Несмотря на то, что электроника окружает человека повсюду, мало кто задумывается о том, что это такое, и как именно это работает. Все достаточно просто и понятно, если вникнуть в основы.
Электроника – наука, основанная при взаимодействии таких отраслей, как физика и техника. Основное направление – подробное изучение взаимодействия электронов и магнитного поля. На основе полученных знаний создаются электротехнические устройства, оборудование, приборы и техника.
Транзистор: что это такое и зачем он нужен?
Транзистор – прибор, исполняющий роль полупроводника при управлении электрическим током. Прибор используется в каждой современной схеме: в электронно-вычислительной технике, медиа-аппаратуре, бытовых приборах.
Пора, когда микросхемы советского производства были признанными самыми большими в мире, подошла к завершению: размер самого маленького современного транзистора – нанометр.
Однако, есть и габаритные модели, использования которых требуют области промышленности и энергетики.
Транзисторы делятся на две группы:
1. Биполярные и полярные.
2. Прямой или обратной проводимости. Транзисторы прямой проводимости имеют обозначение p-n-p, приборы обратной проводимости обозначаются n-p-n.
Следует обратить внимание, что в основе работы прибора, независимо от его типа, лежит общий принцип.
Носителями заряда в полупроводниковом приборе являются дырки (positive) и электроны (negative).
Основные характеристики транзистора
При изучении принципов работы транзистора следует обратить внимание на такие технические характеристики, как:
- · Исходный полупроводниковый материал: германиевые, кремниевые, из арсенида галлия.
- · Структура: прямой или обратной проводимости.
- · Мощность: малой, средней мощности и мощные транзисторы.
- · Максимальное напряжение: общего применения, высоковольтные.
- · Частоты: низкочастотные, среднечастотные, высокочастотные, сверхвысокочастотные.
Принципы работы транзистора
Для того чтобы разобраться, как именно строится работа транзистора, рекомендуется изучить особенности биполярного прибора, который пользуется наибольшей популярностью среди пользователей.
Биполярный транзистор – кристалл полупроводника. Как правило, используются или кремний, или германий. Он делится на три зоны, у каждой из которых – разный уровень теплопроводности: коллектор, база, эмиттер.
У прибора есть несколько режимов работы, каждый из которых напоминает работу водопроводного вентиля или крана. Отличие лишь в том, что в роли воды выступает электрический ток.
Транзистор может пребывать в одном из двух состояний: рабочее, когда прибор открыт, и состояние покоя, когда прибор закрыт.
Ток не поступает через транзистор при условии, что прибор закрыт и находится в состоянии покоя. Если же на базу подается малый управляющий ток, транзистор открывается, и через эмиттер-коллектор поступает большой ток.
Физические процессы в транзисторе
Разобраться в том, почему транзистор открывается и закрывается, достаточно просто.
За основу берется биполярный транзистор обратной проводимости.
Если источник питания будет подключен между коллектором и эмиттером, к плюсу начнут притягиваться электроны коллектора. Однако, в таком случае между коллектором и эмиттером не будет электрического тока. Помехой является слой базы и эмиттера.
При условии, что между базой и эмиттером будет подключен дополнительный источник питания, поступающие из области эмиттера n-электроны смогут проникнуть в область баз. В результате такого действия область базы обогатится свободными электронами: определенная их часть будет комбинироваться с дырками, другая часть будет двигаться по направлению к плюсу базы, а третья, наибольшая часть, переместится в сторону коллектора.
Именно по такому принципу открывается транзистор, в результате чего в нем протекает электрический ток эмиттер-коллектор.
В случае увеличения напряжения повышается и поток тока коллектора-эмиттера.
Возрастание потока увеличивается даже в условиях малого изменения управляющего напряжения в большую сторону.
Именно по такому принципу строится работа транзистора, установленного в усилителе.
В случае, когда необходимо в короткие сроки произвести расчет мощности усилителя на биполярном транзисторе, это не составит большого труда ни для новичка, ни для профессионального электрика.
Остались вопросы или нужна помощь, есть замечания по данной статье пишите в комментариях будем рады подискутировать, так же подписывайтесь на наш канал или другие соц сети: