В чем различие между PNP и NPN транзистором?

Существует два основных типа транзисторов – биполярные и полевые. Биполярные транзисторы изготавливаются из легированных материалов и могут быть двух типов – NPN и PNP. Транзистор имеет три вывода, известные как эмиттер (Э), база (Б) и коллектор (К). На рисунке, приведенном ниже, изображен NPN транзистор где, при основных режимах работы (активном, насыщении, отсечки) коллектор имеет положительный потенциал, эмиттер отрицательный, а база используется для управления состоянием транзистора.

Физика полупроводников в этой статье обсуждаться  не будет, однако, стоит упомянуть, что биполярный транзистор состоит из трех отдельных частей, разделенных двумя p-n переходами. Транзистор PNP имеет одну N область, разделенную двумя P областями:

Транзистор NPN имеет одну P область, заключенную между двумя N областями:

Сочленения между N и P областями аналогичны переходам в диодах, и они также могут быть с прямым и обратным смещением p-n перехода. Данные устройства могут работать в разных режимах в зависимости от типа смещения:

• Отсечка: работа в этом режиме тоже происходит при переключении. Между эмиттером и коллектором ток не протекает, практически «обрыв цепи», то еесть «контакт разомкнут».
• Активный режим: транзистор работает в схемах усилителей. В данном режиме его характеристика практически линейна. Между эмиттером и коллектором протекает ток, величина которого зависит от значения напряжения смещения (управления) между эмиттером и базой.
• Насыщение: работает при переключении. Между эмиттером и коллектором происходит практически «короткое замыкание» , то есть «контакт замкнут».
• Инверсный активный режим: как и в активном, ток транзистора пропорционален базовому току, но течет в обратном направлении. Используется очень редко.

В транзисторе NPN положительное напряжение подается на коллектор для создания тока от коллектора к эмиттеру. В PNP транзисторе положительное напряжение подается на эмиттер для создания тока от эмиттера к коллектору. В NPN ток течет от коллектора (К) к эмиттеру (Э):

А в PNP ток протекает от эмиттера к коллектору:

Ясно, что направления тока и полярности напряжения в PNP и NPN всегда противоположны друг другу. Транзисторы NPN требуют питания с положительной полярностью относительно общих клемм, а PNP транзисторы требуют отрицательного питания.

PNP и NPN работают почти одинаково, но их режимы отличаются из-за полярностей. Например, чтобы перевести NPN в режим насыщения, U_Б должно быть выше, чем U_К и U_Э. Ниже приводится краткое описание режимов работы в зависимости от их напряжения:

Основным принципом работы любого биполярного транзистора является управление током базы для регулирования протекающего тока между эмиттером и коллектором. Принцип работы NPN и PNP транзисторов один и тот же. Единственное различие заключается в полярности напряжений, подаваемых на их N-P-N и P-N-P переходы, то есть на эмиттер-базу-коллектор.

О транзисторах «на пальцах».

Часть 1. Биполярные транзисторы — radiohlam.ru

В этом цикле статей мы попытаемся просто и доходчиво рассказать о таких непростых компонентах, как транзисторы.

Сегодня этот полупроводниковый элемент встречается почти на всех печатных платах, в любом электронном устройстве (в сотовых телефонах, в радиоприёмниках, в компьютерах и другой электронике). Транзисторы являются основой для построения микросхем логики, памяти, микропроцессоров… Вот давайте и разберёмся, что это чудо из себя представляет, как работает и чем вызвана такая широта его применения.

Транзистор — это электронный компонент из полупроводникового материала, обычно с тремя выводами, позволяющий с помощью входного сигнала управлять током.

Многие считают, что транзистор усиливает входной сигнал. Спешу огорчить, — сами по себе, без внешнего источника питания, транзисторы ничего не усилят (закон сохранения энергии ещё никто не отменял). На транзисторе можно построить усилитель, но это лишь одно из его применений, и то, для получения усиленного сигнала нужна специальная схема, которая проектируется и рассчитывается под определённые условия, плюс обязательно источник питания.

Сам по себе транзистор может только управлять током.

Что нужно знать из самого важного? Транзисторы делятся на 2 большие группы: биполярные и полевые. Эти 2 группы отличаются по структуре и принципу действия, поэтому про каждую из этих групп мы поговорим отдельно.

Итак, первая группа — биполярные транзисторы.

Эти транзисторы состоят из трёх слоёв полупроводника и делятся по структуре на 2 типа: pnp и npn. Первый тип (pnp) иногда называют транзисторами прямой проводимости, а второй тип (npn) — транзисторами обратной проводимости.

Что означают эти буквы? Чем отличаются эти транзисторы? И почему именно двух проводимостей? Как обычно — истина где-то рядом. © Всё гениальное — просто. N — negative (англ.) — отрицательный. P — positive (англ.) — положительный. Это обозначение типов проводимостей полупроводниковых слоёв из которых транзистор состоит. «Положительный» — слой полупроводника с «дырочной» проводимостью (в нём основные носители заряда имеют положительный знак), «отрицательный» — слой полупроводника с «электронной» проводимостью (в нём основные носители заряда имеют
отрицательный знак).

Структура и обозначение биполярных транзисторов на схемах показаны на рисунке справа. У каждого вывода имеется своё название. Э — эмиттер, К — коллектор, Б — база. Как на схеме узнать базовый вывод? Легко. Он обозначается площадкой, в которую упираются коллектор и эмиттер. А как узнать эмиттер? Тоже легко, — это вывод со стрелочкой. Оставшийся вывод — это коллектор. Стрелочка на эмиттере всегда показывает направление тока. Соответственно, для npn транзисторов — ток втекает через коллектор и базу, а вытекает из эмиттера, для pnp транзисторов наоборот, — ток втекает через эмиттер, а вытекает через коллектор и базу.

Тонем в теории глубже… Три слоя полупроводника образуют в транзисторе два pn-перехода. Один — между эмиттером и базой, его обычно называют эмиттерный, второй — между коллектором и базой, его обычно называют коллекторный.

На каждом из двух pn-переходов может быть прямое или обратное смещение, поэтому в работе транзистора выделяют четыре основных режима, в зависимости от смещения pn-переходов (помним да, что если на стороне с проводимостью p-типа напряжение больше, чем на стороне с проводимостью n-типа, то это прямое смещение pn-перехода, если всё наоборот, то обратное).

Ниже, на рисунках, иллюстрирующих каждый режим, стрелочками показано направление от большего напряжения к меньшему (это не направление тока!). Так легче ориентироваться: если стрелочка направлена от «p» к «n» — это прямое смещение pn-перехода, если от «n» к «p» — это обратное смещение.

Режимы работы биполярного транзистора:

1) Если на эмиттерном pn-переходе прямое смещение, а на коллекторном — обратное, то транзистор находится в нормальном активном режиме (иногда говорят просто: «активный режим», — опуская слово нормальный). В этом режиме ток коллектора зависит от тока базы и связан с ним следующим соотношением: Iк=Iб*β. Активный режим используется при построении транзисторных усилителей.

2) Если на обоих переходах прямое смещение — транзистор находится в режиме насыщения. При этом ток коллектора перестаёт зависеть от тока базы в соответствии с указанной выше формулой (в которой был коэффициент β), он перестаёт увеличиваться, даже если продолжать увеличивать ток базы. В этом случае говорят, что транзистор полностью открыт или просто открыт. Чем глубже мы уходим в область насыщения — тем больше ломается зависимость Iк=Iб*β. Внешне это выглядит так, как будто коэффициент β уменьшается. Ещё скажу, что есть такое понятие, как коэффициент насыщения. Он определяется как отношение реального тока базы (того, который у вас есть в данный момент) к току базы в пограничном состоянии между активным режимом и насыщением.

3) Если у нас на обоих переходах обратное смещение — транзистор находится в режиме отсечки. При этом ток через него не течёт (за исключением очень маленьких токов утечки — обратных токов через pn-переходы). В этом случае говорят, что транзистор полностью закрыт или просто закрыт. Режимы насыщения и отсечки используются при построении транзисторных ключей.

4) Если на эмиттерном переходе обратное смещение, а на коллекторном — прямое, то транзистор попадает в инверсный активный режим. Этот режим является довольно экзотическим и используется редко. Несмотря на то, что на наших рисунках эмиттер не отличается от коллектора и по сути они должны быть равнозначны (посмотрите ещё раз на самый верхний рисунок, — на первый взгляд ничего не изменится, если поменять местами коллектор и эмиттер), на самом деле у них есть конструктивные отличия (например в размерах) и равнозначными они не являются. Именно из-за этой неравнозначности и существует разделение на «нормальный активный режим» и «инверсный активный режим».

Иногда ещё выделяют пятый, так называемый, «барьерный режим». В этом случае база транзистора закорочена с коллектором. По сути правильнее было бы говорить не о каком-то особом режиме, а об особом способе включения. Режим тут вполне обычный — близкий к пограничному состоянию между активным режимом и насыщением. Его можно получить и не только закорачивая базу с коллектором. В данном конкретном случае вся фишка в том, что при таком способе включения, как бы мы не меняли напряжение питания или нагрузку — транзистор всё равно останется в этом самом пограничном режиме. То есть транзистор в этом случае будет эквивалентен диоду.

Итак, c теорией пока закончили. Едем дальше.

Биполярный транзистор управляется током. То есть, для того, чтобы между коллектором и эмиттером мог протекать ток (по другому говоря, чтобы транзистор открылся), — должен протекать ток между эмиттером и базой (или между коллектором и базой — для инверсного режима). Более того, величина тока базы и максимально возможного тока через коллектор (при таком токе базы) связаны постоянным коэффициентом β (коэффициент передачи тока базы): I_Б*β=I_K.

Кроме параметра β используется ещё один коэффициент: коэффициент передачи эмиттерного тока (α). Он равен отношению тока коллектора к току эмиттера: α=Iк/Iэ. Значение этого коэффициента обычно близко к единице (чем ближе к единице — тем лучше). Коэффициенты α и β связаны между собой следующим соотношением: β=α/(1-α).

В отечественных справочниках часто вместо коэффициента β указывают коэффициент h_21Э (коэффициент усиления по току в схеме с общим эмиттером), в забугорной литературе иногда вместо β можно встретить h_FE. Ничего страшного, обычно можно считать, что все эти коэффициенты равны, а называют их зачастую просто «коэффициент усиления транзистора».

Что нам это даёт и зачем нам это надо? На рисунке слева изображены простейшие схемы. Они эквивалентны, но построены с участием транзисторов разных проводимостей. Также присутствуют: нагрузка, в виде лампочки накаливания, переменный резистор и постоянный резистор.

Смотрим на левую схему. Что там происходит? Представим себе, что ползунок переменного резистора в верхнем положении. При этом на базе транзистора напряжение равно напряжению на эмиттере, ток базы равен нулю, следовательно ток коллектора тоже равен нулю (I_К=β*I_Б) — транзистор закрыт, лампа не светится. Начинаем опускать ползунок вниз
— напряжение на нём начинает опускаться ниже, чем на эмиттере — появляется ток из эмиттера в базу (ток базы) и одновременно с этим — ток из эмиттера в коллектор (транзистор начнёт открываться). Лампа начинает светиться, но не в полный накал.

Чем ниже мы будем перемещать ползунок переменного резистора — тем ярче будет гореть лампа.

И тут, внимание! Если мы начнём перемещать ползунок переменного резистора вверх — то транзистор начнёт закрываться, а токи из эмиттера в базу и из эмиттера в коллектор — начнут уменьшаться. На правой схеме всё то же самое, только с транзистором другой проводимости.

Рассмотренный режим работы транзистора как раз является активным. В чём суть? Ток управляет током? Именно, но фишка в том, что коэффициент β может измеряться десятками и
даже сотнями. То есть для того, чтобы сильно менять ток, протекающий из эмиттера в коллектор, нам достаточно лишь чуть-чуть изменять ток, протекающий из эмиттера в базу.

В активном режиме транзистор (с соответствующей обвязкой) используется в качестве усилителя.

Мы устали… отдохнём немного…

И снова вперёд!

Теперь разберёмся с работой транзистора в качестве ключа. Смотрим на левую схему. Пусть переключатель S будет замкнут в положении 1. При этом база транзистора через резистор R притянута к плюсу питания, поэтому ток между эмиттером и базой отсутствует и транзистор закрыт. Представим, что мы перевели переключатель S в положение 2. Напряжение на базе становится меньше, чем на эмиттере, — появляется ток между эмиттером и базой (его величина определяется сопротивлением R). Сразу возникает ток КЭ. Транзистор открывается, лампа загорается. Если мы снова вернём переключатель S в положение 1 — транзистор закроется, лампа погаснет. (на правой схеме всё то же самое, только транзистор другой проводимости)

В этом случае говорят, что транзистор работает в качестве ключа. В чём суть? Транзистор переключается между двумя состояниями — открытым и закрытым. Обычно при использовании транзистора в качестве ключа — стараются, чтобы в открытом состоянии транзистор был близок к насыщению (при этом падение напряжения между коллектором и эмиттером, а значит и потери на транзисторе, — минимальны).Для этого специальным образом рассчитывают ограничительный резистор в цепи базы. Состояний глубокого насыщения и глубокой отсечки обычно стараются избежать, потому что в этом случае увеличивается время переключения ключа из одного состояния в другое.

Небольшой пример расчётов. Представим себе, что мы управляем лампой накаливания 12В, 50мА через транзистор. Транзистор у нас работает в качестве ключа, поэтому в открытом состоянии должен быть близок к насыщению. Падение напряжения между коллектором и эмиттером учитывать не будем, поскольку для режима насыщения оно на порядок меньше напряжения питания. Так как через лампу течёт ток 50 мА, то нам нужно выбрать транзистор с максимальным током КЭ не менее 62,5 мА (обычно рекомендуют использовать компоненты на 75% от их максимальных параметров, это такой своеобразный запас). Открываем справочник и ищем подходящий p-n-p транзистор. Например КТ361. В нашем случае по току подходят с буквенными индексами «а, б, в, г», так как максимальное напряжение КЭ у них 20В, а у нас в задаче всего 12В.

Предположим, что использовать будем КТ361А, с коэффициентом усиления от 20 до 90. Так как нам нужно, чтобы транзистор гарантированно открылся полностью, — в расчёте будем использовать минимальный Кус=20. Теперь думаем. Какой минимальный ток должен течь между эмиттером и базой, чтобы через КЭ обеспечить ток 50 мА?

50 мА/ 20 раз = 2,5 мА

Токоограничивающий резистор какого номинала нужно поставить, чтобы пустить через БЭ ток 2,5 мА?

Тут всё просто. Закон Ома: I=U/R. Следовательно R=(12 В питания — 0,65 В потери на pn-переходе БЭ) / 0,0025 А = 4540 Ом. Так как 2,5 мА — это минимальный ток, который в нашем случае должен протекать из эмиттера в базу, то нужно выбрать из стандартного ряда ближайший резистор меньшего сопротивления. Например, с 5% отклонением это будет резистор 4,3 кОм.

Теперь о токе. Для зажигания лампы с номинальным током 50 мА нам нужно коммутировать ток всего 2,5 мА. И это при использовании ширпотребовского, копеечного транзистора, с низким Кус, разработанного 40 лет назад. Чувствуете разницу? Насколько можно уменьшить габариты выключателей (а значит и их стоимость) при использовании транзисторов.

Вернёмся опять к теории.

В рассмотренных выше примерах мы использовали только одну из схем включения транзистора. Всего же, в зависимости от того, куда мы подаём управляющий сигнал и откуда снимаем выходной сигнал (от того, какой электрод для этих сигналов является общим) выделяют 3 основных схемы включения биполярных транзисторов (ну, логично, да? — у транзистора 3 вывода, значит если делить схемы по принципу, что один из выводов общий, то всего может быть 3 схемы):

1) Схема с общим эмиттером.

Если считать, что входной ток — это ток базы, входное напряжение — это напряжение на переходе БЭ, выходной ток — ток коллектора и выходное напряжение — это напряжение между коллектором и эмиттером, то можно записать, что: Iвых/Iвх=Iк/Iб=β , Rвх=Uбэ/Iб.

Кроме того, так как Uвых=Eпит-Iк*R, то видно, что, во-первых, выходное напряжение легко можно сделать гораздо выше входного, а во-вторых, что выходное напряжение инвертировано по отношению ко входному (когда Uбэ=Uвх увеличивается и входной ток растёт — выходной ток также растёт, но Uкэ=Uвых при этом уменьшается).

Такая схема включения (для краткости её обозначают ОЭ) является наиболее распространённой, поскольку позволяет усилить как ток, так и напряжение, то есть позволяет получить максимальное усиление мощности. Замечу, что эта дополнительная мощность у усиленного сигнала берётся не из воздуха и не от самого транзистора, а от источника питания (Eпит), без которого транзистор ничего не сможет усилить и вообще никакого тока в выходной цепи не будет. (Я думаю, — мы позже, в отдельной статье, про то, как именно работают транзисторные усилители и как их рассчитывать, подробнее напишем).

2) Схема с общей базой.

Здесь входной ток — это ток эмиттера, входное напряжение — это напряжение на переходе БЭ, выходной ток — ток коллектора, а выходное напряжение — это напряжение на включенной в цепь коллектора нагрузке. Для этой схемы: Iвых≈Iвх, т.к. Iк≈Iэ, Rвх=Uбэ/Iэ.

Такая схема (ОБ) усиливает только напряжение и не усиливает ток. Сигнал в данном случае по фазе не сдвигается.

3) Схема с общим коллектором (эмиттерный повторитель).

Здесь входной ток — это ток базы, а входное напряжение подключено к переходу БЭ транзистора и нагрузке, выходной ток — ток эмиттера, а выходное напряжение — это напряжение на включенной в цепь эмиттера нагрузке. Для этой схемы: Iвых/Iвх=Iэ/Iб=(I_К+I_Б)/I_Б=β+1, т.к. обычно коэффициент β достаточно большой, то иногда считают Iвых/Iвх≈β. Rвх=Uбэ/Iб+R. Uвых/Uвх=(Uбэ+Uвых)/Uвых≈1.

Как видим, такая схема (ОК) усиливает ток и не усиливает напряжение. Сигнал в данном случае по фазе не сдвигается. Кроме того, данная схема имеет самое большое входное сопротивление.

Оранжевыми стрелками на приведённых выше схемах показаны контура протекания токов, создаваемых источником питания выходной цепи (Епит) и самим входным сигналом (Uвх). Как видите, в схеме с ОБ ток, создаваемый Eпит, протекает не только через транзистор, но и через источник усиливаемого сигнала, а в схеме с ОК, наоборот, — ток, создаваемый входным сигналом, протекает не только через транзистор, но и через нагрузку (по этим приметам можно легко отличить одну схему включения от другой).

Ну и на последок поговорим о том, как проверить биполярный транзистор на исправность. В большинстве случаев о исправности транзистора можно судить по состоянию pn-переходов. Если рассматривать эти pn-переходы независимо друг от друга, то транзистор можно представить как совокупность двух диодов (как на рисунке слева). В общем-то взаимное влияние pn-переходов и делает транзистор транзистором, но при проверке можно с этим взаимным влиянием не считаться, поскольку напряжение к выводам транзистора мы прикладываем попарно (к двум выводам из трёх). Соответственно, проверить эти pn-переходы можно обычным мультиметром в режиме проверки диодов. При подключении красного щупа (+) к катоду диода, а чёрного к аноду — pn-переход будет закрыт (мультиметр показывает бесконечно большое сопротивление), если поменять щупы местами — pn-переход будет открыт (мультиметр показывает падение напряжения на открытом pn-переходе, обычно 0,6-0,8 В). При подключении щупов между коллектором и эмиттером мультиметр будет показывать бесконечно большое сопротивление, независимо от того какой щуп подключен к коллектору, а какой к эмиттеру.

Продолжение следует…

Транзистор биполярный, описание транзисторов, функция транзистора, npn-транзистор, pnp-транзистор, типы транзисторов

Описание транзисторов

Описание транзисторов удобно начать с описания функции, которую они выполняют. Основная функция биполярного транзистора — усиливать ток и напряжение. Например, они могут усиливать слаботочные выходные сигналы интегральных микросхем таким образом, чтобы ими можно было управлять лампой, реле и т.д. Во многих схемах транзистор служит для преобразования изменяющегося тока в изменяющееся напряжение. Т.е. транзистор работает как усилитель напряжения.

Транзистор может работать как ключ (либо полностью открыт и через него может течь максимально возожный ток, либо полностью закрыт и ток через него не течёт) или как усилитель (всегда частично открыт)

npn-транзистор, pnp-транзистор

Существуют следующие типы транзисторов: npn и pnp с различным обозначением на схемах. Буквы, обозначающие выводы транзистора, относятся к слоям полупроводника, из которого сделан транзистор. Большинство биполярных транзисторов, используемых сегодня, являются npn-транзисторами потому, что они самые простые в производстве из кремния. Если Вы новичок в электронике, лучше всего начинать изучение с npn-транзисторов.

Пожалуй, одним из самых известных отечественных транзисторов структуры npn является транзистор КТ315, а структуры pnp — транзистор КТ361.

Выводы биполярного транзистора обозначаются следующими буквами: B — (база), C — (коллектор), E — (эмиттер), в русском варианте, соответсвенно Б, К и Э. Эти термины относятся к внутренней организации транзистора, но не помогают понять, как транзистор работает. Поэтому, просто запомните их.

В добавление к pnp-транзисторам и npn-транзисторам (имеющим общее название — транзисторы биполярные) существуют полевые транзисторы, часто называемые FETs. Они имеют другое схематическое обозначение и характеристики.

NPN, PNP без выпаивания с платы

Ни одна современная схема не обходится без полупроводниковых приборов. Самый распространённый из них — транзистор и именно он часто выходит из строя. Тому причиной — перепады напряжения, которые есть в наших сетях, нагрузки и т. д. Рассмотрим два способа позволяющие проверить исправность транзистора при помощи мультиметра. 

Содержание статьи

Необходимый минимум сведений

Чтобы понять исправен биполярный транзистор или нет, нам необходимо знать хотя бы в самых общих чертах, как он устроен и работает. Это активный электронный компонент, который является полупроводниковым прибором. Есть два основных вида — NPN и PNP. Каждый из них имеет три электрода: база, эмиттер и коллектор.

Виды транзисторов и принцип работы

Коротко сформулировать принцип работы транзисторов можно таким образом, это управляемый электронный ключ. Он пропускает ток по направлению от коллектора к эмиттеру в случае NPN типа и от эмиттера к коллектору у PNP, при наличии напряжения на базе. Причём изменяя потенциал на базе, меняем степень «открытости» перехода, регулируя величину пропускаемого тока. То есть, если на базу подавать больший ток, имеем больший ток коллектор-эмиттер, уменьшим потенциал на базе, снизим ток, протекающий через транзистор.

Ещё важно знать, это то, что в обратном направлении ток течь не может. И неважно, есть потенциал на базе или нет. Он всегда течёт в направлении, на схеме указанном стрелкой. Собственно, это вся информация, которая нам нужна, чтобы знать как работает транзистор.

Цоколевка

У биполярных транзисторов средней и большой мощности цоколевка одинаковая в основном, слева направо — эмиттер, коллектор, база. У транзисторов малой мощности лучше проверять. Это важно, так как при определении работоспособности, эта информация нам понадобится.

Внешний вид биполярного транзистора средней мощности и его цоколевка

То есть, если вам необходимо определить рабочий или нет биполярный транзистор, нужно искать его цоколевку. Хотите убедиться или не знаете, где «лицо», то ищите информацию в справочнике или наберите на компьютере «имя» вашего полупроводникового прибора и добавьте слово «даташит». Это транслитерация с английского Datasheet, что переводится как «технические данные». По этому запросу вам в выдаче будет перечень характеристик прибора и его цоколёвка.

Как проверить транзистор мультиметром со встроенной функцией

Начнём с того, что есть мультиметры с функцией проверки работоспособности транзистора и определения коэффициента усиления. Их можно опознать по наличию характерного блока на лицевой панели. В ней есть гнездо под установку транзистора, круглая цветная пластиковая вставка с отверстиями под ножки полупроводникового прибора. Цвет вставки может быть любым, но обычно, он выделяется.

Первым делом переводим переключатель диапазонов (большую ручку) в соответствующее положение. Опознать режим можно по надписи — hFE. Перед тем как проверить транзистор мультиметром, определяемся с типом NPN или PNP.

Мультиметр с функцией проверки транзисторов

Далее рассматриваем разъёмы, в которые надо вставлять электроды. Они подписаны латинскими буквами: E — эмиттер, B — база, C — коллектор. В соответствии с надписями, ставим выводы полупроводникового элемента в гнёзда. Через несколько мгновений на экране высвечивается результат измерений, это коэффициент усиления транзистора. Если прибор неисправен, показаний не будет, транзистор неисправен.

Как видите, проверить рабочий транзистор или нет мультиметром со встроенной функцией проверки просто. Вот только в гнёзда нормально вставляются далеко не все электроды. Удобно устанавливать транзисторы с тонкими выводами S9014, S8550, КТ3107, КТ3102. У больших, надо пинцетом или плоскогубцами менять форму выводов, ну а транзистор на плате так не проверишь. В некоторых случаях проще проверить переходы транзистора в режиме прозвонки и определить его исправность.

Проверка на плате

Чтобы проверить транзистор мультиметром не выпаивая или нужен мультиметр с функцией прозвонки диодов. Переключатель переводим в это положение, подключение щупов стандартное: чёрный в общее звено (COM или со значком земли), красный — в среднее (гнездо для измерения сопротивления, тока, напряжения).

Как проверить транзистор мультиметром не выпаивая

Чтобы понять принцип проверки, надо вспомнить структуру биполярных транзисторов. Как уже говорили, они бывают двух типов: PNP и  NPN. То есть это три последовательные области с двумя переходами, объединёнными общей областью — базой.

Строение биполярного транзистора и как его можно представить, чтобы понять как его будем проверять

Условно, мы можем представить этот прибор как два диода. В случае с PNP типом они включены навстречу друг другу, у NPN — в зеркальном отражении. Это представление на картинке в правом столбике и ни в коем случае не отображает устройство этого полупроводникового прибора, но поясняет, что мы должны увидеть при прозвонке.

Проверка биполярного транзистора PNP типа

Итак, начнём с проверки биполярника PNP типа. Вот что у нас должно получиться:

• Если подать на базу плюс (красный щуп), на эмиттер или коллектор — минус (чёрный щуп), должно быть бесконечно большое сопротивление. В этом случае диоды закрыты (смотрим на эквивалентной схеме).
• Если подаём на базу минус (чёрный щуп), а на эмиттер или коллектор плюс (красный щуп), видим ток от 600 до 800 мВ. В этом случае получается, что переход открыт.

  Проверка биполярного PNP транзистора мультиметром

• Если щупами касаемся эмиттера и коллектора, показаний никаких нет, в обеих вариантах переходы оказываются запертыми.

Итак, PNP транзистор будет открыт только тогда, когда плюс подаётся на эмиттер или коллектор. Если во время испытаний есть хоть какие-то отклонения, элемент неработоспособен.

Тестируем исправность NPN транзистор

Как видим, в NPN приборе ситуация будет другой. Практически она диаметрально противоположна:

• Если подать на базу плюс (красный щуп), а на эмиттер или коллектор минус, переход будет открыт, на экране высветятся показания — от 600 до 800 мВ.
• Если поменять местами щупы: плюс на коллектор или эмиттер, минус на базу — переходы заперты, тока нет.
• При прикосновении щупами к эмиттеру и коллектору тока по-прежнему быть не должно.

 

Проверка работоспособности биполярного NPN транзистора мультиметром

Как видим, этот прибор работает в противоположном направлении. Для того чтобы понять, рабочий транзистор или нет, необходимо знать его тип. Только так можем проверить транзистор мультиметром не выпаивая его с платы.

И ещё раз обращаем ваше внимание, картинки с диодами никак не отображают устройство этого полупроводникового прибора. Они нужны только для понимания того, что мы должны увидеть при проверке переходов. Так проще запомнить, и понимать показания на экране мультиметра.

Как определить базу, коллектор и эмиттер

Иногда бывают ситуации, когда нет под рукой справочника и возможности найти цоколёвку в интернете, а надпись на корпусе транзистора стала нечитаемой. Тогда, пользуясь схемами с диодами, можно опытным путём найти базу и определить тип прибора.

Строение биполярного транзистора и как его можно представить чтобы понять как его будем проверять

Путём перебора ищем положение щупов, при котором «звонятся» все три электрода. Тот вывод, относительно которого появляются показания на двух других и будет базой. Потому, плюс или минус подан на базу определяем тип, PNP или NPN. Если на базу подаём плюс — это NPN тип, если минус — это PNP.

Чтобы определить, где эмиттер,а где коллектор, надо сравнить показания мультиметра при измерении. На эмиттере ток всегда больше. Так и найдём опытным путём базу, эмиттер и коллектор.

Принцип работы биполярного транзистора

В свое время транзисторы пришли на смену электронным лампах. Это произошло благодаря тому, что они имеют меньшие габариты, высокую надежность и менее затратную стоимость производства. Сейчас, биполярные транзисторы являются основными элементами во всех усилительных схемах.

Биполярный транзистор представляет собой полупроводниковый элемент, имеющий трехслойную структуру, которая образует два электронно-дырочных перехода. Поэтому транзистор можно представить в виде двух встречно включенных диода. В зависимости от того, что будет являться основными носителями заряда, различают p-n-p и n-p-n транзисторы.  

 

База – слой полупроводника, который является основой конструкции транзистора.

Эмиттером называется слой полупроводника, функция которого инжектирование носителей заряда в слой базы.

Коллектором называется слой полупроводника, функция которого собирать носители заряда прошедшие через базовый слой.

Как правило, эмиттер содержит намного большее количество основных зарядов, чем база. Это основное условие работы транзистора, потому что в этом случае, при прямом смещении эмиттерного перехода, ток будет обуславливаться основными носителями эмиттера. Эмиттер сможет осуществлять свою главную функцию – впрыск носителей в слой базы. Обратный ток эмиттера обычно стараются сделать как можно меньше. Увеличение основных носителей эмиттера достигается с помощью высокой концентрации примеси.

Базу делают как можно более тонкой. Это связано с временем жизни зарядов. Носители зарядов должны пересекать базу и как можно меньше рекомбинировать с основными носителями базы, для того чтобы достигнуть коллектора.

Для того чтобы коллектор мог наиболее полнее собирать носители прошедшие через базу его стараются сделать шире.

 

Принцип работы транзистора

Рассмотрим на примере p-n-p транзистора.

 

В отсутствие внешних напряжений, между слоями устанавливается разность потенциалов. На переходах устанавливаются потенциальные барьеры. Причем, если количество дырок в эмиттере и коллекторе одинаковое, тогда и потенциальные барьеры будут одинаковой ширины.

Для того чтобы транзистор работал правильно, эмиттерный переход должен быть смещен в прямом направлении, а коллекторный в обратном. Это будет соответствовать активному режиму работы транзистора. Для того чтобы осуществить такое подключение, необходимы два источника. Источник с напряжением Uэ подключается положительным полюсом  к эмиттеру, а отрицательным к базе. Источник с напряжением Uк подключается отрицательным полюсом к коллектору, а положительным к базе. Причем Uэ < Uк. 

Под действием напряжения Uэ, эмиттерный переход смещается в прямом направлении. Как известно, при прямом смещении электронно-дырочного перехода, внешнее поле направлено противоположно полю перехода и поэтому уменьшает его.  Через переход начинают проходить основные носители, в эмиттере это дырки 1-5, а в базе электроны 7-8. А так как количество дырок в эмиттере больше, чем электронов в базе, то эмиттерный ток обусловлен в основном ими.

Эмиттерный ток представляет собой сумму дырочной составляющей эмиттерного тока и электронной составляющей базы. 

Так как полезной является только дырочная составляющая, то электронную стараются сделать как можно меньше. Качественной характеристикой эмиттерного перехода является коэффициент инжекции. 

Коэффициент инжекции стараются приблизить к 1.

Дырки 1-5 перешедшие в базу скапливаются на границе эмиттерного перехода. Таким образом, создается высокая концентрация дырок возле эмиттерного и низкая концентрация возле коллекторного перехода, в следствии чего начинается диффузионное движение дырок от эмиттерного к коллекторному переходу. Но вблизи коллекторного перехода концентрация дырок остается равной нулю, потому что как только дырки достигают перехода, они ускоряются его внутренним полем и экстрагируются (втягиваются) в коллектор. Электроны же, отталкиваются этим полем.

Пока дырки пересекают базовый слой они рекомбинируют с электронами находящимися там, например, как дырка 5 и электрон 6. А так как дырки  поступают постоянно, они создают избыточный положительный заряд, поэтому, должны поступать и электроны, которые втягиваются через вывод базы и образуют базовый ток Iбр. Это важное условие работы транзистора – концентрация дырок в базе должна быть приблизительно равна концентрации электронов. Другими словами должна обеспечиваться электронейтральность базы.

Количество дырок дошедших до коллектора, меньше количество дырок вышедших из эмиттера на величину рекомбинировавших дырок в базе. То есть, ток коллектора отличается от тока эмиттера на величину тока базы. 

Отсюда появляется коэффициент переноса носителей, который также стараются приблизить к 1. 

Коллекторный ток транзистора состоит из дырочной составляющей Iкр и обратного тока коллектора. 

Обратный ток коллектора возникает в результате  обратного смещения коллекторного перехода, поэтому он состоит из неосновных носителей дырки 9 и электрона 10. Именно потому, что обратный ток образован неосновными носителями, он зависит только от процесса термогенерации, то есть от температуры. Поэтому его часто называют тепловым током.

От величины теплового тока зависит качество транзистора, чем он меньше, тем транзистор качественнее.

Коллекторный ток связан с эмиттерным коэффициентом передачи тока. 

Токи в транзисторе можно представить следующим образом

 

Основное соотношение для токов транзистора 

Ток коллектора можно выразить как 

Из вышесказанного можно сделать вывод, что изменяя ток в цепи база – эмиттер, мы можем управлять выходным током коллектора. Причем незначительное изменение тока базы, вызывает значительное изменение тока коллектора.

 

Просмотров:

Биполярные транзисторы. Назначение, виды, характеристики

Транзисторы предназначены  для решения задач усиления  и переключения электрических сигналов. Время бурного развития транзисторов –  50 –  80 годы прошлого столетия. В настоящее время следует признать, что транзисторы как отдельные компоненты используются в схемах не так часто. Массово они применяются только внутри интегральных схем.

Различают  транзисторы  двух  видов:  биполярные  и  униполярные  (полевые).

В  биполярных транзисторах  в создании токов участвуют как электроны (отрицательно  заряженные  частицы),  так  и  дырки  (положительно  заряженные частицы). Отсюда название вида транзисторов.

Биполярные транзисторы устроены сложнее полупроводниковых диодов, они имеют два pn-перехода и три вывода,  называемых  база,  эмиттер  и  коллектор.  Различают  два  вида  БТ:  NPN и PNP.

Устройство, особенности и схемотехнику  будем рассматривать на при-мере  NPN-транзисторов  –  наиболее  используемых  в  современной  практике, для  PNP-транзисторов рассуждения аналогичны и различия заключаются толь-ко в подключении питающих напряжений.

