shutterstock_1650652237_edited.jpg

Transistors

Τα τρανζίστορ είναι συσκευές ημιαγωγών που χρησιμοποιούνται για εναλλαγή ηλεκτρονικών σημάτων, ενίσχυση ή ηλεκτρική ισχύ. Τα τρανζίστορ είναι θεμελιώδη στα σύγχρονα ηλεκτρονικά κυκλώματα. Ένα τρανζίστορ κατασκευάζεται κατασκευασμένο από υλικά ημιαγωγών και έχει συνήθως τρεις ακροδέκτες για σύνδεση σε εξωτερικό κύκλωμα. Μια τάση ή ρεύμα που εφαρμόζεται σε ένα ζεύγος των ακροδεκτών τρανζίστορ ελέγχει το ρεύμα μέσω ενός άλλου ζεύγους ακροδεκτών. Επειδή η ελεγχόμενη ισχύς (έξοδος) μπορεί να είναι υψηλότερη από την ισχύ ελέγχου (είσοδος), ένα τρανζίστορ μπορεί να ενισχύσει ένα σήμα. Σήμερα, ορισμένα τρανζίστορ συσκευάζονται ξεχωριστά, αλλά πολλά άλλα βρίσκονται ενσωματωμένα σε ολοκληρωμένα κυκλώματα.

Macro shot of power transistors on the b

Σύμβολα τρανζίστορ διπολικής σύνδεσης

Υπάρχουν δύο τύποι τρανζίστορ, NPN και PNP.

  • Το τρανζίστορ NPN έχει δύο μπλοκ υλικού ημιαγωγών τύπου Ν και ένα μπλοκ υλικού ημιαγωγών τύπου Ρ.

  • Το τρανζίστορ PNP έχει δύο υλικά τύπου P και ένα στρώμα υλικού τύπου Ν. Το σύμβολο του NPN τόσο του NPN όσο και του PNP φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

npn trans diagram2.png
pnp trans diagram2.png

Η διαφορά μεταξύ των τρανζίστορ NPN και PNP είναι προς την κατεύθυνση του ρεύματος. Το βέλος στο παραπάνω διάγραμμα υποδεικνύει την κατεύθυνση της ροής του τυπικού ρεύματος στον πομπό με εφαρμογή εμπρόσθιας πόλωσης στη διασταύρωση βάσης πομπού.

Τα τρανζίστορ έχουν τρία τερματικά όπως φαίνεται παραπάνω:

  • Εκπόμπος

  • Συλλέκτης

  • Βάση

Emitter - Το τμήμα εκπομπής παρέχει μεγάλο μέρος του φορέα φόρτισης. Ο πομπός συνδέεται συνεχώς προς τα εμπρός με πόλωση σε σχέση με τη βάση, τροφοδοτεί το φορέα φορτίου χύδην στη βάση. Η διασταύρωση βάσης πομπού εισάγει μια μεγάλη ποσότητα πλειοψηφικού φορέα φόρτισης στη βάση επειδή είναι πολύ σταθερή και μέτρια σε μέγεθος.

Συλλέκτης - Ο συλλέκτης συσσωρεύει το μεγαλύτερο ποσοστό του φορέα φορτίου που παρέχεται από τον εκπομπό. Η διασταύρωση συλλογής-βάσης βρίσκεται συνεχώς σε αντίστροφη προκατάληψη. Η λειτουργία του είναι να αφαιρέσει τα έξοδα υπεροχής από τη σύνδεσή του με τη βάση. Το τμήμα συλλέκτη του τρανζίστορ είναι μέτρια σταθερό αλλά μεγαλύτερο σε μάζα, ώστε να μπορεί να συλλέγει το μεγαλύτερο μέρος του φορέα φορτίου που παρέχεται από τον πομπό.

Βάση - Το μεσαίο τμήμα του τρανζίστορ είναι η βάση. Η βάση σχηματίζει δύο κυκλώματα:

  • Το κύκλωμα εισόδου με τον πομπό.

  • Το κύκλωμα εξόδου με τον συλλέκτη.

Το κύκλωμα βάσης πομπού είναι μεροληπτικό προς τα εμπρός και προσφέρει χαμηλή αντίσταση στο κύκλωμα. Ενώ η σύνδεση συλλέκτη-βάσης βρίσκεται σε αντίστροφη μεροληψία και προσφέρει υψηλότερη αντίσταση στο κύκλωμα. Η βάση του τρανζίστορ είναι ελαφρώς ανίκανη και εξαιρετικά λεπτή καθώς υποβάλλει τον φορέα φορτίου πλειοψηφίας στη βάση.

working of transistor white2.png

Το πυρίτιο χρησιμοποιείται γενικά για την παραγωγή τρανζίστορ για την υψηλή τάση, το μεγαλύτερο ρεύμα και τη μικρότερη ευαισθησία στη θερμοκρασία. Το τμήμα εκπομπού-βάσης που διατηρείται σε μεροληψία προς τα εμπρός καθορίζει το ρεύμα βάσης που ρέει μέσω της περιοχής βάσης. Το μέγεθος του ρεύματος βάσης είναι εξαιρετικά μικρό. Το ρεύμα βάσης αναγκάζει τα ηλεκτρόνια να μετακινηθούν στην περιοχή του συλλέκτη ή να δημιουργήσουν μια οπή στην περιοχή της βάσης.

Η βάση του τρανζίστορ είναι εξαιρετικά λεπτή και ελαφρώς σταθερή λόγω αυτού έχει λιγότερα ηλεκτρόνια σε σύγκριση με τον πομπό. Τα περιορισμένα ηλεκτρόνια του πομπού συνδυάζονται με την οπή της περιοχής βάσης και τα υπόλοιπα ηλεκτρόνια κινούνται προς την περιοχή του συλλέκτη και αποτελούν το ρεύμα του συλλέκτη.