Транзистор

Основные параметры:
коэффициент усиления

макс. напряжение коллектор-эмиттер
Вольт

макс. ток через коллектор
Ампер

Биполярные транзисторы c NPN
и PNP структурой на схемах

Транзистор - полупроводниковый электронный прибор, являющийся активным электронным компонентом.

Выводы обычного биполярного транзистора называются базой, эмиттером и коллектором. На условном обозначении транзистора стрелка эмиттерного вывода показывает направление тока.

Принцип работы транзистора

Часто подмена одного слова другим ровным счетом ничего не объясняет. Это как сепульки и сепулькарии Станислава Лема. Что такое сепульки? А это штука, продаваемая в сепулькариях. Сепулькарий — место, где продают сепульки. И баста...
Поэтому попробуем объяснить, что такое транзистор, немного нестандартным способом.

a) ПРОЩЕ всего транзистор считать сопротивлением (резистором).

Вот самое понятное. Резистор в школе проходят. Пару ног этого самого сопротивления обязательно надо уметь находить. Называются они эмиттер и коллектор. Коллектор и эмиттер составляют основную цепь электрического тока в транзисторе.

б) Помимо этого, есть отвод — база. Сопротивление база-эмиттер можно считать куском провода (для простоты). Небольшим напряжением, поданным на базу, можно управлять большим током в цепи коллектор-эмиттер.

Если соблюдать полярности подаваемых напряжений, то транзистор работает так.

1) Входной сигнал обычно слабенький, но вызвать ток в куске провода ничего не стоит. Подают его на базу (переход база-эмиттер). Ток пропорционален напряжению, деленному на сопротивление. А сопротивление почти 0. Приходится даже подавать через ограничительное сопротивление, чтобы снизить входной ток.

Расположение
выводов у транзисторов
2N3904 и 2N3906

2) Как только потек входной ток, сопротивление коллектор-эмиттер начинает снижаться, причем очень сильно. Можно почти в ноль загнать. Транзистор - это в точности школьный реостат (сопротивление с ручкой), который любят показывать учителя физики. Только за ручку дергаем не рукой, а входным сигналом.

Этим и пользуются. Допустим подключили небольшой моторчик через транзистор (коллектор-эмиттер) к батарейке.

Для эксперимента можно использовать, например, популярный транзистор 2N3904. В качестве датчика — фототранзистор или простой кусок провода, подключенный между точками A и B. Ограничительный резистор R1 используем для предохранения базы транзистора (она достаточно чувствительна и не привыкла к большим токам).

Изначально сопротивление большое, посему моторчик не крутится. Подали с датчика сигнал на базу. Сопротивление транзистора аханьки вниз. Упало. Коллектор-эмиттер тоже стал куском провода. Естественно, что мотор, подключенный к батарейке, будет крутится. Батарейка-то сильная.

Еще немного о транзисторах

Обозначение
транзистора на схемах
в американском
стандарте ANSI

Сам по себе транзистор - не усилитель. Он ничего не усиливает. Назовите-ка реостат усилителем. Вас шапками закидают. Типичное объяснение, вызывающее протест.

Усиливает схема с ним. Входной сигнал такое сотворить с мотором не может (раскрутить его), он слаб. А вот батарейка только тем и занимается, что крутит, и без всяких проблем.

Транзисторы бывают сильные (в смысле, которые спалить сложнее) и слабые (нежные). Последние горят на раз-два. Слабые (маломощные) транзисторы используют для промежуточного усиления, потому что сильные транзисторы грубы и часто не обращают внимания на слабые входные сигналы. Им нужен посредник (транзистор попроще). Почти как у людей.

Еще транзисторы обожают, чтобы их подвели к точке, когда они открываются (когда их сопротивление падает). Для этого базу через дополнительный резистор соединяют с питанием. Такой транзистор более чувствителен к входным проблемам. Эту характерную цепочку на базу часто видно. Такой транзистор не спит. Только и ждет, чтобы завалиться.

Автор: nick2008

Подробнее о транзисторах: "Азбука транзисторной схемотехники"

Полевые транзисторы

Сегодня полевые транзисторы широко применяются в различных устройствах, где с успехом заменяют биполярные.

Полевой транзистор – это полупроводниковый полностью управляемый ключ, управляемый электрическим полем.

У полевых транзисторов есть три вывода:

• Исток (источник носителей заряда, аналог эмиттера у биполярного транзистора).
• Сток (приемник носителей заряда от истока, аналог коллектора биполярного транзистора).
• Затвор (управляющий электрод, аналог сетки в радиолампах и базы у биполярных транзисторов).

В отличие от биполярного транзистора, который управляется током базы, полевой транзистор управляется электрическим полем затвора. Для управления током стока полевого транзистора, достаточно изменить напряжение, приложенное между затвором и истоком.

Типы полевых транзисторов гораздо более разнообразны, чем биполярных. В общем случае их можно разделить на:

• транзисторы с управляющим p-n-переходом;
• транзисторы с изолированным затвором

Полевые транзисторы с управляющим p-n-переходом

В сегодняшние дни в большей степени используются полевые транзисторы с изолированным затвором, которые часто называют МДП-транзисторами или МОП-транзисторами или MOSFET-транзисторами, что обозначает один и тот же вид транзисторов.

Полевые транзисторы с изолированным затвором

Транзисторы со встроенным каналом используются реже, чем транзисторы с индуцированным каналом.

Уникальной особенностью полевого транзистора является то, что в рабочем режиме он практически не потребляет тока по входу затвора. Устройства на полевых транзисторах могут работать до нескольких лет от одного миниатюрного источника питания.

Обозначение мощного
MOSFET-транзистора

У мощных MOSFET-транзисторов есть особенность: в их структуре присутствует «паразитный» биполярный транзистор. Чтобы предотвратить его работу вывод истока соединяют с подложкой из полупроводника, на которой располагаются все слои транзистора при изготовлении. На условном обозначении эта особенность указывается с помощью соединения вывода истока и стрелки, которая указывает тип канала.

Обозначение
MOSFET-транзистора
со встроенным диодом

При соединении истока и подложки в структуре транзистора между истоком и стоком из-за технологических особенностей изготовления образуется встроенный диод, который практически никак не влияет на работу транзистора. В последних поколениях мощных MOSFET-транзисторов встроенный диод используется для защиты самого элемента.

Встроенный диод при обозначении на схеме может и не указываться, но в действительности этот диод присутствует практически в каждом мощном MOSFET-транзисторе.