Устройство и принцип действия биполярных транзисторов

Устройство и принцип действия  NPN-транзисторов  показаны  на  рисунке 2.19.

NPN-транзистор  имеет  три  микроэлектронные  области:  две  –  с  N-проводимостью и одну  –  с  P  –  проводимостью. Каждая область имеет вывод с указанными на рисунке названиями.

Структуру  NPN-БТ можно также представить в уже более понятных обозначениях: как два диода, соединённых анодами в области базы.

На рисунке  2.20   показан наиболее распространённый способ использования биполярных транзисторов, когда на базу и коллектор подаются положительные (+) потенциалы  по отношению  к  эмиттеру.  При  этом  положительный  потенциал  коллектора выше потенциала базы!  Другими словами, коллекторный  pn-переход  смещён в обратном направлении  (смотрите,  коллекторный диод формально  закрыт), а базовый – в прямом.

При этом если в базу задать ток, то в силу структурной особенности кристалла  биполярного транзистора,  этот  базовый  ток  Iб будет  «подсасывать»  из  коллекторной  области электроны и формировать коллекторный ток

Iк= β_*I_б ,  (2.7)

где β> 1 называется коэффициентом усиления тока базы.

Типовые паспортные значения β = 20÷500. Ток эмиттера, таким образом, в соответствии с первым законом Кирхгофа

Iэ = (β +1)_*Iб   (2.8)

Линейный режим работы биполярных транзисторов

В линейном режиме работы биполярный транзистор усиливает входные сигналы.

Простейшие транзисторные схемы, с помощью которых можно усиливать малые напряжения  показаны на рисунке 2.21.  Схемы  такой конфигурации  принято называть схемами (каскадами) с общим эмиттером (схемы ОЭ), т.к. один из выводов БТ  –  эмиттер,  используется для  формирования как входного, так и выходного сигнала  –  является общим для них.  Поясним работу такого усилителя.

Пусть  усиливаемый  сигнал  –  переменное  синусоидальное  напряжение, которое  подаётся  на  вход  схемы  общего эмиттера.  Усиленный  сигнал  снимается  с  выхода схемы ОЭ.  Усиленный сигнал имеет ту же форму синусоиды, но следует в противофазе с входным: когда входная синусоида возрастает, выходная синусоида спадает.

Основная  характеристика  усилителя  –  коэффициент  усиления  входного напряжения, который рассчитывается как

К_ус=ΔU_вых/ΔU_вх ≈ R₂/r_э,   (2.9)

где  r_э  –  сопротивление  эмиттера.  Сопротивление  эмиттера  можно  подсчитать по формуле:

r_э= ϕ_т/I_э = k_*T/q_*I_э ≈ k_*T/q_*I_к,    (2.10)

где  k — постоянная Больцмана,

Т – температура в кельвинах,

q – заряд электрона.

При температуре +25ºС (300 К) ϕт = 26 мВ.

Примечания

1. Существует графический  способ  оценки  r_э.  Для  этого  требуется  знание  входной вольт-амперной характеристики выбранного биполярного транзистора;
2. Коэффициент усиления сигнала по напряжению, как видно из формулы, зависит от температуры. В том случае, когда диапазон работы усилительной схемы широк, применяют чуть более сложные модификации схемы объединенных эмиттеров, более устойчивые к изменению температуры.

Следует иметь в виду, что выражение для  К_ус приблизительное и оно будет тем более справедливо, чем больше β, хорошо, если β >100.

Расчёт схемы ОЭ по постоянному току

На этом этапе нам необходимо рассчитать значения  R1и  R2, которые  задают  режим по постоянному току, а  R2кроме  того входит в выражение для К_ус.

Работа биполярного транзистора описывается входными и выходными характеристиками (показано  на  рисунке  2.22).  Входная  характеристика  I_б=ʄ(U_э),  как  и  следовало  ожидать,  аналогична  характеристике  п/п  диода.  Однако  у  транзистора  поведение этой  характеристики  зависит  (несильно)  ещё  и  от  напряжения  U_кэ.  Поэтому  в технических  описаниях  на  выбранный  транзистор  даются  семейства  входных характеристик, где параметром является  U_кэ. Выходная характеристика ‒ также семейство зависимостей типа I_к= ʄ (U_кэ), параметром для которых является базовый ток I_б.

Оба семейства имеют принципиально нелинейное поведение, однако, это не мешает их использовать для режима линейного усиления. Для этого надо построить  нагрузочную прямую  на выходном семействе,  рассчитать положение на ней рабочей точки (РТ) и определить из графика начальный ток базы.

Нагрузочная прямая строится, как и раньше для диода, между двумя аналогичными точками: 

I_к=  E_пит/R₂  и  U_кэ=Е_пит. В нашем расчёте  мы задались  значениями  Епит=15 В и  I_к =  E_пит/R₂  =30 мА. Тогда  R2=15/0,03 = 500 Ом. Строим прямую и выбираем положение РТ  –  это середина  линейного участка    (показано  на  рисунке  2.22). Линейным участком  будем называть участок нагрузочной прямой  между  напряжением  насыщения  и  напряжением  отсечки.  Параметры РТ в нашем примере соответствуют следующим значениям (показано  на рисунке 2.23): 

U_кэ.рт  ≈ 7 В,  I_к.рт  ≈ 16 мА,  I_б.рт ≈ 0,3 мА.

Далее: выбираем из семейства входных ту характеристику, которая соответствует найденному значению U_кэ≈ 7,0 В, задаём I_б = 0,3 мА, и определяем U_бэ≈ 0,65 В. Строим актуальный участок входной нагрузочной прямой и рассчитываем R₁= (15-0,65) В/ 0,3 мА = 45 кОм.

Примечание   –  На практике расчёт проводиться несколько сложнее.

Рассчитаем коэффициент усиления каскада при t°=25 °С.

К_ус = I_э R₂/ ϕ_т = 16 мА × 500 Ом/ 26 мВ ≈ 308.

Важно  теперь  проверить:  не  превышает  ли  мощность,  рассеиваемая  на коллекторе, номинальное паспортное значение выбранного биполярного транзистора.

Расчёт ведётся в рабочей точке:  U_кэ.рт  ×I_к.рт  = 7 В×16 мА=112 мВт. Это значение постоянно и не меняется в режиме усиления входного сигнала, когда напряжения и токи коллектора меняются в широком диапазоне. Это объясняется тем, что напряжение и ток коллектора меняются в этой схеме в  противофазе: когда ток увеличивается, напряжения уменьшается, и наоборот.

Расчёт схемы ОЭ по переменному току

Пример формирования выходных сигналов схемы с ОЭ под воздействием изменения тока базы показан на рисунке 2.23. Под воздействием синусоидально изменяющегося тока базы (синусоида, изображённая пунктиром)  РТ смещается вдоль нагрузочной прямой  сначала вверх до своего максимума, а затем вниз до своего минимума.

По рисунку видим, что при изменении тока базы в диапазоне  от  0,05  до 0,55  мА  с  амплитудой  (0,55-0,05)/2  =  250  мкА,  ток  коллектора  изменяется  в диапазоне примерно от 3 мА до 29 мА с амплитудой (29-3)/2 =  13 мА. Имеем отсюда следующее значение коэффициента усиления по току:

К_i= 13 000/250 = 52

Напряжение коллектора изменяется в диапазоне примерно от 0,5 В до 13 В с амплитудой (13-0,5)/2 = 6,25 В. Ещё раз подчеркнём, что изменение напряжения коллектора осуществляется в противофазе  с изменением входного (усиливаемого) тока: при увеличении тока базы увеличивается коллекторный ток и уменьшается коллекторное напряжение!

Пока мы ничего не говорили о конденсаторах  С1и  С2.  Это  так называемые    разделительные конденсаторы. Они не пропускают  постоянные составляющие усиливаемых напряжений  и пропускают только переменные. Их значения  должны  быть  достаточно  большими:  чем  больше  значения  ёмкостей,  тем меньше  ʄ_н –  минимальная  усиливаемая  частота.  Обычно  эти  конденсаторы имеют значения от 1 до 100 мкФ.

Ключевой режим работы биполярных транзисторов

Смотрим на выходные характеристики БТ.  При  подаче большого тока  в базу (>0,3 мА) напряжение  U_кэ уменьшается до своего минимального значения (типовое  значение  0,2  В).  Говорят  «транзистор  переходит  в  режим  насыщения».

С  другой  стороны,  если  в  базу  ток  не  подавать  (I_{б ~} 0),  то  коллекторный ток прерывается и напряжение на выходе каскада будет равно напряжению питания Е_пит ‒ биполярный транзистор будет находится в «режиме отсечки».

Собственно эти два состояния БТ и описывают  ключевой режим его работы:  ключ (транзистор) включён или выключен, нагрузка подключена к питанию или отключена. Простейшие  ключевые схемы  на БТ показаны на рисунке 2.24.  На  представленных  принципиальных  схемах  показано,  что  управление схемами осуществляется с помощью цифровых сигналов: логического нуля  («0»)и  логической единицы  («1»). В современной практике такие сигналы формируются чаще всего микроконтроллерами.

Обращаем внимание, что оба вида БТ используется в схемах с плюсовым (положительным) питанием (+Е_пит) и нагрузка  в обоих случаях расположена в коллекторной  цепи  БТ.  При  этом:  логическая  единица  в  одном  из  случаев (NPN-транзистор) замыкает ключ, а в другом (PNP-транзистор) – размыкает.

Условие замыкания ключа: I_{б  *}  β  >I_к.нас  ≈  Е_пит/R_нагр. Ток базы приближённо можно рассчитать для обоих случаев так: I_б= (Е_пит-0,6)/R₁.

Зная  напряжение  питания,  сопротивление  нагрузки  и  коэффициент  усиления тока базы β, можно рассчитать по указанным формулам R_1.

Конструктивные разновидности биполярных транзисторов

Конструктивные разновидности биполярных транзисторов показаны на рисунке 2.25.

Проверка работоспособности биполярных транзисторов

Многие  мультиметры  позволяют  измерять  коэффициент  усиления  тока базы (β; h₂₁) транзисторов  с гибкими выводами.  На рисунке  2.26    показано типовое решение этой задачи. В специальный разъём, соблюдая указанный на лицевой панели порядок, подключается транзистор.  Значение  β  высвечивается на дисплее.

Примечания 

1. NPN- и PNP-транзисторы имеют раздельные гнёзда для подключения.
2. Для обоих типов транзисторов предусмотрено по два гнезда для подключения эмиттера. Это связано с возможными конструктивными различиями в цоколёвках транзисторов.

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 h_fe (в английской литературе называется gain).

Например, если h_fe = 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 (h_fe).

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

В чем разница между PNP и NPN?

Что такое транзисторы PNP и NPN?

PNP и NPN — это транзисторы с биполярным переходом (BJT). Биполярные транзисторы изготовлены из легированных материалов и допускают усиление тока. Его можно настроить как PNP и NPN. Транзисторы PNP и NPN обеспечивают возможность усиления или переключения.

В чем разница между PNP и NPN?

Легко запомнить, что NPN означает «отрицательно-положительно-отрицательный», а PNP означает положительно-отрицательно-положительные транзисторы.Давайте подробнее рассмотрим, как работают транзисторы NPN и PNP.

Транзистор NPN включается, когда от базы транзистора к эмиттеру подается достаточный ток. Таким образом, база транзистора NPN должна быть подключена к положительному напряжению, а эмиттер — к отрицательному напряжению, чтобы ток протек в базу. Когда от базы к эмиттеру течет достаточно тока, транзистор включает направление тока от коллектора к эмиттеру, а не от базы транзистора к эмиттеру.Транзистор PNP работает наоборот. В транзисторе PNP ток обычно течет от эмиттера транзистора к базе, и когда от эмиттера к базе течет достаточно тока, транзистор включает, направляя ток от эмиттера к коллектору.

Вкратце, транзистору NPN требуется положительный ток от базы к эмиттеру, а PNP требует отрицательного тока к базе, но ток должен течь от базы к земле.

— базовый терминал; E — вывод эмиттера; C — вывод коллектора

Вот ссылка на видео ниже, которая может объяснить как работают транзисторы NPN и PNP подробнее:

PNP и NPN транзисторный выходной сигнал и нагрузка резистор

Различные оптические, индуктивные, емкостные и др.датчики имеют выходной сигнал, называемый PNP NO, PNP NC, NPN NO, NPN NC, все эти сигналы просто переключатели ВКЛ / ВЫКЛ, но вместо сухого контакта у нас установлен выходной транзистор. Транзистор имеет выходную полярность (в отличие от сухого контакта). Как понимать эти выходы:

PNP — (транзистор PNP) NO — нормально открытый, это означает, что на выходе нет напряжения, пока датчик не сработал (см. Рисунок, выходной разъем датчика PNP — № 4). При срабатывании датчика у нас будет +24 В на разъеме №2.4. Этот сигнал +24 В может быть подключен непосредственно к ПЛК или для любых других функций, таких как срабатывание реле, срабатывание сигнализации. Обычно ограничение тока в датчиках приближения составляет до 200 мА, поэтому на всех схемах показано, что выход подключается через резистор, на самом деле этот резистор встроен в ваш ПЛК, это может быть катушка вашего реле или индикаторная лампа. . Если мы подключим выход напрямую к GND (минусовой провод), у нас будет короткое замыкание, что означает, что ток будет расти и достигнет максимального тока источника питания.Таким образом, если у нас есть, например, источник питания 5A, короткое замыкание превысит предел тока датчика, и он будет поврежден.

Если у нас есть датчик NPN NC, это означает, что наш датчик оснащен транзистором NPN на выходе, а датчик нормально закрыт — это означает, что у нас есть выходной сигнал в высоком состоянии, в то время как датчик не срабатывает. Вместо заземления мы используем положительный кабель.

---

NPN и PNP транзистор: различия и их характеристики

Транзисторы PNP и NPN являются BJT и являются основным электрическим компонентом, используемым в различных электрических и электронных схемах для создания проектов.В работе транзисторов PNP и NPN в основном используются дырки и электроны. Эти транзисторы могут использоваться как усилители, переключатели и генераторы. В транзисторе PNP большинство носителей заряда представляют собой дырки, а большинство носителей заряда NPN — электроны. За исключением того, что полевые транзисторы имеют только один вид носителя заряда. Основное различие между транзисторами NPN и PNP заключается в том, что транзистор NPN получает питание, когда ток проходит через базовый вывод транзистора. В транзисторе NPN ток проходит от вывода коллектора к выводу эмиттера.Транзистор PNP включается, когда нет тока на клемме базы транзистора. В транзисторе PNP ток проходит от вывода эмиттера к выводу коллектора. В результате транзистор PNP включается сигналом низкого уровня, а транзистор NPN включается сигналом высокого уровня.

Разница между транзисторами NPN и PNP

Основное различие между транзисторами NPN и PNP заключается в том, что такое транзисторы PNP и NPN, их конструкция, работа и их применение.

Что такое транзистор PNP?

Термин «PNP» означает «положительный», «отрицательный», «положительный» и также известен как поиск источников. Транзистор PNP представляет собой BJT; в этом транзисторе буква «P» указывает полярность напряжения, необходимого для вывода эмиттера. Вторая буква «N» указывает полярность клеммы базы. В транзисторах такого типа большинство носителей заряда представляют собой дырки. В основном этот транзистор работает так же, как транзистор NPN.

Материалы, необходимые для изготовления выводов эмиттера (E), базы (B) и коллектора (C) в этом транзисторе, отличаются от материалов, используемых в транзисторе NPN.Выводы BC этого транзистора постоянно смещены в обратном направлении, тогда для вывода коллектора следует использовать напряжение –Ve. Следовательно, клемма базы PNP-транзистора должна быть -Ve по отношению к клемме эмиттера, а клемма коллектора должна быть -Ve, чем клемма базы

Конструкция

Конструкция PNP-транзистора показана ниже. Основные характеристики обоих транзисторов схожи, за исключением того, что смещение направлений тока и напряжения инвертируется для любой из достижимых 3-х конфигураций, а именно с общей базой, общим эмиттером и общим коллектором.

Конструкция транзистора PNP

Напряжение между VBE (базой и выводом эмиттера) составляет –Ve на выводе базы и + Ve на выводе эмиттера. Так как для этого транзистора вывод базы постоянно смещен на -Ve относительно вывода эмиттера. Также VBE положительный по отношению к коллектору VCE.

Источники напряжения, подключенные к этому транзистору, показаны на рисунке выше. Вывод эмиттера соединен с «Vcc» нагрузочным резистором «RL». Этот резистор останавливает прохождение тока через устройство, которое связано с выводом коллектора.

Базовое напряжение «VB» подключено к базовому резистору «RB», который смещен отрицательно по отношению к выводу эмиттера. Чтобы базовый ток протекал через PNP-транзистор, вывод базы транзистора должен быть более отрицательным, чем вывод базы, примерно на 0,7 В (или) a-Si устройства.

Основное различие между PNP и NPN транзисторами заключается в правильном смещении стыков транзисторов. Направления тока и полярности напряжения постоянно противоположны друг другу.

Что такое транзистор NPN?

Термин «NPN» означает «отрицательный», «положительный», «отрицательный», также известный как «опускание». NPN-транзистор — это BJT , в этом транзисторе начальная буква «N» обозначает отрицательно заряженное покрытие материала. Где «P» указывает полностью заряженный слой. Два транзистора имеют положительный слой, расположенный посередине двух отрицательных слоев. Как правило, транзистор NPN используется в различных электрических цепях для переключения и усиления сигналов, которые проходят через них.

NPN-транзистор включает в себя три клеммы, такие как база, эмиттер и коллектор. Эти три клеммы можно использовать для подключения транзистора к печатной плате. Когда через этот транзистор протекает ток, на его базовый вывод поступает электрический сигнал. Вывод коллектора создает на более сильный электрический ток , а вывод эмиттера превышает этот более сильный ток в цепи. В транзисторе PNP ток проходит через коллектор к выводу эмиттера.

Обычно используется транзистор NPN, потому что его очень просто сгенерировать. Для правильной работы NPN-транзистора он должен быть создан из полупроводникового объекта, который держит некоторый ток. Но не такое максимальное количество, как чрезвычайно проводящие материалы, такие как металл. Кремний — один из наиболее часто используемых в полупроводниках. Эти транзисторы — простые транзисторы, которые можно построить из кремния.

NPN-транзистор используется на печатной плате компьютера для преобразования информации в двоичный код, и эта процедура выполняется с помощью множества крошечных переключателей, включаемых и выключаемых на платах.Мощный электрический сигнал поворачивает выключатель, а отсутствие сигнала — выключение.

Конструкция

Конструкция NPN-транзистора показана ниже. Напряжение на базе транзистора составляет + Ve и –Ve на выводе эмиттера транзистора. Вывод базы транзистора всегда положительный по отношению к эмиттеру, а также подача напряжения коллектора составляет + Ve по отношению к выводу эмиттера транзистора. В этом транзисторе клемма коллектора связана с VCC через RL

NPN Конструкция транзистора

Этот резистор ограничивает ток, протекающий через самый высокий базовый ток.В транзисторе NPN поток электронов через базу представляет собой действие транзистора. Основная характеристика этого транзисторного действия — соединение между цепями i / p и o / p. Потому что усилительные свойства транзистора проистекают из результирующего управления, которое база использует на коллекторе для эмиттерного тока.

NPN-транзистор — это устройство, активируемое током. Когда транзистор включен, большой ток IC подается между выводами коллектора и эмиттера в транзисторе.Но это происходит только тогда, когда крошечный ток смещения «Ib» протекает через вывод базы транзистора. Это биполярный транзистор; ток — это отношение двух токов (Ic / Ib), называемое усилением постоянного тока устройства.

Указывается с помощью «hfe» или в наши дни beta. Значение бета может достигать 200 для типичных транзисторов. Когда NPN-транзистор используется в активной области, тогда базовый ток «Ib» дает i / p, а ток коллектора «IC» дает o / p. Коэффициент усиления по току NPN-транзистора от C к E называется альфа (Ic / Ie), и это предназначение самого транзистора.Поскольку Ie (ток эмиттера) является суммой крошечного тока базы и огромного тока коллектора. Значение альфа очень близко к единице, а для типичного маломощного сигнального транзистора значение находится в диапазоне от 0,950 до 0,999.

Символы транзисторов

Схематические символы для NPN и PNP транзисторов очень похожи. Основное отличие — это путь стрелки над выводом эмиттера. В транзисторе NPN символ стрелки указывает наружу, тогда как в транзисторе PNP символ стрелки указывает внутрь.

Символ транзистора PNP показан на рисунках выше, где стрелка показывает, что поток тока будет от вывода эмиттера к коллектору, тогда как в транзисторе NPN поток тока будет от коллектора к выводу эмиттера.

Транзисторы PNP и NPN

Что лучше NPN или PNP?

Оба транзистора, такие как NPN и PNP, являются BJT. Это устройства управления током, особенно используемые для усиления и переключения. Как правило, транзистор NPN в основном используется в схеме, так как в транзисторе NPN проводимость тока обусловлена ​​электронами, тогда как в PNP проводимость тока обеспечивается отверстиями.Когда электроны более подвижны, тогда проводимость NPN-транзистора высокая.

Термины NPN и PNP показывают напряжение, необходимое для трех выводов переходной транзисторной базы, эмиттера и коллектора. Эти два транзистора спроектированы из разных материалов, потому что текущая разработка в них также меняется. В некоторых случаях, как только на эмиттер подается напряжение, электроны будут течь через базу и, наконец, достигнут клеммы коллектора. Это происходит из-за того, что клеммы базы этих транзисторов очень тонкие, а также слегка легированы.

Транзистор NPN более предпочтителен по сравнению с PNP, потому что мы знаем, что в PNP дырки являются основными носителями заряда, тогда как в NPN электроны являются основными носителями заряда. Таким образом, подвижность дырок не ускоряется по сравнению с подвижностью электронов. В разных приложениях используются разные типы транзисторов, такие как PNP и NPN. Таким образом, дырки подвижны не так быстро, как электроны, поэтому NPN-транзистор более предпочтителен.

Разница между NPN и PNP-транзисторами

Одно из основных различий между этими двумя транзисторами состоит в том, что в NPN-транзисторе ток будет проходить между коллектором и выводом эмиттера, как только положительное питание подается на базовый вывод транзистор.В транзисторе PNP носитель заряда подает ток от вывода эмиттера к коллектору, как только отрицательное питание подается на вывод базы. Различия между NPN и PNP транзисторами в табличной форме различаются по разным факторам.

Разница между транзисторами NPN и PNP заключается в следующем.

