Peranti dan prinsip operasi transistor
Kepentingan praktikal transistor bipolar kepada elektronik moden dan kejuruteraan elektrik tidak boleh dilebih-lebihkan. Transistor bipolar digunakan di mana-mana hari ini: untuk menjana dan menguatkan isyarat, dalam penukar elektrik, dalam penerima dan pemancar dan di banyak tempat lain, ia boleh disenaraikan untuk masa yang sangat lama.
Oleh itu, dalam rangka artikel ini, kami tidak akan menyentuh semua bidang penggunaan transistor bipolar yang mungkin, tetapi hanya mempertimbangkan peranti dan prinsip umum operasi peranti semikonduktor yang indah ini, yang sejak tahun 1950-an mengubah seluruh industri elektronik dan sejak 1970-an telah menyumbang dengan ketara kepada pecutan kemajuan teknikal.
Transistor bipolar ialah peranti semikonduktor tiga elektrod yang merangkumi tiga tapak kekonduksian berubah-ubah sebagai tapak. Oleh itu, transistor adalah daripada jenis NPN dan PNP. Bahan semikonduktor dari mana transistor dibuat terutamanya: silikon, germanium, galium arsenide dan lain-lain.
Silikon, germanium, dan bahan lain pada mulanya adalah dielektrik, tetapi jika anda menambah kekotoran kepada mereka, ia menjadi semikonduktor. Penambahan kepada silikon seperti fosforus (penderma elektron) akan menjadikan silikon sebagai semikonduktor jenis N, dan jika boron (penerima elektron) ditambah kepada silikon, maka silikon akan menjadi semikonduktor jenis P.
Akibatnya, semikonduktor jenis N mempunyai pengaliran elektron dan semikonduktor jenis P mempunyai pengaliran lubang. Seperti yang anda fahami, kekonduksian ditentukan oleh jenis pembawa cas aktif.
Jadi, pai tiga lapisan semikonduktor jenis-P dan jenis-N pada asasnya ialah transistor bipolar. Dilampirkan pada setiap lapisan adalah terminal yang dipanggil: Pemancar, Pemungut dan Pangkalan.
Tapaknya ialah elektrod kawalan kekonduksian. Pemancar ialah sumber pembawa arus dalam litar. Pengumpul ialah tempat ke arah pembawa semasa bergegas di bawah tindakan EMF yang digunakan pada peranti.
Simbol untuk transistor bipolar NPN dan PNP adalah berbeza dalam rajah. Penamaan ini hanya mencerminkan peranti dan prinsip operasi transistor dalam litar elektrik. Anak panah sentiasa dilukis di antara pemancar dan pangkalan. Arah anak panah ialah arah arus kawalan yang disalurkan ke dalam litar pemancar asas.
Jadi, dalam transistor NPN, anak panah menunjuk dari pangkalan ke pemancar, yang bermaksud bahawa dalam mod aktif, elektron dari pemancar akan tergesa-gesa ke pengumpul, manakala arus kawalan mesti diarahkan dari pangkalan ke pemancar.
Dalam transistor PNP, ia adalah sebaliknya: anak panah diarahkan dari pemancar ke pangkalan, yang bermaksud bahawa dalam mod aktif lubang dari pemancar tergesa-gesa ke pengumpul, manakala arus kawalan mesti diarahkan dari pemancar ke asas.
Mari lihat mengapa ini berlaku. Apabila voltan positif malar digunakan pada tapak transistor NPN (dalam kawasan 0.7 volt) berbanding pemancarnya, simpang pn pemancar asas transistor NPN ini (lihat rajah) dipincang ke hadapan, dan halangan potensi antara simpang pengumpul -bes dan pemancar asas berkurangan, kini elektron boleh bergerak melaluinya di bawah tindakan EMF dalam litar pemancar pengumpul.
Dengan arus asas yang mencukupi, arus pengumpul-pemancar akan timbul dalam litar ini dan dikumpulkan dengan arus pemancar asas. Transistor NPN akan dihidupkan.
Hubungan antara arus pengumpul dan arus kawalan (asas) dipanggil keuntungan semasa transistor. Parameter ini diberikan dalam dokumentasi transistor dan boleh berbeza dari unit hingga beberapa ratus.
Apabila voltan negatif malar dikenakan pada tapak transistor PNP (dalam kawasan -0.7 volt) berbanding pemancarnya, simpang pemancar tapak np transistor PNP ini dipincang ke hadapan, dan halangan potensi antara pengumpul- persimpangan asas dan asas -pemancar berkurangan, kini lubang boleh bergerak melaluinya di bawah tindakan EMF dalam litar pengumpul-pemancar.
Perhatikan kekutuban bekalan kepada litar pengumpul. Dengan arus asas yang mencukupi, arus pengumpul-pemancar akan timbul dalam litar ini dan dikumpulkan dengan arus pemancar asas. Transistor PNP akan dihidupkan.
Transistor bipolar biasanya digunakan dalam pelbagai peranti dalam penguat, penghalang atau suis.
Dalam mod rangsangan, arus asas tidak pernah jatuh di bawah arus pegangan, yang memastikan transistor dalam keadaan pengalir terbuka pada setiap masa. Dalam mod ini, ayunan arus asas rendah memulakan ayunan yang sepadan pada arus pengumpul yang lebih tinggi.
Dalam mod kunci, transistor bertukar daripada keadaan tertutup kepada keadaan terbuka, bertindak sebagai suis elektronik berkelajuan tinggi. Dalam mod penghalang, dengan menukar arus asas, arus beban yang termasuk dalam litar pengumpul dikawal.
Lihat juga:Suis Elektronik Transistor - Prinsip Operasi dan Skema