намного ниже
Фотодиод допускает низкий ток по сравнению с фототранзистором Фототранзистор допускает большой ток по сравнению с фотодиодом
Фотодиод используется для устройств с батарейным питанием, которые потребляют меньше энергии. Фототранзистор используется как твердотельный переключатель, а не как фотодиод.

Характеристики

Характеристики фототранзистора включают следующее.

  • Недорогое фотодетектирование в видимом и ближнем ИК диапазонах.
  • Доступен с коэффициентом усиления от 100 до более 1500.
  • Умеренно быстрое время отклика.
  • Доступен в широком спектре корпусов, включая технологии с эпоксидным покрытием, литьем методом трансферного формования и для поверхностного монтажа.
  • Электрические характеристики аналогичны сигнальным транзисторам.

Преимущества фототранзистора

Фототранзисторы имеют несколько важных преимуществ, которые отделяют их от другого оптического датчика, некоторые из них упомянуты ниже

  • Фототранзисторы производят более высокий ток, чем фотодиоды.
  • Фототранзисторы относительно недороги, просты и достаточно малы, чтобы разместить несколько из них на одном интегрированном компьютерном чипе.
  • Фототранзисторы очень быстрые и способны обеспечивать почти мгновенный выходной сигнал.
  • Фототранзисторы вырабатывают такое напряжение, которое фоторезисторы не могут.

Недостатки фототранзистора

  • Фототранзисторы, сделанные из кремния, не способны выдерживать напряжения выше 1000 вольт.
  • Фототранзисторы также более уязвимы для скачков и выбросов электричества, а также электромагнитной энергии.
  • Фототранзисторы также не позволяют электронам перемещаться так же свободно, как это делают другие устройства, такие как электронные лампы.

Применение фототранзисторов

Области применения фототранзистора включают:

  • Считыватели перфокарт.
  • Системы безопасности
  • Энкодеры — измеряют скорость и направление
  • ИК-детекторы фото
  • Электрические элементы управления
  • Логическая схема компьютера.
  • Реле
  • Управление освещением (автомагистрали и т. Д.)
  • Индикация уровня
  • Счетные системы

Итак, это все о обзоре фототранзистора .Из приведенной выше информации, наконец, мы можем сделать вывод, что фототранзисторы широко используются в различных электронных устройствах для обнаружения света, таких как инфракрасные приемники, детекторы дыма, лазеры, проигрыватели компакт-дисков и т. Д. Вот вам вопрос, в чем разница между фототранзистором и фотоприемник?

транзистор 2sc5200 изображение, фотографии и изображения на Alibaba

Примечание. Некоторые элементы запрещены к отображению / продаже на нашем веб-сайте в соответствии с Политикой листинга продуктов.Например, такие лекарства, как аспирин.

1,76-2,0 долл. США / Пара (цена FOB)

10 пар (минимальный заказ)

0,59-0,8 долл. США / шт. (цена FOB)

5 шт. Заказ)

1-10 долл. США / шт. (цена FOB)

5 шт. (минимальный заказ)

1,2-1,2 долл. США / пара (цена FOB)

2 Пар (мин.Заказ)

2,0-2,0 долл. США / шт. (цена FOB)

10 шт. (минимальный заказ)

0,3-0,5 долл. США / шт. (цена FOB)

5 шт. (Мин. Заказ)

1-10 долл. США / Пара (Цена FOB)

1 пара (Мин. Заказ)

0,5-1 / долл. США за штуку (Цена FOB)

1 штука (мин.Заказ)

0,3-0,8 долл. США / Пара (цена FOB)

1 пара (минимальный заказ)

1,0-1,0 долл. США / шт. (цена FOB)

шт. (Мин. Заказ)

1,34–1,53 долл. США / шт. (Цена FOB)

30 шт. (Мин. Заказ)

1,35–1,55 долл. США / шт. (Цена FOB)

1 штука (мин.Заказ)

1,38-1,59 долл. США / Пара (цена FOB)

1 пара (минимальный заказ)

0,1-10 долл. США / шт. (цена FOB)

100 шт. (Мин. Заказ)

0,1–1,51 долл. США / шт. (цена FOB)

10 шт. (минимальный заказ)

1,31–1,51 долл. США / Пара (цена FOB)

1 пара (мин.Заказ)

1,8-3,7 долл. США / шт. (цена FOB)

1 шт. (минимальный заказ)

US $ 1-99 / шт. (цена FOB)

1 шт. (Мин. Заказ)

80,67-82,07 долл. США / Коробка (Цена FOB)

1 Коробка (Мин. Заказ)

US $ 1-4 / шт. (Цена FOB)

1 штука (мин.Заказ)

0,001–0,005 долл. США / шт. (цена FOB)

1000 шт. (минимальный заказ)

0,6–0,7 долл. США / шт. (цена FOB)

1 шт. (минимальный заказ)

0,43–0,44 долл. США / шт. (цена FOB)

100 шт. (минимальный заказ)

0,01–1 / долл. США (цена FOB)

1 штука (мин.Заказ)

0,49–1,69 долл. США / шт. (цена FOB)

10 шт. (минимальный заказ)

0,72–0,76 долл. США / шт. (цена FOB)

1 шт. (минимальный заказ)

0,92–1,18 долл. США / шт. (цена FOB)

1 шт. (минимальный заказ)

0,6–0,7 долл. США / шт. (цена FOB)

1 штука (мин.Заказ)

1,3-1,5 долл. США / Комплект (цена FOB)

99 комплектов (минимальный заказ)

0,91-1,08 долл. США / шт. (цена FOB)

10 шт. (минимальный заказ)

0,01-0,1 долл. США / шт. (цена FOB)

5000 шт. (минимальный заказ)

0,001-0,9 долл. США / шт. (цена FOB)

100 штук (мин.Заказ)

0,6-0,7 долл. США / шт. (цена FOB)

1 шт. (минимальный заказ)

2,3-2,5 долл. США / шт. (цена FOB)

1000 шт. (Мин. Заказ)

1,2-1,28 долл. США / Пара (Цена FOB)

1 пара (Мин. Заказ)

0,6-0,7 долл. США / шт. (Цена FOB)

1 штука (мин.Заказ)

0,68-0,7 долл. США / шт. (цена FOB)

10 шт. (минимальный заказ)

1,99-1,99 долл. США / пара (цена FOB)

1 пара (Мин. Заказ)

{{#if priceFrom}}

{{priceCurrencyType}} {{priceFrom}} {{#if priceTo}} — {{priceTo}} {{/если}} {{#if priceUnit}} / {{priceUnit}} {{/если}}

{{/если}} {{#if minOrderQuantity}}

{{minOrderQuantity}} {{#if minOrderType}} {{minOrderType}} {{/если}}

{{/если}}

Что такое фототранзистор »Электроника

Фототранзисторы

представляют собой биполярный транзистор, чувствительный к свету — имея усиление транзистора, они намного более чувствительны, чем фотодиоды.


Фототранзистор Включает:
Основы фототранзистора Приложения и схемы Фотодарлингтон Оптопара / оптоизолятор


Фототранзистор — это полупроводниковое устройство, способное определять уровни света и изменять ток, протекающий между эмиттером и коллектором, в зависимости от уровня получаемого света.

Фототранзисторы и фотодиоды могут использоваться для восприятия света, но фототранзистор более чувствителен с учетом усиления, обеспечиваемого тем фактом, что это биполярный транзистор.Это делает фототранзисторы более подходящими для ряда приложений.

Идея фототранзистора известна много лет. Уильям Шокли впервые предложил эту идею в 1951 году, вскоре после открытия обычного биполярного транзистора. Прошло всего два года, прежде чем был продемонстрирован фототранзистор. С тех пор фототранзисторы используются во множестве приложений, и с тех пор их разработка продолжается.

Фототранзисторы

широко доступны и могут быть легко получены довольно дешево у дистрибьюторов электронных компонентов — ввиду их использования во многих электронных схемах и приложениях, они доступны как часть стандартного перечня полупроводниковых устройств.

Типичный фототранзистор
Обратите внимание на линзу вверху и на тот факт, что у него только два вывода, потому что база часто остается разомкнутой, а внешнее соединение не предусмотрено.

Применение фототранзисторов

Тот факт, что фототранзисторы просты в использовании и хорошо работают в пределах своих ограничений, означает, что эти полупроводниковые устройства используются в самых разных электронных схемах.

Часто это приложения, где световой луч прерывается, но иногда их можно использовать для определения уровня освещенности.

  • Энкодеры, в которых вращается вращающийся диск со светлыми и темными полосами — это определяет скорость и направление или вращение.
  • Картридеры.
  • Охранные системы
  • Инфракрасные извещатели.
  • Управление освещением.
  • Оптроны
  • Системы подсчета — световой или инфракрасный луч прерывается для каждого подсчитываемого предмета.
  • Управление освещением.

Конечно, эти электронные компоненты используются во многих других областях.

Первоначальная разработка фототранзистора

Изобретение фототранзистора стало продолжением разработки первого транзистора с точечным контактом. Примерно в то время в Bell Labs проводилось большое количество разработок полупроводников, и фототранзистор разрабатывался одной из этих групп.

Хотя история фототранзистора не так широко освещается, как многие другие ранние разработки полупроводников, это, безусловно, было очень важным событием.

Старинный фототранзистор OCP71 — это был транзистор OC71 PNP с непрозрачной оболочкой.
Записка из истории фототранзисторов:

Фототранзистор появился в результате первых разработок полупроводников в Bell Telephone Laboratories. Об изобретении впервые было объявлено 30 марта 1950 года.

Подробнее о Изобретение фототранзистора

Работа фототранзистора

Фототранзистор основан на принципе работы биполярного транзистора.Фактически фототранзистор можно сделать, подвергнув полупроводник обычного транзистора свету. Очень ранние фототранзисторы создавались без покрытия пластиковой оболочки биполярного транзистора черной краской.

Типичный небольшой инфракрасный фототранзистор

Фототранзистор работает, потому что свет, падающий на полупроводник, освобождает электроны / дырки и заставляет ток течь в области базы.

Фототранзисторы работают в активном режиме, хотя базовое соединение обычно остается разомкнутым или отключенным, потому что это часто не требуется.База фототранзистора будет использоваться только для смещения транзистора, чтобы протекал дополнительный ток коллектора, и это маскировало бы любой ток, протекающий в результате фотоэффекта. Для работы условия смещения достаточно простые. Коллектор NPN-транзистора сделан положительным по отношению к эмиттеру или отрицательным для PNP-транзистора.

Свет проникает в базовую область, где генерируются дырочные электронные пары. Эта генерация в основном возникает в переходе база-коллектор с обратным смещением.Пары дырка-электрон движутся под действием электрического поля и обеспечивают ток базы, заставляя электроны инжектироваться в эмиттер. В результате ток фотодиода умножается на коэффициент усиления β транзистора по току.

Характеристики фототранзистора могут превосходить характеристики фотодиода для некоторых приложений с точки зрения его усиления. В качестве приблизительного ориентира, если фотодиод может пропускать ток около 1 мкА в типичных комнатных условиях, фототранзистор может пропускать ток 100 мкА.Это очень грубые приближения, но они показывают порядок величин различных значений и сравнений.

Одним из недостатков фототранзистора является то, что он очень медленный и его высокочастотная характеристика очень плохая. Фотодиоды — это гораздо более быстрые электронные компоненты, и они используются там, где важна скорость, несмотря на их низкую чувствительность.

Обозначение схемы фототранзистора

Стандартные символы схем необходимы для каждого типа электронных компонентов, что позволяет легко рисовать принципиальные схемы и узнавать их для всех.Символ фототранзистора состоит из основного символа биполярного транзистора с двумя стрелками, указывающими на соединение биполярного транзистора. Это схематично изображает работу фототранзистора.

Обозначение схемы фототранзистора (для устройства на основе транзистора NPN)

Фототранзисторы могут быть основаны как на транзисторах NPN, так и на транзисторах PNP, и поэтому вполне возможно иметь фототранзистор PNP, и для этого направление стрелки на эмиттере меняется на противоположное. обычным способом.

Видно, что показанный символ фототранзистора не указывает на соединение с базой. Часто база остается отключенной, поскольку свет используется для обеспечения протекания тока через фототранзистор. В некоторых случаях база может быть смещена, чтобы установить требуемую рабочую точку. В этом случае база будет отображаться на символе фототранзистора обычным образом.

Структура фототранзистора

Хотя обычные биполярные транзисторы проявляют светочувствительные эффекты при воздействии света, структура фототранзистора специально оптимизирована для фотоприложений.Фототранзистор имеет гораздо большие площади базы и коллектора, чем у обычного транзистора. Эти устройства обычно изготавливались с использованием диффузионной или ионной имплантации.

Планарная фототранзисторная структура с гомопереходом

В ранних фототранзисторах во всем устройстве использовался германий или кремний, что давало структуру с гомопереходом. В более современных фототранзисторах используются полупроводниковые материалы типа III-V, такие как арсенид галлия и подобные. Разновидности NPN-транзисторов более популярны в связи с тем, что используются системы отрицательного заземления, и NPN-транзисторы лучше подходят для этого режима работы.

Гетероструктуры

, в которых используются разные материалы по обе стороны от PN перехода, также популярны, потому что они обеспечивают высокую эффективность преобразования. Как правило, они изготавливаются путем эпитаксиального выращивания материалов с соответствующей структурой решетки.

Эти фототранзисторы обычно используют мезаструктуру. Иногда переход Шоттки (металлический полупроводник) может использоваться для коллектора в фототранзисторе, хотя в наши дни такая практика менее распространена, поскольку другие структуры предлагают более высокие уровни производительности.

Чтобы обеспечить оптимальное преобразование и, следовательно, чувствительность, контакт эмиттера часто смещен в структуре фототранзистора. Это гарантирует, что максимальное количество света достигает активной области фототранзистора.

Характеристики фототранзистора

Как уже упоминалось, фототранзистор имеет высокий уровень усиления, обусловленный действием транзистора. Для гомоструктур, то есть тех, которые используют один и тот же материал во всем полупроводниковом устройстве, это может быть порядка от 50 до нескольких сотен.

Однако для устройств с гетероструктурой уровни усиления могут возрасти до десяти тысяч. Несмотря на высокий уровень усиления, устройства с гетероструктурой не получили широкого распространения, поскольку эти полупроводниковые устройства значительно дороже в производстве. Еще одно преимущество всех фототранзисторов по сравнению с лавинным фотодиодом, еще одним устройством, обеспечивающим усиление, заключается в том, что фототранзистор имеет гораздо более низкий уровень шума. Лавинные диоды всех форм известны высоким уровнем шума, который они создают в результате лавинообразного процесса.

Одним из основных недостатков фототранзистора является то, что он не имеет особенно хорошей высокочастотной характеристики. Это происходит из-за большой емкости, связанной с переходом база-коллектор. Это соединение должно быть относительно большим, чтобы оно могло улавливать достаточное количество света. Для типичного гомо-структурного устройства полоса пропускания может быть ограничена примерно 250 кГц. Устройства с гетеропереходом имеют гораздо более высокий предел, и некоторые из них могут работать на частотах до 1 ГГц.

Характеристики фототранзистора при разной интенсивности света. Они очень похожи на характеристики обычного биполярного транзистора, но с разными уровнями базового тока, замененными разными уровнями интенсивности света.

В фототранзисторе протекает небольшой ток, даже когда нет света. Это называется темновым током и представляет собой небольшое количество носителей, которые вводятся в эмиттер.Как и фото-генерируемые носители, он также подвергается усилению за счет действия транзистора.

Сводка преимуществ и недостатков фототранзисторов

Хотя эти полупроводниковые устройства используются в огромном количестве электронных устройств, схем и приложений, их преимущества и недостатки необходимо взвесить, чтобы определить, являются ли они правильным электронным компонентом для данного приложения. Фоторезисторы или светозависимые резисторы LDRs; фотодиоды; фотодарлингтоны, фото-полевые транзисторы и даже фототиристоры и симисторы — все это доступно и может подойти для любого конкретного применения.

Преимущества фототранзистора

  • Имеют относительно высокое усиление и поэтому относительно чувствительны.
  • Эти электронные компоненты относительно дешевы, поскольку фактически представляют собой транзистор, открытый для света.
  • Они могут быть включены в интегральную схему.
  • Предложите разумную скорость.

Недостатки фототранзистора

  • Эти устройства не могут работать с высокими напряжениями других полупроводниковых устройств, таких как фототиристоры и симисторы.
  • В приложениях, где они подвергаются скачкам и скачкам переходного напряжения, они открыты для повреждения
  • Не так быстро, как другие светочувствительные электронные компоненты, такие как фотодиоды.

Это некоторые из основных преимуществ и недостатков этих электронных компонентов.

Фототранзисторы

— это полупроводниковые устройства, основанные на базовом биполярном транзисторе, и они доступны как транзисторы NPN или транзисторы PNP. Наряду с другими электронными компонентами и полупроводниковыми устройствами они доступны практически у всех дистрибьюторов электронных компонентов, и часто их стоимость очень низкая.

Другие электронные компоненты: Резисторы
Конденсаторы Индукторы Кристаллы кварца Диоды Транзистор Фототранзистор Полевой транзистор Типы памяти Тиристор Разъемы Разъемы RF Клапаны / трубки Аккумуляторы Переключатели Реле
Вернуться в меню «Компоненты». . .

Транзисторы — learn.sparkfun.com

Добавлено в избранное Любимый 77

Введение

Транзисторы вращают мир электроники.Они критически важны как источник управления практически в каждой современной цепи. Иногда вы их видите, но чаще всего они спрятаны глубоко внутри кристалла интегральной схемы. В этом уроке мы познакомим вас с основами самого распространенного транзистора: биполярного транзистора (BJT).

В небольших дискретных количествах транзисторы могут использоваться для создания простых электронных переключателей, цифровой логики и схем усиления сигналов. В количествах тысяч, миллионов и даже миллиардов транзисторы соединены между собой и встроены в крошечные микросхемы для создания компьютерной памяти, микропроцессоров и других сложных ИС.

описано в этом учебном пособии

После прочтения этого руководства мы хотим, чтобы вы получили широкое представление о том, как работают транзисторы. Мы не будем углубляться в физику полупроводников или эквивалентные модели, но мы достаточно углубимся в предмет, чтобы вы поняли, как транзистор можно использовать в качестве переключателя или усилителя .

Это руководство разделено на несколько разделов, охватывающих:

Существует два типа базовых транзисторов: биполярный переход (BJT) и металлооксидный полевой транзистор (MOSFET).В этом уроке мы сфокусируемся на BJT , потому что его немного легче понять. Если копать еще глубже в типы транзисторов, на самом деле существует две версии BJT: NPN и PNP . Мы сфокусируемся еще больше, ограничив наше раннее обсуждение NPN. Если сузить наш фокус — получить твердое представление о NPN — будет легче понять PNP (или даже MOSFET), сравнив, чем он отличается от NPN.

и nbsp

и nbsp

Рекомендуемая литература

Перед тем, как углубиться в это руководство, мы настоятельно рекомендуем просмотреть эти уроки:

  • Напряжение, ток, сопротивление и закон Ома — Введение в основы электроники.
  • Основы электричества — Мы немного поговорим об электричестве как потоке электронов. Узнайте, как текут эти электроны, в этом уроке.
  • Electric Power — Одно из основных применений транзисторов — усиление — увеличение мощности сигнала. Увеличение мощности означает, что мы можем увеличить либо ток, либо напряжение, узнайте почему в этом руководстве.
  • Диоды — Транзистор — это полупроводниковый прибор, похожий на диод. В некотором смысле это то, что вы получили бы, если бы сложили два диода вместе и связали их аноды вместе.Понимание того, как работает диод, будет иметь большое значение для раскрытия работы транзистора.

Хотите изучить транзисторы?

