Транзистор — простое устройство и принцип работы

29 July

Существуют разные типы транзисторов. Разумеется, в зависимости от их типа, устройство и принцип работы несколько отличаются. Соответственно, от этого различается и то, где и как применяются конкретные транзисторы. Основные виды транзисторов :

  • биполярные,
  • полевые
  • и комбинированные.
Различные виды транзисторов
Различные виды транзисторов

А также, все транзисторы подразделяются по мощности. Обычно делятся на три группы :

  • мощные,
  • средней мощности
  • и маломощные. 

Часто применение транзисторов состоит в том, чтобы генерировать или изменять электрические колебания. То есть, транзисторы могут выдавать на выходе электрический ток с разной частотой. В зависимости от подобного применения транзисторы делятся на

  • низкочастотные,
  • среднечастотные,
  • высокочастотные,
  • сверхвысокочастотные.

Биполярный транзистор имеет в своем устройстве три главных внутренних элемента. Они называются эмиттер, база и коллектор. Каждый элемент имеет наружный контактный вывод-электрод. Часто средний вывод является базой. Однако, далеко не всегда. Расположение выводов зависит от устройства каждого конкретного транзистора. Назначение биполярного транзистора часто состоит в том, чтобы с помощью слабого сигнала управлять сильным сигналом.

К примеру, это может выглядеть следующим образом. На вывод коллектора подается ток, имеющий большую силу. То есть, ток для питания мощных электроприборов. А на вывод базы подается ток малой силы. Этот ток нужен только для управления транзистором. То есть, это ток управления. При подаче на базу тока управления, образно говоря, открывается "клапан" транзистора. И ток большой силы начинает течь с коллектора на вывод эмиттера. Чем больше сила тока, приложенного к базе, тем сильнее открывается "клапан".

Биполярные транзисторы подразделяются по типу электронной проводимости. Существую два типа строения биполярных транзисторов

  • n-p-n 
  • p-n-p 
Транзисторы n-p-n и p-n-p типов
Транзисторы n-p-n и p-n-p типов

Транзисторы обоих типов работают по одним и тем же правилам. Но полярность подключения для разных типов изменяется. Потому как по подобным транзисторам протекает ток разной полярности, они и называются биполярным. То есть, двойной полярности. Значит в любом биполярном транзисторе имеется два p-n перехода. Между этими переходами находится тонкий слой полупроводника. Этот слой называется базой. При любом подключении источника тока к эмиттеру или коллектору один из p-n переходов будет включен в обратном направлении. То есть, как бы мы не подключали плюс и минус к эмиттеру и коллектору, у нас будет схема подобная обратному подключению диода. (Для понимания принципа работы транзистора лучше сначала рассмотреть принцип работы диода). Потому ток при таком подключении в цепи отсутствует. 

Принцип работы транзистора p-n-p типа
Принцип работы транзистора p-n-p типа

Однако, все изменится, если через эмиттерный переход пропустить небольшой ток. (Эмиттерный переход — это переход между областью эмиттера и областью базы транзистора.) Считается, что дырки в этом случае будут входить из эмиттера в базу, а затем проникать в коллектор. То есть, управляя током эмиттерного перехода, можно управлять током в цепи коллектора. Потому, если мы изменим ток на эмиттерном переходе, то изменится ток и в цепи коллектора. Причем, считается, что изменение тока будет синхронным. 

Принцип работы транзистора n-p-n типа
Принцип работы транзистора n-p-n типа

Полевые транзисторы называются полевыми, потому как управление в них происходит посредством электрических полей. Так как в них протекает ток только одной полярности, их еще называют униполярными. Полевые транзисторы также состоят из трех основных элементов. Они называются сток, исток и затвор. Каждый элемент также имеет наружный контактный вывод.

Существует два типа строения полевых транзисторов:

  • с p-n переходом.
  • и с изолированным затвором (МДП-транзистор).

К примеру, полевой транзистор с p-n переходом представляет собой тонкую пластину полупроводника. Причем, p-n переход у него всего один. Он находится в центральной части транзистора. Протекание тока происходит по каналу между истоком и стоком. Существуют два вида подобных транзисторов. Во-первых, транзисторы c каналом n типа. То есть, с положительной проводимостью с помощью электронов. Во-вторых, с каналом p типа. То есть, с отрицательной проводимостью с помощью дырок.

Истоком называется вывод от которого начинают движение основные носители заряда. Стоком называется та часть транзистора и вывод к которому эти носители заряда движутся. Затвором называется электрод с помощью которого управляют проводимостью канала. При создании напряжения между истоком и стоком, в канале между ними возникает электрический ток. 

Если при этом подключить отрицательный полюс источника питания к затвору (для n типа), то запирающий слой расширится. (Для транзистора p типа к затвору подключается плюс источника питания). В следствии этого сужается токопроводящий канал между истоком и стоком. То есть, сила тока, текущего по каналу, уменьшится. Таким образом управление подобным транзистором осуществляется напряжением на затворе. Точнее, электрическим полем, созданным этим напряжением.

Два типа полевых транзисторов с p-n переходом
Два типа полевых транзисторов с p-n переходом

Существует достаточно много других разновидностей транзисторов. А также у них могут быть другие схемы подключения. Однако, принцип их применения обычно примерно одинаков.

Для вашего удобства подборка публикаций

Преобразователь напряжения 12/220 вольт (инвертор)

Однофазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

Что такое якорь и индуктор и чем они отличаются от ротора и статора?

От какого слова произошло понятие электричество?

Электрическая дуга между контактами

Электромагнитная индукция

Токовые трансформаторы. Подключение электросчетчика для башенного крана

Индуктивное сопротивление

Что такое фаза, ноль и земля в электротехнике

Система защитного заземления - TN-C-S

Как правильно рассчитать мощность генератора для дома

Синхронный и асинхронный генераторы

Что такое заземление?

Схема подключения УЗО в однофазной сети без заземления

Что будет если засунуть гвоздь в розетку защищенную УЗО?

Система защитного заземления TN-C – зануление с повторным заземлением

Где в розетке плюс, а где минус?

Величина напряжения прикосновения в разных ситуациях

Главная страница

Спасибо за посещение канала, чтение заметки, упоминание в социальных сетях и других интернет — ресурсах, а также подписку, лайки, дизлайки и комментарии (Лайки и дизлайки можно ставить не регистрируясь и не заходя в аккаунт)