Принципът на работа на устройството
Транзисторът е полупроводниково устройство, предназначено да усилва електрически сигнал. Поради специалната структура на кристалните решетки и свойствата на полупроводниците, това устройство е в състояние да увеличи амплитудата на протичащия ток .
Полупроводници - вещества, които са способни да провеждат ток, както и да предотвратяват неговото преминаване. Техните най-изявени представители са силиций и германий. Има два вида полупроводници:
- Електронно.
- Hole.
В полупроводниците електрическият ток възниква поради липсата или излишъка на свободните електрони. Например, кристалната решетка на атома се състои от три електрона. Обаче, ако въведем в това вещество атом, състоящ се от четири електрона, един ще бъде излишен. Той е свободен електрон. Съответно, колкото повече такива електрони, толкова по-близо е това вещество към свойствата си към метала. Това означава, че проводимостта на тока повече. Такива полупроводници се наричат електронни .
Сега да поговорим за дупката. За да ги създадат, в веществото се въвеждат атоми от друго вещество, чиято кристална решетка съдържа повече атоми. Съответно в нашия полупроводник става по-малко електрони. Образуват се свободни места за електрони. Валентните връзки ще бъдат унищожени, тъй като електроните ще са склонни да заемат тези свободни позиции. След това ще ги наречем дупки.
Електроните непрекъснато се стремят да вземат дупка и, започвайки движение, образуват нова дупка. Абсолютно всички електрони имат такова поведение. В полупроводника се извършва тяхното движение, което означава, че токът започва да тече . Такива полупроводници се наричат дупки полупроводници.
По този начин, чрез въвеждане на липса или излишък на електрони в силиций или германий, ние улесняваме тяхното движение. Оказва се, че токът. Транзисторите се състоят от съединения на тези полупроводници по определен принцип. С тяхна помощ можете да контролирате протичащите токове и други параметри на електрическите сигнали.
Видове транзистори
Има няколко вида транзистори. Има около четири от тях. Основните обаче са:
- Field.
- Биполярно.
Останалите видове се събират от полето и биполярно . Разгледайте по-подробно всеки изглед.
поле
Същността на това устройство е да контролира параметрите на електрически сигнал, използвайки електрическо поле. Оказва се, че при всяко от заключенията се прилага напрежение:
- Затворът е необходим за регулиране на параметрите на сигнала, поради захранващото напрежение към него.
- Отводът е изходът, през който носителите на заряд (дупки и електрони) напускат канала.
- Източникът е заключението, през което електрони и дупки влизат в канала.
Такъв транзистор се състои от полупроводник с определена проводимост и две области, поставени в него с противоположна проводимост. При подаване на напрежение към портата между тези две области се появява пространство, през което протича ток. Това пространство се нарича канал. Ширината на този канал се регулира от напрежението, което прилагаме към портата. Съответно е възможно да се увеличи и намали ширината на канала и да се контролира потока на тока.
Сега да поговорим за устройството с изолирана порта. Разликата е, че в първия случай този преход е винаги там, дори когато не е приложено напрежение към портата. А когато се приложи, преходът и проводящият канал се променят в зависимост от полярността и амплитудата на напрежението. Металната врата в такива транзистори е изолирана от диелектрик от полупроводниковата област. Входящото им съпротивление е много по-голямо.
Има два вида изолирани портални устройства:
- С вграден канал.
- С индуциран канал.
Вграденият канал позволява протичането на електрически ток с определена амплитуда . Когато прилагате напрежение с определена амплитуда и полярност, можем да променим ширината на канала и неговата проводимост. Този канал е вграден в транзистори в производствени предприятия.
Индуцираният канал се появява между двете области, за които говорихме по-горе, само когато напрежението на определена полярност е приложено към портата. Това е, когато не се прилага напрежение към портата, няма ток в него.
Всички типове полеви транзистори се различават един от друг по следните параметри:
- Входно съпротивление.
- Амплитудата на напрежението, което трябва да се приложи към портата.
- Полярност.
Всеки от тези типове полеви транзистори е необходим за сглобяване на специфични електрически и логически схеми . Тъй като прилагането на две различни устройства изисква различни електрически параметри.
двуполюсен
Думата "биполярно" означава две полярности. Това означава, че такива устройства имат две полярности, поради особеностите на тяхната структура. Особеността на тяхната структура се състои в това, че те се състоят от три полупроводникови области. Видовете проводимост са следните:
- Електронно, допълнително n.
- Hole, допълнително p.
Съответно може да се заключи, че има два вида биполярни транзистори:
- PNP;
- NPN.
Разликата между тях е, че за правилната работа е необходимо да се приложи напрежение с различна полярност . Всяка от трите полупроводникови области е свързана с един изход. Има три от тях:
- Основата е централният слой. Той е най-финият. На изхода на базата е управляващия ток с малка амплитуда.
- Колекторът е един от крайните слоеве. Тя е най-широка. Към него се прилага голям амплитуден ток.
- Излъчвателят е изходът, към който се подава ток от колектора. На неговия изход амплитудата на тока е малко по-голяма, отколкото на входа.
Има три биполярни транзисторни свързващи схеми:
- С общ емитер - входният сигнал се подава към базата, а изходният сигнал се отстранява от колектора.
- С общ колектор - входният сигнал се подава към основата и се отстранява от емитера.
- С обща основа - входният сигнал се подава към излъчвателя и се отстранява от колектора.
Благодарение на няколко електронно-дупчещи преходи, формирани в биполярния транзистор, е възможно да се контролират параметрите на електрическия сигнал . Полярността и амплитудата на приложеното напрежение зависи от вида на биполярния транзистор.
Използването на транзистори в живота
Транзисторите се използват в много технически устройства. Най-ярките примери:
- Схеми за усилване.
- Сигнални генератори.
- Електронни ключове.
Във всички комуникационни устройства е необходимо усилване на сигнала. Първо, електрическите сигнали имат естествено затихване. Второ, често се случва амплитудата на един от параметрите на сигнала да не е достатъчна за правилната работа на устройството. Информацията се предава чрез електрически сигнали. За да бъде гарантирана доставката и качеството на информацията високо, трябва да разширим сигналите .
Транзисторите могат да засегнат не само амплитудата, но и формата на електрическия сигнал. В зависимост от необходимата форма на генерирания сигнал, в генератора ще бъде инсталиран съответният тип полупроводниково устройство.
Електронни ключове са необходими за контролиране на тока във веригата. Съставът на тези ключове включва много транзистори. Електронните ключове са един от най-важните елементи на схемите. Компютри, телевизори и други електрически уреди работят на тяхна основа, без което не може да се направи в съвременния живот.
Електронна литература
Науката, която изучава транзистори и други устройства, се нарича електроника. Целият му раздел е посветен на полупроводниковите устройства. Ако се интересувате да получите повече информация за работата на транзисторите, можете да прочетете следните книги по тази тема:
- Дигитален дизайн и компютърна архитектура - David M.
- Операционни системи Дизайн и изпълнение - от Андрю Т.
- Силова електроника за любители и професионалисти - Б. Ю. Семенов.
Тези книги описват различни средства за програмиране на електроника. Разбира се, основата на всички програмируеми схеми са транзистори. Благодарение на тези книги не само ще получите нови знания за транзисторите, но и умения, които могат да ви донесат доход.
Сега знаете как работят транзисторите и къде се прилагат в живота. Ако се интересувате от тази тема, продължете да я изучавате, защото напредъкът не стои на едно място и всички технически устройства постоянно се подобряват. В този случай е много важно да се следи времето. Успехи за вас!