Символы, булавки и конструкция

Транзисторы — это в основном трехконтактные устройства. На биполярном переходном транзисторе (BJT) эти контакты помечены как коллектор (C), база (B) и эмиттер (E). Обозначения схем как для NPN, так и для PNP BJT приведены ниже:

Единственное различие между NPN и PNP — это направление стрелки на эмиттере.Стрелка на NPN указывает, а на PNP указывает. Полезная мнемоника для запоминания:

NPN:

N от P от N

Обратная логика, но работает!

Конструкция транзистора

Транзисторы полагаются на полупроводники, чтобы творить чудеса. Полупроводник — это не совсем чистый проводник (например, медный провод), но и не изолятор (например, воздух). Проводимость полупроводника — насколько легко он позволяет электронам течь — зависит от таких переменных, как температура или наличие большего или меньшего количества электронов.Заглянем вкратце под капот транзистора. Не волнуйтесь, мы не будем углубляться в квантовую физику.

Транзистор как два диода
Транзисторы

— это своего рода продолжение другого полупроводникового компонента: диодов. В некотором смысле транзисторы — это всего лишь два диода со связанными вместе катодами (или анодами):

Диод, соединяющий базу с эмиттером, здесь важен; он соответствует направлению стрелки на схематическом символе и показывает , в каком направлении должен проходить ток через транзистор.

Изображение диодов — хорошее место для начала, но оно далеко не точное. Не основывайте свое понимание работы транзистора на этой модели (и определенно не пытайтесь воспроизвести ее на макете, это не сработает). Существует множество странных вещей на уровне квантовой физики, управляющих взаимодействием между тремя терминалами.

(Эта модель полезна, если вам нужно проверить транзистор. Используя функцию проверки диодов (или сопротивления) на мультиметре, вы можете провести измерения на клеммах BE и BC, чтобы проверить наличие этих «диодов».)

Структура и работа транзистора
Транзисторы

состоят из трех разных слоев полупроводникового материала. В некоторые из этих слоев добавлены дополнительные электроны (процесс, называемый «легированием»), а в других электроны удалены (допирование «дырками» — отсутствие электронов). Полупроводниковый материал с дополнительными электронами называется n-типа ( n для отрицательного, потому что электроны имеют отрицательный заряд), а материал с удаленными электронами называется p-типа (для положительного).Транзисторы создаются путем наложения n поверх p поверх n или p поверх n поверх p .

Упрощенная схема структуры NPN. Заметили происхождение аббревиатур?

Если немного помахать рукой, мы можем сказать, что электронов могут легко перетекать из n областей в p областей , если у них есть небольшая сила (напряжение), чтобы толкать их.Но переход от области p к области n действительно затруднен (требуется лот напряжения). Но особенность транзистора — та часть, которая делает нашу модель с двумя диодами устаревшей — это тот факт, что электронов могут легко течь от базы p-типа к коллектору n-типа, пока база- эмиттерный переход смещен в прямом направлении (это означает, что база находится под более высоким напряжением, чем эмиттер).

NPN-транзистор предназначен для передачи электронов от эмиттера к коллектору (поэтому обычный ток течет от коллектора к эмиттеру).Эмиттер «испускает» электроны в базу, которая контролирует количество электронов, испускаемых эмиттером. Большая часть испускаемых электронов «собирается» коллектором, который отправляет их в следующую часть цепи.

PNP работает таким же, но противоположным образом. База по-прежнему контролирует ток, но этот ток течет в противоположном направлении — от эмиттера к коллектору. Вместо электронов эмиттер испускает «дырки» (концептуальное отсутствие электронов), которые собираются коллектором.

Транзистор похож на электронный клапан . Базовый штифт похож на ручку, которую вы можете отрегулировать, чтобы позволить большему или меньшему количеству электронов течь от эмиттера к коллектору. Давайте исследуем эту аналогию дальше …


Расширение аналогии с водой

Если вы в последнее время читали много руководств по концепциям электричества, вы, вероятно, привыкли к аналогиям с водой. Мы говорим, что ток аналогичен скорости потока воды, напряжение — это давление, проталкивающее воду по трубе, а сопротивление — это ширина трубы.

Неудивительно, что аналогия с водой может быть распространена и на транзисторы: транзистор похож на водяной клапан — механизм, который мы можем использовать для управления скоростью потока .

Есть три состояния, в которых мы можем использовать клапан, каждое из которых по-разному влияет на скорость потока в системе.

1) Вкл — короткое замыкание

Клапан можно полностью открыть, позволяя воде течь свободно. — проходить, как если бы клапана даже не было.

Аналогичным образом, при определенных обстоятельствах транзистор может выглядеть как короткое замыкание между контактами коллектора и эмиттера. Ток может свободно течь через коллектор и выходить из эмиттера.

2) Выкл. — обрыв цепи

Когда он закрыт, клапан может полностью перекрыть поток воды.

Таким же образом можно использовать транзистор для создания разомкнутой цепи между выводами коллектора и эмиттера.

3) Линейное управление потоком

С некоторой точной настройкой клапан может быть отрегулирован для точного управления расходом до некоторой точки между полностью открытым и закрытым.

Транзистор может делать то же самое — линейно регулирует ток через цепь в какой-то момент между полностью выключенным (разомкнутая цепь) и полностью включенным (короткое замыкание).

Из нашей аналогии с водой, ширина трубы аналогична сопротивлению в цепи. Если клапан может точно регулировать ширину трубы, то транзистор может точно регулировать сопротивление между коллектором и эмиттером. Таким образом, транзистор подобен регулируемому резистору с переменным сопротивлением .

Усилительная мощность

Есть еще одна аналогия, которую мы можем провести здесь. Представьте себе, если бы с легким поворотом клапана вы могли контролировать скорость потока затворов плотины Гувера. Ничтожное количество силы, которое вы можете приложить для поворота этой ручки, может создать силу в тысячи раз сильнее. Мы расширяем аналогию до предела, но эта идея распространяется и на транзисторы. Транзисторы особенные, потому что они могут усиливать электрические сигналы , превращая сигнал малой мощности в аналогичный сигнал гораздо большей мощности.


Вид. Это еще не все, но это хорошее место для начала! В следующем разделе вы найдете более подробное объяснение работы транзистора.


Режимы работы

В отличие от резисторов, которые обеспечивают линейную зависимость между напряжением и током, транзисторы являются нелинейными устройствами. У них есть четыре различных режима работы, которые описывают протекающий через них ток. (Когда мы говорим о токе, протекающем через транзистор, мы обычно имеем в виду ток , протекающий от коллектора к эмиттеру NPN .)

Четыре режима работы транзистора:

  • Насыщение — Транзистор действует как короткое замыкание . Ток свободно течет от коллектора к эмиттеру.
  • Отсечка — Транзистор действует как разомкнутая цепь . Нет тока от коллектора к эмиттеру.
  • Активный — Ток от коллектора к эмиттеру на пропорционален току, протекающему в базу.
  • Reverse-Active — Как и в активном режиме, ток пропорционален базовому току, но течет в обратном направлении.Ток течет от эмиттера к коллектору (не совсем то, для чего были предназначены транзисторы).

Чтобы определить, в каком режиме находится транзистор, нам нужно посмотреть на напряжения на каждом из трех контактов и на то, как они соотносятся друг с другом. Напряжения от базы к эмиттеру (V BE ) и от базы к коллектору (V BC ) устанавливают режим транзистора:

Упрощенный квадрантный график выше показывает, как положительное и отрицательное напряжение на этих клеммах влияет на режим.На самом деле все немного сложнее.

Давайте рассмотрим все четыре режима транзистора по отдельности; мы исследуем, как перевести устройство в этот режим и как это влияет на ток.

Примечание: Большая часть этой страницы посвящена NPN транзисторам . Чтобы понять, как работает транзистор PNP, просто поменяйте полярность или знаки> и <.

Режим насыщенности

Насыщенность — это на режиме транзистора.Транзистор в режиме насыщения действует как короткое замыкание между коллектором и эмиттером.

В режиме насыщения оба «диода» транзистора смещены в прямом направлении. Это означает, что V BE должен быть больше 0, и , так же как и V BC . Другими словами, V B должен быть выше, чем V E и V C .

Поскольку переход от базы к эмиттеру выглядит как диод, на самом деле V BE должен быть больше, чем пороговое напряжение , чтобы войти в насыщение.Есть много сокращений для этого падения напряжения — V th , V γ и V d несколько — и фактическое значение варьируется между транзисторами (и даже больше в зависимости от температуры). Для многих транзисторов (при комнатной температуре) это падение может составить около 0,6 В.

Еще один облом реальности: между эмиттером и коллектором не будет идеальной проводимости. Между этими узлами образуется небольшое падение напряжения. В технических характеристиках транзисторов это напряжение будет указано как напряжение насыщения CE V CE (sat) — напряжение от коллектора к эмиттеру, необходимое для насыщения.Это значение обычно составляет 0,05-0,2 В. Это значение означает, что V C должно быть немного больше, чем V E (но оба все еще меньше, чем V B ), чтобы транзистор перешел в режим насыщения.

Режим отсечки

Режим отсечки противоположен насыщению. Транзистор в режиме отсечки: выключен, — нет тока коллектора и, следовательно, нет тока эмиттера. Это почти похоже на обрыв цепи.

Чтобы перевести транзистор в режим отсечки, базовое напряжение должно быть меньше, чем напряжения эмиттера и коллектора.V BC и V BE должны быть отрицательными.

На самом деле, V BE может находиться в диапазоне от 0 В до (~ 0,6 В) для достижения режима отсечки.

Активный режим

Для работы в активном режиме значение V BE транзистора должно быть больше нуля, а значение V BC должно быть отрицательным. Таким образом, базовое напряжение должно быть меньше, чем на коллекторе, но больше, чем на эмиттере. Это также означает, что коллектор должен быть больше эмиттера.

На самом деле нам нужно ненулевое прямое падение напряжения (сокращенно V th , V γ или V d ) от базы к эмиттеру (V BE ), чтобы «включить» транзистор. Обычно это напряжение обычно составляет около 0,6 В.

Усиление в активном режиме

Активный режим — это самый мощный режим транзистора, потому что он превращает устройство в усилитель . Ток, идущий на вывод базы, усиливает ток, идущий в коллектор и выходящий из эмиттера.

Наше сокращенное обозначение для коэффициента усиления (коэффициент усиления) транзистора — β (вы также можете увидеть его как β F или h FE ). β линейно связывает ток коллектора ( I C ) с базовым током ( I B ):

Фактическое значение β зависит от транзистора. Обычно это около 100 , но может варьироваться от 50 до 200 … даже 2000, в зависимости от того, какой транзистор вы используете и сколько тока проходит через него.Если, например, у вашего транзистора β = 100, это будет означать, что входной ток в 1 мА на базу может производить ток 100 мА через коллектор.

Модель с активным режимом. V BE = V th и I C = βI B .

А как насчет тока эмиттера, I E ? В активном режиме токи коллектора и базы идут в устройство , и выходит I E . Чтобы связать ток эмиттера с током коллектора, у нас есть другое постоянное значение: α .α — коэффициент усиления по току общей базы, он связывает эти токи как таковые:

α обычно очень близко, но меньше 1. Это означает, что I C очень близко, но меньше, чем I E в активном режиме.

Вы можете использовать β для вычисления α или наоборот:

Если, например, β равно 100, это означает, что α равно 0,99. Итак, если I C составляет, например, 100 мА, то I E составляет 101 мА.

Реверс Активный

Так же, как насыщение противоположно отсечке, обратный активный режим противоположен активному режиму.Транзистор в обратном активном режиме проводит, даже усиливает, но ток течет в обратном направлении, от эмиттера к коллектору. Обратной стороной активного режима является то, что β (β R в данном случае) на намного меньше на .

Чтобы перевести транзистор в обратный активный режим, напряжение эмиттера должно быть больше, чем на базе, которое должно быть больше, чем на коллекторе (V BE <0 и V BC > 0).

Обратный активный режим обычно не является состоянием, в котором вы хотите управлять транзистором.Приятно знать, что он есть, но он редко превращается в приложение.

Относительно PNP

После всего, о чем мы говорили на этой странице, мы все еще покрыли только половину спектра BJT. А как насчет транзисторов PNP? Работа PNP очень похожа на работу NPN — у них те же четыре режима, но все изменилось. Чтобы узнать, в каком режиме находится PNP-транзистор, поменяйте местами все знаки <и>.

Например, чтобы перевести PNP в насыщение, V C и V E должны быть выше, чем V B .Вы опускаете базу ниже, чтобы включить PNP, и поднимаете ее выше, чем коллектор и эмиттер, чтобы выключить его. И, чтобы перевести PNP в активный режим, V E должен иметь более высокое напряжение, чем V B , которое должно быть выше, чем V C .

Итого:

Соотношения напряжений Режим NPN Режим PNP
В E B C Активный Обратный
V E B > V C Насыщенность Отсечка
V E > V B C Отсечка Насыщенность
V E > V B > V C Задний ход Активный

Другой противоположной характеристикой NPN и PNP является направление тока.В активном режиме и режиме насыщения ток в PNP течет от эмиттера к коллектору . Это означает, что эмиттер обычно должен иметь более высокое напряжение, чем коллектор.


Если вы перегорели концептуальными вещами, перейдите к следующему разделу. Лучший способ узнать, как работает транзистор, — это изучить его в реальных схемах. Давайте посмотрим на некоторые приложения!