Транзистор NPN	Транзистор PNP
В транзисторе NPN P-слой разделяет два слоя N-типа	In PNP-транзистор разделяет два слоя N-типа слои
NPN обозначает отрицательно-положительный и отрицательный	PNP обозначает положительный отрицательный и положительный
Поток тока в транзисторе NPN идет от клеммы коллектора к эмиттеру	вывод эмиттера к коллектору
Этот транзистор активируется, когда основные носители заряда, такие как электроны, входят в вывод базы	Этот транзистор активируется, когда основные носители заряда, такие как дыры, входят в вывод базы
Внутренний ток этого транзистора будет развиваться из-за изменения расположения электронов.	Внутренний ток этого транзистора будет развиваться из-за изменения расположения отверстий.
В этом транзисторе внешний ток может развиваться из-за потока дырок	В этом транзисторе внешний ток может возникать из-за потока электронов
Основными носителями заряда в транзисторе NPN являются электроны тогда как неосновные носители заряда — дырки.	Большинство носителей заряда в транзисторе PNP представляют собой дырки, тогда как неосновные носители заряда — электроны.
Низкий уровень сигнала заземления	Высокий уровень сигнала заземления
Слабые источники тока от вывода эмиттера к базе	Слабые источники тока от вывода базы к эмиттеру
В этом транзисторе, переход коллектор-база имеет обратное смещение	В этом транзисторе переход коллектор-база имеет обратное смещение
В этом транзисторе переход эмиттер-база смещен в прямом направлении	В этом транзисторе переход эмиттер-база смещен в прямом направлении
В этом транзисторе вывод коллектора является выводом положительного напряжения	В этом транзисторе выводом эмиттера является вывод положительного напряжения
Время переключения этого транзистора меньше	Время переключения этого транзистора меньше
Когда ток в базовом выводе уменьшается, этот переход r не работает через клемму коллектора и отключается.	Когда на клемме базы присутствует ток, этот транзистор выключается.

Ключевое различие между транзисторами NPN и PNP

Транзисторы PNP и NPN представляют собой трехконтактные устройства, изготовленные из легированных материалов, часто используемых в коммутационных и усилительных устройствах. В каждом биполярном транзисторе есть комбинация диодов с PN переходом. Когда подключена пара диодов, получается бутерброд. Это своего рода полупроводник посреди двух похожих типов.

Итак, есть только два вида биполярных сэндвичей, а именно PNP и NPN.В полупроводниковых устройствах NPN-транзистор обычно имеет высокую подвижность электронов, которая оценивается как подвижность дырки. Таким образом, он пропускает огромное количество тока и работает очень быстро. А также конструкция этого транзистора проста из кремния.

• Оба транзистора собраны из специальных материалов, и ток в этих транзисторах также разный.
• В транзисторе NPN текущий ток проходит от вывода коллектора к выводу эмиттера, тогда как в PNP поток тока проходит от вывода эмиттера к выводу коллектора.
• PNP-транзистор состоит из двух слоев материала P-типа со слоем между слоями N-типа. Транзистор NPN состоит из двух слоев материала N-типа со слоем, зажатым слоем P-типа.
• В NPN-транзисторе положительное напряжение устанавливается на клемму коллектора, чтобы генерировать ток от коллектора. Для транзистора PNP на выводе эмиттера устанавливается положительное напряжение, чтобы генерировать поток тока от вывода эмиттера к коллектору.
• Основной принцип работы NPN-транзистора заключается в том, что когда ток увеличивается до клеммы базы, затем транзистор включается, и он полностью работает от клеммы коллектора до клеммы эмиттера.
• Когда вы уменьшаете ток на базе, транзистор включается, и ток становится настолько низким. Транзистор больше не работает через вывод коллектора к выводу эмиттера и выключается.
• Основной принцип работы транзистора PNP — это когда ток присутствует на базе транзистора PNP, а затем транзистор выключается. Когда на базе транзистора нет протекания тока, транзистор включается.

Характеристики транзисторов PNP и NPN

Вольт-амперные характеристики транзисторов PNP и NPN аналогичны.Основное отличие состоит в том, что характеристическая кривая PNP-транзистора поворачивается на 180 градусов для измерения напряжений обратной полярности, а также значений тока. На характеристической кривой будет существовать линия динамической нагрузки для измерения значения точки Q. Подобно NPN, транзистор PNP также используется в схемах усиления и переключения.

Как идентифицировать транзисторы PNP и NPN

Идентификация транзисторов PNP и NPN включает различные этапы.

Для транзистора NPN

• В мультиметре выберите режим измерения на диоде.
• Поместите положительный щуп измерителя к клемме базы транзистора
• Поместите отрицательный щуп к клемме эмиттера контакта так, чтобы напряжение можно было заметить внутри измерителя
• Таким же образом поместите отрицательный щуп клемму коллектора относительно контакта 2, тогда вы можете наблюдать напряжение внутри мультиметра.
• Итак, он известен как транзистор NPN
• Вывод эмиттера — это материал n-типа, который равен катодному выводу диода
• Базовый вывод — материал p-типа, который равен анодному выводу диода
• Коллекторный вывод выполнен из материала n-типа, который равен катодному выводу диода.
• Если положительный и отрицательный щуп мультиметра подключен к клеммам анода и катода, то он будет отображать напряжение. Если этими соединениями поменяться местами, на нем не будет отображаться никакого значения.

Для транзистора PNP

• В мультиметре выберите режим измерения на диоде.
• Поместите положительный щуп на вывод эмиттера транзистора.
• Поместите отрицательный щуп на клемму базы, тогда вы сможете заметить некоторое напряжение внутри мультиметра.
• Таким же образом поместите отрицательный щуп к основанию относительно клеммы коллектора, тогда вы сможете наблюдать некоторое напряжение внутри мультиметра.
• Таким образом, он удостоверится, что это PNP-транзистор, и основная логика этого в основном включает в себя следующее.
• Вывод эмиттера — это материал P-типа, который равен анодному выводу диода
• Базовый вывод — материал N-типа, который равен катодному выводу диода
• Вывод коллектора — P -типа материала, который соответствует анодному выводу диода

Если положительный зонд этого мультиметра может быть подключен к анодному выводу, а отрицательный зонд может быть подключен к катодному выводу, после этого он будет отображать некоторое напряжение.Если оба соединения поменяны местами, значение не будет отображаться.

В этом заключается основная разница между транзисторами NPN и PNP, которые используются для проектирования электрических и электронных схем и различных приложений. Кроме того, любые сомнения относительно этой концепции или чтобы узнать больше о различных типах конфигураций транзисторов, вы можете дать свой совет, прокомментировав в разделе комментариев ниже. Вот вам вопрос, , какой транзистор имеет более высокую подвижность электронов?

Разница между транзисторами NPN и PNP со сравнительной таблицей

Одно из основных различий между транзисторами NPN и PNP заключается в том, что в транзисторе NPN ток протекает между коллектором и эмиттером, когда положительное питание подается на базу, тогда как в транзисторе PNP носитель заряда течет от эмиттера к коллектору при отрицательном поставка отдана на базу.Транзисторы NPN и PNP различаются ниже в сравнительной таблице с учетом различных других факторов.

NPN и PNP оба являются биполярным переходным транзистором. Это устройства управления током, которые в основном используются для переключения и усиления сигнала. В основном, в схеме используется NPN-транзистор, потому что в NPN-транзисторе ток проводимости создается в основном электронами, в то время как в PNP-транзисторе ток проводимости возникает из-за отверстий. Поскольку электроны более подвижны, NPN имеет высокую проводимость.

Буквы PNP и NPN показывают напряжение, необходимое для эмиттера, коллектора и базы переходного транзистора. Транзисторы NPN и PNP, оба изготовлены из разного материала, из-за чего ток в них также различается. Иногда, когда на эмиттер подается напряжение, электроны пересекают базовый переход и достигают области коллектора. Это происходит потому, что база транзисторов NPN и PNP очень тонкая и слегка легированная.

Содержание: NPN против PNP транзистора

1. Сравнительная таблица
2. Определение
3. Ключевые отличия

Сравнительная таблица

ПНП

Основа для сравнения	Транзистор НПН	Транзистор
Определение	Транзистор, в котором два слоя n-типа разделены одним слоем P-типа	Два блока полупроводников p-типа разделены одним тонким блоком полупроводника n-типа.
Символ
Полная форма	Отрицательный Положительный и отрицательный	Положительный Отрицательный и положительный
Направление тока	Коллектор к эмиттеру	Эмиттер к коллектору
Включение	Когда электроны попадают в базу.	Когда отверстия входят в основание.
Внутренний ток	Развивается из-за переменного положения электронов.	Возникают из-за различного положения отверстий.
Внешний ток	Ток возникает из-за потока отверстий.	Ток возникает из-за потока электронов.
Основной носитель заряда	Электрон	Отверстие
Время переключения	Быстрее	Медленнее
Носитель второстепенного заряда	Отверстие	Электрон
Положительное напряжение	Клемма коллектора	Клемма эмиттера
Смещенное вперед	Базовое соединение эмиттера	Базовое соединение эмиттера
Обратно смещенный	Разветвление основания коллектора	Разветвление основания коллектора
Малый ток	Потоки от эмиттера к базе	От базы к эмиттеру
Сигнал заземления	Низкий	Высокий

Определение транзистора PNP

Транзистор PNP имеет два блока из материала p-типа и один блок из материала n-типа.Он имеет три вывода: эмиттер, базу и коллектор. Эмиттер и коллектор PNP-транзистора изготовлены из материала p-типа, а их основание — из материала n-типа.

Переход эмиттер-база PNP подключен с прямым смещением, а переход коллектор-база подключен с обратным смещением. Переход эмиттер-база подталкивает основной носитель заряда к базе, таким образом устанавливая ток эмиттера. Отверстие в материале p-типа объединяется с материалом n-типа, следовательно, составляет базовый ток.Оставшееся отверстие проходит через отрицательно смещенную область коллектор-база и собирается коллектором, из-за чего возникает ток коллектора. Таким образом, полный ток эмиттера протекает через цепь коллектора.

Ток эмиттера = ток коллектора + ток базы

Определение NPN-транзистора

Транзистор NPN состоит из двух полупроводниковых материалов n-типа, разделенных тонким слоем материала p-типа. Коллектор — это самая толстая область, а база — самая тонкая область NPN-транзистора.Область эмиттер-база транзистора находится под прямым смещением, а область коллекторной базы подключена с обратным смещением. Напряжение обратного смещения значительно меньше по сравнению с обратным смещением.

Переход эмиттер-база находится в прямом смещении, из-за чего большое количество электронов достигает базы. Это развивает ток эмиттера. Электрон в базовой области совмещен с дырками. Но база очень тонкая и слегка легированная, поэтому только маленькие дырки объединяются с электронами и составляют ток базы.Оставшиеся электроны проходят через область базы коллектора и развивают ток коллектора. Весь ток эмиттера протекает через коллекторную цепь.

Ток эмиттера = ток коллектора + ток базы

Ключевые различия между транзисторами NPN и PNP

1. Транзистор NPN имеет два блока полупроводниковых материалов n-типа и один блок полупроводниковых материалов p-типа, тогда как транзистор PNP имеет один тонкий слой материала p-типа и два толстых слоя материала N-типа.
2. Обозначения транзисторов NPN и PNP почти одинаковы, единственное различие между ними — это направление стрелки, которая указывает на эмиттер. В транзисторе NPN острие стрелки движется наружу к базе, а в PNP стрелка движется внутрь.
3. В транзисторе NPN ток течет от коллектора к эмиттеру, потому что положительное питание подается на базу, тогда как в транзисторе PNP ток течет от эмиттера к коллектору.
4. Транзистор NPN включается, когда электрон входит в базу, в то время как транзистор PNP включается, когда дыры входят в базу.
5. Внутренний ток в транзисторе NPN составляет из-за переменного положения электронов, тогда как в транзисторе PNP внутренний ток возникает из-за переменного положения отверстий.
6. В транзисторе NPN выходной ток существует из-за потоков дырок, а в PNP он создается из-за потоков электронов.
7. В транзисторе NPN основной носитель заряда — электрон, тогда как в транзисторе PNP основная дырка является основным носителем заряда.
8. Неосновным носителем заряда NPN-транзистора является дырка, а в PNP-транзисторе — электроны.
9. Время переключения NPN-транзистора больше по сравнению с PNP-транзистором, потому что основной носитель заряда NPN-транзистора — электрон.
10. Переход эмиттер-база как NPN-, так и PNP-транзисторов имеет прямое смещение.
11. Примечание: передний базовый переход означает, что клемма p диода подключена к положительной клемме источника питания, а материал n-типа подключен к отрицательной клемме источника питания.
12. Коллектор-база транзистора NPN и PNP соединена с обратным смещением.
13. Примечание. Обратное смещение означает, что отрицательная область подключена к положительной клемме источника питания, а p-область подключена к положительной клемме источника питания.
14. Транзистор NPN включается, когда небольшой ток течет от эмиттера к базе, тогда как при включении транзистора PNP небольшой ток течет от базы к эмиттеру.
15. Сигнал заземления транзистора PNP поддерживается низким, тогда как в транзисторе PNP уровень сигнала заземления высокий.