Приложения I: Коммутаторы

Одно из самых фундаментальных применений транзистора — использовать его для управления потоком энергии к другой части схемы — используя его в качестве электрического переключателя.Управляя им либо в режиме отсечки, либо в режиме насыщения, транзистор может создавать двоичный эффект включения / выключения переключателя.

Транзисторные переключатели являются важными строительными блоками; они используются для создания логических вентилей, которые используются для создания микроконтроллеров, микропроцессоров и других интегральных схем. Ниже приведены несколько примеров схем.

Транзисторный переключатель

Давайте посмотрим на самую фундаментальную схему транзисторного переключателя: переключатель NPN. Здесь мы используем NPN для управления мощным светодиодом:

Наш управляющий вход проходит в базу, выход привязан к коллектору, а на эмиттере поддерживается фиксированное напряжение.

В то время как для обычного переключателя требуется физическое переключение исполнительного механизма, этот переключатель управляется напряжением на базовом выводе. Вывод микроконтроллера ввода / вывода, как и на Arduino, может быть запрограммирован на высокий или низкий уровень для включения или выключения светодиода.

Когда напряжение на базе превышает 0,6 В (или любое другое значение V th на вашем транзисторе), транзистор начинает насыщаться и выглядит как короткое замыкание между коллектором и эмиттером. Когда напряжение на базе меньше 0.6V транзистор находится в режиме отсечки — ток не течет, потому что это похоже на разрыв цепи между C и E.

Схема, приведенная выше, называется переключателем низкого уровня , потому что переключатель — наш транзистор — находится на стороне низкого (заземления) цепи. В качестве альтернативы мы можем использовать транзистор PNP для создания переключателя верхнего плеча:

Как и в схеме NPN, база — это наш вход, а эмиттер подключен к постоянному напряжению. Однако на этот раз эмиттер подключен к высокому уровню, а нагрузка подключена к транзистору со стороны земли.

Эта схема работает так же хорошо, как и переключатель на основе NPN, но есть одно огромное отличие: чтобы включить нагрузку, база должна быть низкой. Это может вызвать проблемы, особенно если высокое напряжение нагрузки (V CC — 12 В, подключенное к эмиттеру V E на этом рисунке) выше, чем высокое напряжение нашего управляющего входа. Например, эта схема не будет работать, если вы попытаетесь использовать Arduino с напряжением 5 В для выключения двигателя 12 В. В этом случае было бы невозможно выключить выключатель , потому что V B (соединение с управляющим контактом) всегда будет меньше, чем V E .

Базовые резисторы
!

Вы заметите, что каждая из этих схем использует последовательный резистор между управляющим входом и базой транзистора. Не забудьте добавить этот резистор! Транзистор без резистора на базе похож на светодиод без токоограничивающего резистора.

Напомним, что в некотором смысле транзистор — это просто пара соединенных между собой диодов. Мы смещаем в прямом направлении диод база-эмиттер, чтобы включить нагрузку. Для включения диоду требуется всего 0,6 В, большее напряжение означает больший ток.Некоторые транзисторы могут быть рассчитаны только на ток, протекающий через них не более 10–100 мА. Если вы подаете ток выше максимального номинала, транзистор может взорваться.

Последовательный резистор между нашим источником управления и базой ограничивает ток в базе . Узел база-эмиттер может получить свое счастливое падение напряжения 0,6 В, а резистор может снизить оставшееся напряжение. Значение резистора и напряжение на нем определяют ток.

Резистор должен быть достаточно большим, чтобы эффективно ограничивать ток , но достаточно маленьким, чтобы питать базу достаточным током .Обычно достаточно от 1 мА до 10 мА, но чтобы убедиться в этом, проверьте техническое описание транзистора.

Цифровая логика

Транзисторы

можно комбинировать для создания всех наших основных логических вентилей: И, ИЛИ, и НЕ.

(Примечание: в наши дни полевые МОП-транзисторы с большей вероятностью будут использоваться для создания логических вентилей, чем биполярные транзисторы. Полевые МОП-транзисторы более энергоэффективны, что делает их лучшим выбором.)

Инвертор

Вот схема транзистора, которая реализует инвертор или НЕ вентиль:

Инвертор на транзисторах.

Здесь высокое напряжение на базе включает транзистор, который эффективно соединяет коллектор с эмиттером. Поскольку эмиттер напрямую подключен к земле, коллектор тоже будет (хотя он будет немного выше, где-то около V CE (sat) ~ 0,05-0,2 В). С другой стороны, если на входе низкий уровень, транзистор выглядит как разомкнутая цепь, а выход подтянут до VCC

.

(На самом деле это фундаментальная конфигурация транзистора под названием с общим эмиттером .Подробнее об этом позже.)

И Ворота

Вот пара транзисторов, используемых для создания логического элемента И с двумя входами :

2-входной логический элемент И на транзисторах.

Если один из транзисторов выключен, то на выходе коллектора второго транзистора будет установлен низкий уровень. Если оба транзистора включены (на обоих базах высокий уровень), то выходной сигнал схемы также высокий.

OR Выход

И, наконец, вот логический элемент ИЛИ с 2 входами :

Логический вентиль ИЛИ с 2 входами, построенный на транзисторах.

В этой схеме, если один (или оба) A или B имеют высокий уровень, соответствующий транзистор включается и подтягивает выходной сигнал к высокому уровню. Если оба транзистора выключены, то через резистор выводится низкий уровень.

Н-мост

H-мост — это транзисторная схема, способная приводить двигатели как по часовой, так и против часовой стрелки . Это невероятно популярная трасса — движущая сила бесчисленных роботов, которые должны уметь двигаться как вперед на , так и на назад.

По сути, H-мост — это комбинация четырех транзисторов с двумя входными линиями и двумя выходами:

Вы можете догадаться, почему это называется H-мостом?

(Примечание: обычно у хорошо спроектированного H-моста есть нечто большее, включая обратные диоды, базовые резисторы и триггеры Шмидта.)

Если оба входа имеют одинаковое напряжение, выходы двигателя будут иметь одинаковое напряжение, и двигатель не сможет вращаться. Но если два входа противоположны, двигатель будет вращаться в одном или другом направлении.

H-мост имеет таблицу истинности, которая выглядит примерно так:

2
Вход A Вход B Выход A Выход B Направление двигателя
0 0 1 1 Остановлено (торможение)

22

1 0 По часовой стрелке
1 0 0 1 Против часовой стрелки
1 1 0 торможение

Осцилляторы

Генератор — это схема, которая генерирует периодический сигнал, который колеблется между высоким и низким напряжением.Генераторы используются во всевозможных схемах: от простого мигания светодиода до генерации тактового сигнала для управления микроконтроллером. Есть много способов создать схему генератора, включая кварцевые кристаллы, операционные усилители и, конечно же, транзисторы.

Вот пример колебательного контура, который мы называем нестабильным мультивибратором . Используя обратную связь , мы можем использовать пару транзисторов для создания двух дополняющих осциллирующих сигналов.

Помимо двух транзисторов, конденсаторы являются настоящим ключом к этой схеме.Колпачки поочередно заряжаются и разряжаются, в результате чего два транзистора поочередно включаются и выключаются.

Анализ работы этой схемы — отличное исследование работы как конденсаторов, так и транзисторов. Для начала предположим, что C1 полностью заряжен (сохраняется напряжение около V CC ), C2 разряжен, Q1 включен, а Q2 выключен. Вот что происходит после этого:

  • Если Q1 включен, то левая пластина C1 (на схеме) подключена примерно к 0 В. Это позволит C1 разряжаться через коллектор Q1.
  • Пока C1 разряжается, C2 быстро заряжается через резистор меньшего номинала — R4.
  • Как только C1 полностью разрядится, его правая пластина будет подтянута примерно до 0,6 В, что включит Q2.
  • На этом этапе мы поменяли местами состояния: C1 разряжен, C2 заряжен, Q1 выключен, а Q2 включен. Теперь танцуем в другую сторону.
  • Q2 включен, позволяет C2 разряжаться через коллектор Q2.
  • Когда Q1 выключен, C1 может относительно быстро заряжаться через R1.
  • Как только C2 полностью разрядится, Q1 снова включится, и мы вернемся в состояние, в котором мы начали.

Может быть трудно с головой окунуться. Вы можете найти еще одну отличную демонстрацию этой схемы здесь.

Выбирая конкретные значения для C1, C2, R2 и R3 (и сохраняя R1 и R4 относительно низкими), мы можем установить скорость нашей схемы мультивибратора:

Итак, при значениях для конденсаторов и резисторов, установленных на 10 мкФ и 47 кОм соответственно, частота нашего генератора будет около 1.5 Гц. Это означает, что каждый светодиод будет мигать примерно 1,5 раза в секунду.


Как вы, наверное, уже заметили, существует тонны схем, в которых используются транзисторы. Но мы почти не коснулись поверхности. Эти примеры в основном показывают, как транзистор можно использовать в режимах насыщения и отсечки в качестве переключателя, но как насчет усиления? Пришло время увидеть больше примеров!


Приложения II: Усилители

Некоторые из самых мощных транзисторных приложений включают усиление: преобразование сигнала малой мощности в сигнал большей мощности.Усилители могут увеличивать напряжение сигнала, беря что-то из диапазона мкВ и преобразовывая его в более полезный уровень в мВ или В. Или они могут усиливать ток, что полезно для превращения мкА тока, создаваемого фотодиодом, в ток гораздо большей величины. Существуют даже усилители, которые принимают ток и производят более высокое напряжение или наоборот (называемые транссопротивлением и крутизной соответственно).

Транзисторы являются ключевым компонентом многих усилительных схем. Существует бесконечное количество разнообразных транзисторных усилителей, но, к счастью, многие из них основаны на некоторых из этих более примитивных схем.Запомните эти схемы, и, надеюсь, с небольшим сопоставлением с образцом вы сможете разобраться в более сложных усилителях.

Общие конфигурации

Три основных транзисторных усилителя: общий эмиттер, общий коллектор и общая база. В каждой из трех конфигураций один из трех узлов постоянно связан с общим напряжением (обычно с землей), а два других узла являются либо входом, либо выходом усилителя.

Общий эмиттер

Обычный эмиттер — одна из наиболее популярных схем транзисторов.В этой схеме эмиттер подключен к общему напряжению как для базы, так и для коллектора (обычно заземления). База становится входом сигнала, а коллектор становится выходом.

Схема с общим эмиттером популярна, потому что она хорошо подходит для усиления напряжения , особенно на низких частотах. Например, они отлично подходят для усиления аудиосигналов. Если у вас небольшой входной сигнал с размахом 1,5 В, вы можете усилить его до гораздо более высокого напряжения, используя немного более сложную схему, например:

Одна особенность обычного эмиттера заключается в том, что он инвертирует входной сигнал (сравните его с инвертором с последней страницы!).

Общий коллектор (эмиттерный повторитель)

Если мы подключим коллектор к общему напряжению, используем базу как вход, а эмиттер как выход, то получится общий коллектор. Эта конфигурация также известна как эмиттерный повторитель .

Общий коллектор не усиливает напряжение (фактически, выходное напряжение будет на 0,6 В ниже входного). По этой причине эту схему иногда называют повторителем напряжения .

Эта схема действительно имеет большой потенциал в качестве усилителя тока .В дополнение к этому, высокий коэффициент усиления по току в сочетании с почти единичным коэффициентом усиления по напряжению делает эту схему отличным буфером напряжения . Буфер напряжения предотвращает нежелательные помехи цепи нагрузки цепи, управляющей ею.

Например, если вы хотите подать 1 В на нагрузку, вы можете пойти простым путем и использовать делитель напряжения, или вы можете использовать эмиттерный повторитель.

По мере увеличения нагрузки (что, наоборот, означает уменьшение сопротивления) выход схемы делителя напряжения падает.Но выходное напряжение эмиттерного повторителя остается стабильным, независимо от нагрузки. Большие нагрузки не могут «нагружать» эмиттерный повторитель, как это могут быть цепи с большим выходным сопротивлением.

Общая база

Мы поговорим об общей базе, чтобы завершить этот раздел, но это наименее популярная из трех основных конфигураций. В усилителе с общей базой эмиттер является входом, а коллектор — выходом. База общая для обоих.

Общая база похожа на антиэмиттер-повторитель.Это приличный усилитель напряжения, и ток на входе примерно равен току на выходе (на самом деле ток на входе немного больше, чем на выходе).

Схема с общей базой лучше всего работает как буфер тока . Он может принимать входной ток с низким входным сопротивлением и подавать почти такой же ток на выход с более высоким сопротивлением.

Резюме

Эти три конфигурации усилителей лежат в основе многих более сложных транзисторных усилителей. У каждого из них есть приложения, где они сияют, будь то усиление тока, напряжения или буферизация.

Общий эмиттер Общий коллектор Общая база
Коэффициент усиления по напряжению Средний Низкий Высокий
Усиление по току 9022 Низкое сопротивление

Среднее Высокое Низкое
Выходное сопротивление Среднее Низкое Высокое

Многокаскадные усилители

Мы могли бы продолжать говорить о большом разнообразии транзисторных усилителей.Вот несколько быстрых примеров, демонстрирующих, что происходит, когда вы комбинируете одноступенчатые усилители, указанные выше:

Дарлингтон

Усилитель Дарлингтона соединяет один общий коллектор с другим для создания усилителя с высоким коэффициентом усиления по току .