Ключ к действию транзистора — это слаболегированная база между сильно легированным коллектором и эмиттером.

Как работают транзисторы npn и pnp? | Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation

Биполярный транзистор (транзистор с биполярным переходом: BJT) состоит из областей коллектора, базы и эмиттера, причем очень тонкая область базы расположена между областями коллектора и эмиттера. Базовая область имеет два общих pn-перехода, каждый с коллектором и эмиттером. Чтобы получить высокий коэффициент усиления по току, эмиттерная область на несколько порядков более легирована, чем базовая область.Таким образом, биполярный транзистор образован двумя встречными диодами.

Когда каждая клемма находится под определенным напряжением, коллектор потребляет ток, который в _FE раз превышает ток, приложенный к базе.

Давайте рассмотрим npn-транзистор, у которого потенциал коллектора выше, чем потенциал эмиттера, а базовый потенциал примерно на 0,7 В выше, чем потенциал эмиттера. Другими словами, переход база-эмиттер смещен в прямом направлении, тогда как переход база-коллектор имеет обратное смещение.

Когда переход база-эмиттер смещен в прямом направлении, небольшой ток течет в базу, вводя дырки в область базы, легированную p-примесью. В результате эти дырки притягивают электроны из эмиттера в базовую область через смещенный в прямом направлении переход база-эмиттер. Поскольку эмиттерная область очень сильно легирована, в базовую область попадает гораздо больше электронов, чем дырок, и некоторые из электронов рекомбинируют с дырками. Большинство оставшихся электронов проходят через очень тонкую базовую область и вносят вклад в ток коллектора.

Теперь рассмотрим pnp-транзистор. Предположим, что потенциал коллектора ниже, чем потенциал эмиттера, и что потенциал базы примерно на 0,7 В ниже, чем потенциал эмиттера. В случае pnp-транзистора электроны инжектируются в область n-легированной базы. Следовательно, дырки притягиваются из эмиттера в базовую область. Некоторые из этих дырок рекомбинируют с электронами, инжектированными в базовую область. Остальные отверстия диффундируют по области основания, достигая коллектора.

Разница между NPN и PNP транзистором

Здравствуйте, друзья, надеюсь, у вас все отлично. В сегодняшнем руководстве мы обсудим разницу между NPN и PNP транзистором . Основное различие между транзисторами NPN и PNP заключается в том, что в транзисторе NPN ток перемещается от коллектора к эмиттеру после подачи положительного напряжения на базу, тогда как в конфигурации PNP эмиттер протекает через коллектор после подачи отрицательного напряжения на клемме базы.И NPN, и PNP являются типами BJT или биполярных транзисторов. Это устройство, используемое для регулирования тока, а также его можно использовать в качестве переключателя или усилителя.

В большинстве схем используется транзистор NPN, поскольку в транзисторе NPN ток течет из-за электронов, а в транзисторе PNP ток течет из-за дыр. Из-за быстрого движения электронов в NPN возникает высокая проводимость. В сегодняшнем посте мы подробно рассмотрим транзисторы NPN и PNP и сравним их, чтобы найти различия.Итак, давайте начнем с разницы между транзисторами NPN и PNP .

Разница между NPN и PNP транзистором

NPN транзистор

• Типы BJT, в которых 2 слоя N-типа разделены с помощью проигрывателя, называются NPN-транзисторами.
• Полная форма транзистора NPN — отрицательный, положительный и отрицательный.

• Скорость переключения выше, чем у PNP.
• Неосновные носители в этом транзисторе — дырки.
• Положительное напряжение подается на коллектор NPN-транзистора.
• Направление тока в транзисторе NPN — от коллектора к эмиттеру.

• Его работа начинается после попадания электронов в базу.
• В этом транзисторе ток генерируется за счет движения электронов.
• Его внешняя сторона тока генерируется из-за движения отверстий.
• В большинстве транзисторов носителями заряда являются электроны.
• Его эмиттерный переход находится в прямом смещенном состоянии.
• Переход коллектор-база имеет обратное смещение.
• Меньше значение тока, протекающего от эмиттера к базе.

Транзистор PNP

• Тип транзистора, в котором 2 области P разделены одним веществом N-типа.
• Полная форма PNP — положительный отрицательный и положительный.
• Начинает работу после прохождения отверстий в основании.

• Его внутренний ток, возникающий из-за движения отверстий.
• Его внешний ток возникает из-за движения электронов.

• Его скорость переключения меньше, чем у NPN-транзистора.
• В этом транзисторе электроны являются неосновными носителями заряда.
• Напряжение подается на эмиттер транзистора.
• Направление тока в этом транзисторе — от эмиттера к коллектору.
• Его базовый переход эмиттера находится в прямом смещенном состоянии.
• Его коллекторное соединение с базой находится в обратном смещенном состоянии.
• От базы к эмиттеру течет небольшой ток.

Это подробный пост о разнице между транзисторами NPN и PNP, если у вас есть какие-либо вопросы, задавайте их в комментариях. Спасибо за чтение. Хорошего дня.

Автор: Генри

http://www.theengineeringknowledge.com

Я профессиональный инженер и закончил известный инженерный университет, а также имею опыт работы инженером в различных известных отраслях.Я также пишу технический контент, мое хобби — изучать новые вещи и делиться ими с миром. Через эту платформу я также делюсь своими профессиональными и техническими знаниями со студентами инженерных специальностей.

сообщение навигации

Транзисторы NPN и PNP

Введение

Транзисторы — невероятно полезные устройства. Мое любимое применение биполярных транзисторов (BJT) — переключатели. Подавая на них высокое (1) или низкое (0) напряжение, транзисторы переключаются из включенного состояния в выключенное или наоборот.Эти транзисторы также можно использовать для усиления тока. Их также можно использовать вместе с боковыми диодами для создания логических вентилей. Однако здесь мы остановимся на разнице между транзисторами NPN и PNP.

Как выбрать между транзисторами NPN и PNP

Два транзистора могут использоваться для выполнения одного и того же действия, например переключения, но способы их использования различаются. Ниже я объясню, как работают как NPN, так и PNP, а затем, в зависимости от вашего приложения, вы можете выбрать наиболее подходящий транзистор.

NPN транзистор

Транзисторы NPN пропускают ток от коллектора к эмиттеру. Обычно эмиттер заземлен, а цепь, которая будет включаться и выключаться, размещается на стороне коллектора транзистора с питанием. Следует отметить, что, хотя верхняя часть схемы может быть подключена к источнику напряжения, фактический ток не проходит через схему, пока она не будет подключена к земле, которая отделена от схемы транзистором NPN. Транзистор NPN включен, когда к базе подключено высокое напряжение (1), и выключен, когда к базе подключено низкое напряжение (0 — обычно земля). Также важно знать, что напряжение на выводе базы связано с тем, как транзистор включен в схему. Напряжение на выводе базы в этой конфигурации является заземлением, что, вероятно, связано с заземленным выводом эмиттера. Вот почему, когда базовый вывод NPN-транзистора затем подключается к высокому напряжению, например 5 В, ток течет в транзистор и соединяет эмиттер и коллектор.

Транзистор PNP

Транзисторы PNP пропускают ток от эмиттера к коллектору. Как правило, эмиттер запитан, а цепь, которая будет включаться и выключаться, размещена на стороне коллектора транзистора, подключенного к земле. Следует отметить, что схема снова не будет запитана, если транзистор не будет включен. Транзистор PNP включен, когда к базе подключено низкое напряжение (0 — обычно земля), и выключен, когда к базе подключено высокое напряжение (1). В случае транзистора PNP напряжение на выводе базы приблизительно равно напряжению Vcc. Когда я тестировал это с 5 В постоянного тока, напряжение на базовом выводе составляло примерно 4,6 В. Вот почему, когда вывод базы PNP соединен с землей, ток будет течь к транзистору, который соединяет эмиттер с коллектором.

Предупреждения

При работе с транзисторами, как и со всеми компонентами в схемах, необходимо внимательно проанализировать, как ток течет по цепи.С транзисторами все немного сложнее, так как здесь три контакта, а не два, как в резисторах и конденсаторах. Однако, как указывалось ранее, они являются очень полезными компонентами. Если что-то работает не так, как вы ожидаете, я обнаружил, что обычно ток проходит через базовый штифт или из него непреднамеренно.

Для более подробного обсуждения посетите здесь.

Типы транзисторов — переходные транзисторы и полевые транзисторы

Транзистор стал важным компонентом современной электроники, и мы не можем представить мир без транзисторов.В этом уроке мы узнаем о классификации и различных типах транзисторов. Мы узнаем о BJT (NPN и PNP), JFET (N-Channel и P-Channel), MOSFET (Enhancement and Depletion), а также о транзисторах на основе их приложений (слабый сигнал, быстрое переключение, мощность и т. Д.).

Введение

Транзистор — это полупроводниковое устройство, которое используется либо для усиления сигналов, либо в качестве переключателя с электрическим управлением. Транзистор представляет собой устройство с тремя выводами, и небольшой ток / напряжение на одном выводе (или выводе) будет управлять большим потоком тока между двумя другими выводами (выводами).

С давних пор электронные лампы заменяют транзисторами, потому что транзисторы имеют больше преимуществ перед электронными лампами. Транзисторы малы по размеру и требуют для работы небольшого количества энергии, а также имеют низкую рассеиваемую мощность. Транзистор является одним из важных активных компонентов (устройство, которое может производить выходной сигнал большей мощности, чем входной).

Транзистор является важным компонентом почти каждой электронной схемы, такой как усилители, переключатели, генераторы, регуляторы напряжения, источники питания и, что наиболее важно, микросхемы цифровой логики.

Со времени изобретения первого транзистора до наших дней транзисторы подразделяются на разные типы в зависимости от их конструкции или работы. Следующая древовидная диаграмма объясняет базовую классификацию различных типов транзисторов.

Древовидная диаграмма транзисторов

Классификацию транзисторов можно легко понять, наблюдая за приведенной выше древовидной диаграммой. Транзисторы в основном делятся на два типа. Это биполярные переходные транзисторы (BJT) и полевые транзисторы (FET).BJT снова подразделяются на транзисторы NPN и PNP. Полевые транзисторы подразделяются на JFET и MOSFET.

Junction FET транзисторы подразделяются на JFET с N-каналом и JFET с P-каналом в зависимости от их конструкции. МОП-транзисторы подразделяются на режим истощения и режим улучшения. Опять же, транзисторы режима обеднения и улучшения дополнительно классифицируются на соответствующие N-канал и P-канал.

Типы транзисторов

Как упоминалось ранее, в более широком смысле, основные семейства транзисторов — это биполярные и полевые транзисторы.Независимо от того, к какому семейству они принадлежат, все транзисторы имеют правильное / специфическое расположение различных полупроводниковых материалов. Обычно используемые полупроводниковые материалы для изготовления транзисторов — это кремний, германий и арсенид галлия.

В основном транзисторы классифицируются в зависимости от их конструкции. У каждого типа транзисторов есть свои особенности, достоинства и недостатки.

Говоря физически и структурно, разница между BJT и FET заключается в том, что в BJT для работы требуются как основные, так и неосновные носители заряда, тогда как в случае полевых транзисторов требуются только основные носители заряда.

Исходя из своих свойств и характеристик, некоторые транзисторы в основном используются для целей переключения (MOSFET), а с другой стороны, некоторые транзисторы используются для целей усиления (BJT). Некоторые транзисторы предназначены как для усиления, так и для переключения.

Переходные транзисторы

Переходные транзисторы

обычно называют биполярными переходными транзисторами (BJT). Термин «биполярный» означает, что для проведения тока требуются и электроны, и дырки, а термин «переход» означает, что он содержит PN-переход (фактически, два перехода).

BJT имеют три терминала с именами эмиттер (E), база (B) и коллектор (C). Транзисторы BJT подразделяются на транзисторы NPN и PNP в зависимости от конструкции.

BJT — это, по сути, устройства с управлением по току. Если через базу BJT-транзистора протекает небольшой ток, это вызывает протекание большого тока от эмиттера к коллектору. Биполярные переходные транзисторы имеют низкий входной импеданс, что приводит к протеканию через транзистор большого тока.

Биполярные переходные транзисторы включаются только входным током, который подается на клемму базы. БЮТ могут работать в трех регионах. Это:

• Область отсечки: здесь транзистор находится в состоянии «ВЫКЛ», то есть ток, протекающий через транзистор, равен нулю. По сути, это открытый переключатель.
• Активная область: здесь транзистор действует как усилитель.
• Область насыщения: здесь транзистор находится в полностью включенном состоянии и также работает как замкнутый переключатель.

NPN-транзистор

NPN — это один из двух типов биполярных переходных транзисторов (BJT). Транзистор NPN состоит из двух полупроводниковых материалов n-типа, разделенных тонким слоем полупроводника p-типа. Здесь основными носителями заряда являются электроны, а неосновными носителями заряда являются дырки. Поток электронов от эмиттера к коллектору контролируется током в клемме базы.

Небольшой ток на выводе базы вызывает протекание большого тока от эмиттера к коллектору.В настоящее время наиболее часто используемым биполярным транзистором является транзистор NPN, поскольку подвижность электронов выше подвижности дырок. Стандартное уравнение для токов, протекающих в транзисторе:

I _E = I _B + I _C

Символы и структура для транзисторов NPN приведены ниже.

PNP-транзистор

PNP — это еще один тип биполярных переходных транзисторов (BJT). Транзисторы PNP содержат два полупроводниковых материала p-типа и разделены тонким слоем полупроводника n-типа.Основными носителями заряда в транзисторах PNP являются дырки, а электроны — неосновные носители заряда. Стрелка на выводе эмиттера транзистора указывает протекание обычного тока. В транзисторе PNP ток течет от эмиттера к коллектору.

Транзистор PNP включен, когда клемма базы подтягивается к НИЗКОМУ по отношению к эмиттеру. Символ и структура транзистора PNP показаны ниже.

FET (Полевой транзистор)

Полевой транзистор (FET) — еще один основной тип транзисторов.По сути, у полевого транзистора также есть три терминала (как у BJT). Три терминала: ворота (G), слив (D) и источник (S). Полевые транзисторы подразделяются на полевые транзисторы с переходным эффектом (JFET) и полевые транзисторы с изолированным затвором (IG-FET) или полевые транзисторы с металлооксидным полупроводником (MOSFET).

Для соединений в цепи мы также рассматриваем четвертую клемму под названием Base или Substrate. Полевые транзисторы контролируют размер и форму канала между источником и стоком, который создается напряжением, подаваемым на затвор.

Полевые транзисторы являются однополярными устройствами, поскольку для их работы требуется только большинство носителей заряда (в отличие от BJT, которые являются биполярными транзисторами).

JFET (Соединительный полевой транзистор)

Соединительный полевой транзистор (JFET) — это самый ранний и простой тип полевого транзистора. Полевые транзисторы JFET используются в качестве переключателей, усилителей и резисторов. Этот транзистор представляет собой устройство, управляемое напряжением. Ему не нужен ток смещения.

Напряжение, приложенное между затвором и истоком, управляет потоком электрического тока между истоком и стоком транзистора.Транзисторы JFET доступны как в N-канальном, так и в P-канальном исполнении.

Полевой транзистор с N-каналом

В полевом транзисторе с N-каналом протекание тока происходит за счет электронов. Когда между затвором и истоком подается напряжение, между истоком и стоком образуется канал для протекания тока. Этот канал называется N – Channel. В настоящее время JFET с N-каналом являются более предпочтительным типом, чем JFET с P-каналом. Обозначения для N-канального JFET-транзистора приведены ниже.

P-Channel JFET

В этом типе JFET ток протекает из-за отверстий.Канал между истоком и стоком называется P-каналом. Обозначения для полевых транзисторов с P-каналом приведены ниже. Здесь стрелки указывают направление тока.

MOSFET

Металлооксидный полупроводниковый полевой транзистор (MOSFET) является наиболее часто используемым и самым популярным типом среди всех транзисторов. Название «Оксид металла» указывает на то, что область затвора и канал разделены тонким слоем оксида металла (обычно SiO ₂ ).

Следовательно, полевой МОП-транзистор также известен как полевой транзистор с изолированным затвором, поскольку область затвора полностью изолирована от области истока-стока.Существует дополнительный вывод, известный как подложка или тело, который является основным полупроводником (кремнием), в котором изготовлен полевой транзистор. Итак, полевой МОП-транзистор имеет четыре вывода: сток, исток, затвор и корпус или подложку.

MOSFET имеет много преимуществ перед BJT и JFET, в основном он предлагает высокий входной импеданс и низкий выходной импеданс. Он используется в коммутационных и силовых цепях и является основным компонентом технологий проектирования интегральных схем.

MOSFET-транзисторы доступны в версиях с истощением и расширением.Кроме того, типы истощения и улучшения подразделяются на типы с N-каналом и P-каналом.

N-канальный MOSFET

MOSFET, имеющий N-канальную область между истоком и стоком, называется N-канальным MOSFET. Здесь выводы истока и затвора сильно легированы материалами n-типа, расположенными в сильно легированном полупроводниковом материале p-типа (подложке).

Ток между истоком и стоком возникает из-за электронов. Напряжение затвора контролирует протекание тока в цепи.MOSFET с N-каналом используется чаще, чем MOSFET с P-каналом, поскольку подвижность электронов выше, чем подвижность дырок.

Символы и структуры для N-канальных MOSFET-транзисторов приведены ниже (как в режиме улучшения, так и в режиме истощения).

MOSFET с P-каналом

MOSFET, имеющий область P-канала между истоком и стоком, называется MOSFET с P-каналом. Здесь выводы истока и стока сильно легированы материалом P-типа, а подложка легирована материалом N-типа.Ток между истоком и стоком обусловлен концентрацией дырок. Приложенное напряжение на затворе будет управлять потоком тока через область канала.

Символы и структуры для P-канальных MOSFET-транзисторов приведены ниже (как в режиме улучшения, так и в режиме истощения).

Транзисторы в зависимости от функции

Транзисторы также классифицируются в зависимости от выполняемых ими функций (операций или приложений). Ниже описаны различные типы транзисторов в зависимости от их функции.

Малосигнальные транзисторы

Основная функция малосигнальных транзисторов заключается в усилении слабых сигналов, но иногда эти транзисторы также используются для переключения. Малосигнальные транзисторы доступны на рынке в виде транзисторов NPN и PNP. Обычно мы можем увидеть какое-то значение, напечатанное на корпусе малосигнального транзистора, которое указывает на hFE транзистора.

В зависимости от этого значения hFE мы можем понять способность транзистора усиливать сигнал.Обычно доступные значения hFE находятся в диапазоне от 10 до 500. Значение тока коллектора этих транзисторов составляет от 80 до 600 мА. Этот тип транзисторов работает в диапазоне частот от 1 до 300 МГц. Само название транзистора указывает на то, что эти транзисторы усиливают слабые сигналы, которые используют небольшие напряжения и токи, такие как несколько милливольт и миллиампер тока.

Малосигнальные транзисторы используются почти во всех типах электронного оборудования, а также эти транзисторы используются в нескольких приложениях, некоторые из них являются переключателями ВКЛ или ВЫКЛ для общего использования, драйвером светодиодного диода, драйвером реле, функцией отключения звука, таймером схемы, инфракрасный диодный усилитель, цепи питания смещения и т. д.

Малые переключающие транзисторы

Малые переключающие транзисторы — это те транзисторы, которые в основном используются для переключения, а иногда и для усиления. Как и малосигнальные транзисторы, небольшие переключающие транзисторы также доступны в форме NPN и PNP, и эти типы транзисторов также имеют значения hFE.

Диапазон значений hFE для этих транзисторов составляет от 10 до 200. При значении hFE 200 транзисторы не являются хорошими усилителями, но они действуют как лучшие переключатели.Диапазон значений тока коллектора от 10 до 1000 мА. Эти транзисторы используются в основном в коммутационных устройствах.

Силовые транзисторы

Транзисторы, которые используются в мощных усилителях и источниках питания, называются силовыми транзисторами. Коллекторный вывод этого транзистора подключен к основанию металлического устройства, и эта структура действует как теплоотвод, который рассеивает избыточную мощность для приложений.

Эти типы транзисторов доступны в виде транзисторов NPN, PNP и Дарлингтона.Здесь значения тока коллектора находятся в диапазоне от 1 до 100 А. Диапазон рабочих частот от 1 до 100 МГц. Значения мощности этих транзисторов находятся в диапазоне от 10 до 300 Вт. Само название транзистора указывает на то, что силовые транзисторы используются в приложениях, где требуются высокая мощность, высокое напряжение и большой ток.

Высокочастотные транзисторы

Высокочастотные транзисторы используются для небольших сигналов, которые работают на высоких частотах, и они используются в приложениях для высокоскоростной коммутации.Высокочастотные транзисторы также называют РЧ-транзисторами.

Эти транзисторы имеют максимальные значения частоты около 2000 МГц. Значение тока коллектора (I _C ) составляет от 10 до 600 мА. Эти типы транзисторов также доступны в форме NPN и PNP. Они в основном используются в приложениях с высокочастотными сигналами, а также эти транзисторы должны быть включены или выключены только на высоких скоростях. Эти транзисторы используются в схемах генераторов и усилителей HF, VHF, UHF, CATV и MATV.

Фототранзистор

Фототранзисторы — это транзисторы, которые работают в зависимости от света, то есть эти транзисторы светочувствительны. Простой фототранзистор — это не что иное, как биполярный транзистор, который содержит светочувствительную область вместо клеммы базы.

Фототранзисторы имеют только 2 вывода вместо 3 (в BJT). Когда светочувствительная область темная, тогда в транзисторе не течет ток, то есть транзистор находится в состоянии ВЫКЛ.

Когда светочувствительная область подвергается воздействию света, на выводе базы генерируется небольшой ток, который вызывает протекание большого тока от коллектора к эмиттеру. Фототранзисторы доступны как в типах транзисторов BJT, так и на полевых транзисторах. Они называются фото-BJT и фото-FET.

В отличие от фото-BJT, фото-полевые транзисторы генерируют напряжение затвора с помощью света, который контролирует ток между выводами стока и истока. Фото-полевые транзисторы более чувствительны к свету, чем фото-полевые транзисторы.Символы фото-BJT и фото-полевых транзисторов показаны выше.

Однопереходные транзисторы (UJT)

Однопереходные транзисторы (UJT) используются только в качестве переключателей с электрическим управлением. Эти транзисторы не имеют каких-либо усилительных характеристик из-за своей конструкции. Обычно это трехпроводные транзисторы, в которых два называются базовыми клеммами, а третий — эмиттером.

Теперь посмотрим на работу однопереходного транзистора.Если нет разницы потенциалов между эмиттером и любым из выводов базы (B1 или B2), то между B1 и B2 протекает небольшой ток.

Если на вывод эмиттера подается достаточное напряжение, то на выводе эмиттера генерируется большой ток, который добавляется к небольшому току между B1 и B2, что затем вызывает протекание большого тока в транзисторе.

Здесь ток эмиттера является основным источником тока для управления полным током в транзисторе.Ток между выводами B1 и B2 очень мал, и по этой причине эти транзисторы не подходят для целей усиления.