Выходное напряжение составляет , что примерно соответствует входному напряжению (минус 1,2–1,4 В), но коэффициент усиления по току является произведением двух коэффициентов усиления транзистора . Это β 2 — более 10 000!

Пара Дарлингтона — отличный инструмент, если вам нужно управлять большой нагрузкой с очень малым входным током.

Дифференциальный усилитель

Дифференциальный усилитель вычитает два входных сигнала и усиливает эту разницу. Это важная часть цепей обратной связи, где вход сравнивается с выходом для получения будущего выхода.

Вот основа дифференциального усилителя:

Эта схема также называется длиннохвостой парой . Это пара схем с общим эмиттером, которые сравниваются друг с другом для получения дифференциального выхода.Два входа подаются на базы транзисторов; выход представляет собой дифференциальное напряжение на двух коллекторах.

Двухтактный усилитель

Двухтактный усилитель является полезным «заключительным каскадом» многих многокаскадных усилителей. Это энергоэффективный усилитель мощности, часто используемый для управления громкоговорителями.

Основной двухтактный усилитель использует транзисторы NPN и PNP, оба сконфигурированы как общие коллекторы:

Двухтактный усилитель на самом деле не усиливает напряжение (выходное напряжение будет немного меньше входного), но усиливает ток.Это особенно полезно в биполярных схемах (с положительным и отрицательным питанием), потому что оно может как «проталкивать» ток в нагрузку от положительного источника питания, так и «вытягивать» ток и погружать его в отрицательный источник питания.

Если у вас есть биполярный источник питания (или даже если у вас его нет), двухтактный — отличный конечный каскад для усилителя, действующий как буфер для нагрузки.

Собираем их вместе (операционный усилитель)

Давайте рассмотрим классический пример многокаскадной транзисторной схемы: операционный усилитель.Умение распознавать общие транзисторные схемы и понимание их назначения может очень помочь! Вот схема внутри LM3558, действительно простого операционного усилителя:

Внутреннее устройство операционного усилителя LM358. Узнали какие-то усилители?

, безусловно, здесь больше сложности, чем вы можете быть готовы усвоить, однако вы можете увидеть некоторые знакомые топологии:

  • Q1, Q2, Q3 и Q4 образуют входной каскад. Выглядит очень похоже на общий коллектор (Q1 и Q4) в дифференциальный усилитель , верно? Он просто выглядит перевернутым, потому что использует PNP.Эти транзисторы образуют входной дифференциальный каскад усилителя.
  • Q11 и Q12 являются частью второго этапа. Q11 — это общий коллектор, а Q12 — это общий эмиттер . Эта пара транзисторов буферизует сигнал с коллектора Q3 и обеспечивает высокий коэффициент усиления, когда сигнал поступает на конечный каскад.
  • Q6 и Q13 являются частью финальной стадии, и они тоже должны выглядеть знакомо (особенно если не обращать внимания на R SC ) — это двухтактный ! Этот этап буферизует выходной сигнал, позволяя ему управлять большими нагрузками.
  • Есть множество других распространенных конфигураций, о которых мы не говорили. Q8 и Q9 сконфигурированы как токовое зеркало , которое просто копирует величину тока, проходящего через один транзистор, в другой.

После этого ускоренного курса по транзисторам мы не ожидаем, что вы поймете, что происходит в этой схеме, но если вы можете начать определять общие схемы транзисторов, вы на правильном пути!


Покупка транзисторов

Теперь, когда вы контролируете источник управления, мы рекомендуем SparkFun Inventor’s Kit, чтобы воплотить в жизнь полученные вами новые знания.Мы также предоставили ссылки на комплект полупроводников и одиночные транзисторы для использования в ваших собственных проектах.

Наши рекомендации:

N-канальный полевой МОП-транзистор 60 В, 30 А

В наличии COM-10213

Если вы когда-нибудь задумывались, как управлять фарами автомобиля с помощью микроконтроллера, MOSFET — это то, что вам нужно.Это ве…

4

Пакет дополнений SparkFun Inventor’s Kit — v4.0

На пенсии КОМПЛЕКТ-14310

С помощью Add-On Pack вы сможете включить некоторые из старых частей, которые раньше были включены в SIK, которые были обновлены…

На пенсии

Ресурсы и дальнейшее развитие

Если вы хотите глубже изучить транзисторы, мы рекомендуем несколько ресурсов:

  • Начало работы в электронике Форрест Мимс — Мимс — мастер объяснения электроники в простой для понимания и применимости манере.Обязательно посмотрите эту книгу, если вы хотите более подробно познакомиться с транзисторами.
  • LTSpice и Falstad Circuit — это бесплатные программные инструменты, которые вы можете использовать для моделирования цепей. Цифровые эксперименты со схемами — отличный способ научиться. Вы получаете все эксперименты, без боли макетирования или страха взорвать все. Попробуйте собрать воедино то, о чем мы говорили!
  • 2N3904 Техническое описание — Еще один способ узнать о транзисторах — это изучить их техническое описание.2N3904 — действительно распространенный транзистор, который мы используем постоянно (а 2N3906 — его брат по PNP). Ознакомьтесь с таблицей данных, посмотрите, узнаете ли вы какие-нибудь знакомые характеристики.

Кроме того, наш собственный технический директор Пит выпустил серию видеороликов «По словам Пита», в которых основное внимание уделяется транзисторам и транзисторным усилителям. Обязательно посмотрите его видео о диодах и транзисторах:

.

Затем вы можете перейти к: Конфигурации смещения транзисторов, часть 1 и часть 2, и, наконец, текущие зеркала.Качественный товар!

Идем дальше

Или, если вам не терпится узнать больше об электронике в целом, ознакомьтесь с некоторыми из этих руководств по SparkFun:

    Интегральные схемы
  • — Что вы получите, если объедините тысячи транзисторов и поместите их в черный ящик? IC!
  • Регистры сдвига
  • — регистры сдвига — одна из наиболее распространенных интегральных схем. Узнайте, как с помощью транзистора мигать десятки светодиодов всего за несколько входов.
  • Руководство по подключению мини-полевого транзистора
  • — это действительно простой экран Arduino, который использует 8 полевых МОП-транзисторов для управления 8 сильноточными выходами.Это хороший пример использования транзистора в качестве переключателя из реальной жизни.
  • Проектирование печатных плат с EAGLE — Выведите свои новые навыки работы с транзисторами на новый уровень. Сделайте из них печатную плату! В этом руководстве объясняется, как использовать бесплатное программное обеспечение (Eagle) для проектирования печатных плат.
  • Как паять. Если вы разрабатываете печатную плату, вам также нужно знать, как паять. Узнайте, как паять через отверстия в этом руководстве.

Или ознакомьтесь с некоторыми из этих сообщений в блогах, чтобы найти идеи:

.

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *