kategoriler: Öne Çıkan Makaleler » Acemi elektrikçiler
Görüntülenme sayısı: 108661
Makaleye yorum: 3
Bipolar transistörün cihazı ve çalışması
Bir transistör, elektrik salınımlarının amplifikasyonu, dönüştürülmesi ve üretilmesi ile aktif bir yarı iletken cihazdır. Transistörün böyle bir uygulaması analog teknolojide gözlemlenebilir. Bunun dışında transistörler Anahtar modunda kullanıldıkları dijital teknolojide de kullanılırlar. Ancak dijital ekipmanlarda, neredeyse tüm transistörler entegre devrelerin içinde ve büyük miktarlarda ve mikroskobik boyutlarda “gizlidir”.
Burada, makalenin önceki bölümlerinde zaten açıklanan elektronlar, delikler ve atomlar üzerinde çok fazla durmayacağız, ancak gerekirse, bazılarının hala hatırlanması gerekecek.
Yarı iletken diyot, özellikleri tarif edilen bir p-n bağlantısından oluşur makalenin önceki bölümünde. Transistör, bildiğiniz gibi, iki geçişten oluşur, bu nedenle yarı iletken diyot transistörün öncüsü veya yarısı olarak düşünülebilir.
P-n bağlantısı durgunsa, delikler ve elektronlar Şekil 1'de gösterildiği gibi potansiyel bir bariyer oluşturacak şekilde dağıtılır. Bu şekilde gösterilen elektron, delik ve iyonların konvansiyonlarını unutmamaya çalışacağız.
Resim 1
İki kutuplu bir transistör nasıl
cihaz iki kutuplu transistör ilk bakışta basit. Bunu yapmak için, taban olarak adlandırılan bir yarı iletken plaka üzerinde iki pn eklemi oluşturmak yeterlidir. Bir pn eklemi oluşturmak için bazı yöntemler tarif edilmiştir. makalenin önceki bölümlerindebu yüzden burada tekrar etmeyeceğiz.
Baz iletkenliği p tipindeyse, sonuçta oluşan transistör n-p-n ("en-pe-en" olarak telaffuz edilir) yapısına sahip olacaktır. Ve bir n tipi plaka taban olarak kullanıldığında, p-n-p yapısının bir transistörünü alırız (pe-en-pe).
Üsse gelir gelmez, bu şeye dikkat etmelisiniz: baz olarak kullanılan yarı iletken gofret çok incedir, yayıcı ve toplayıcıdan çok daha incedir. Bu ifade hatırlanmalıdır, çünkü transistörün çalışmasını açıklama sürecinde ihtiyaç duyulacaktır.
Doğal olarak, p ve n bölgelerinden "dış dünyaya" bağlanmak için tel çıkışı gelir. Her birinin bağlı olduğu alanın adı vardır: verici, taban, toplayıcı. Böyle bir transistöre bipolar transistör denir, çünkü iki tip şarj taşıyıcı kullanır - delikler ve elektronlar. Her iki tipteki transistörlerin şematik yapısı Şekil 2'de gösterilmiştir.
Resim 2
Şu anda, silikon transistörler daha fazla kullanılmaktadır. Germanyum transistörleri neredeyse tamamen eskimiş, silikon ile yer değiştirmiştir, bu nedenle daha fazla hikaye onlar hakkında olacaktır, ancak germanyum bazen bahsedilecektir. Çoğu silikon transistör n-p-n yapısına sahiptir, çünkü bu yapı üretimde daha teknolojik olarak ilerlemiştir.
Tamamlayıcı transistör çiftleri
Germanyum transistörleri için, görünüşe göre, p-n-p yapısı daha teknolojik olarak gelişmişti, bu yüzden çoğunlukla germanyum transistörleri tam olarak bu yapıya sahipti. Tamamlayıcı çiftlerin bir parçası olarak (sadece iletkenlik tipinde farklılık gösteren parametrelerde kapanan transistörler), ancak farklı iletkenliğe sahip germanyum transistörler de, örneğin GT402 (p-n-p) ve GT404 (n-p-n) üretildi.
Böyle bir çift, çeşitli radyo ekipmanlarının VLF'sinde çıkış transistörleri olarak kullanıldı. Ve eğer modern olmayan germanyum transistörleri tarihte düştüyse, SMD paketlerindeki transistörlerden ve ULF'nin çıkış aşamaları için güçlü transistörlere kadar tamamlayıcı silikon transistör çiftleri hala üretilmektedir.
Bu arada, germanyum transistörlerindeki ses amplifikatörleri, neredeyse tüp olanlar gibi müzik severler tarafından algılanıyordu. Peki, belki biraz daha kötü, ama silikon transistör amplifikatörlerinden çok daha iyi. Bu sadece referans içindir.
Bir transistör nasıl çalışır
Transistörün nasıl çalıştığını anlamak için tekrar elektron, delik, donör ve alıcı dünyasına geri dönmeliyiz. Doğru, şimdi makalenin önceki bölümlerinden biraz daha basit ve daha ilginç olacak. Okuyucuyu korkutmamak, tüm bunları sonuna kadar okumasına izin vermek için böyle bir açıklama yapılması gerekiyordu.
Yukarıdaki Şekil 3, elektrik devreleri üzerindeki transistörlerin koşullu grafik tasarımını gösterir ve transistörlerin p-n bağlantılarının altında, ters yönde de bulunan yarı iletken diyotlar şeklinde sunulur. Transistör bir multimetre ile kontrol edilirken bu gösterim çok uygundur.
Şekil 3.
Şekil 4, transistörün iç yapısını göstermektedir.
Bu şekilde, daha ayrıntılı olarak düşünmek için biraz dinlenmelisiniz.
Resim 4
Peki mevcut geçecek mi değil mi?
Burada güç kaynağının n-p-n yapısının transistörüne nasıl bağlandığı ve gerçek cihazlarda gerçek transistörlere bağlandığı bir kutup içinde gösterilmiştir. Ancak, daha yakından bakarsanız, akımın iki potansiyel engelden iki p-n kavşaktan geçmeyeceği ortaya çıkar: voltajın polaritesini nasıl değiştirirseniz değiştirin, kavşaklardan biri mutlaka kilitli, iletken olmayan bir durumda olacaktır. Şimdilik her şeyi şekilde gösterildiği gibi bırakalım ve orada ne olduğunu görelim.
Kontrolsüz akım
Mevcut kaynağı şekilde gösterildiği gibi açtığınızda, verici-baz (n-p) geçişi açık durumdadır ve elektronları soldan sağa doğru kolayca geçirir. Bundan sonra elektronlar, bu hareketi durduracak kapalı bir bağlantı tabanı yayıcısı (p-n) ile çarpışacak, elektronların yolu kapatılacaktır.
Ancak, her zaman ve her yerde olduğu gibi, tüm kuralların istisnaları vardır: bazı çok çevik elektronlar, sıcaklığın etkisi altında bu bariyerin üstesinden gelebilir. Bu nedenle, böyle bir içerme ile önemsiz bir akım olmaya devam edecektir. Bu küçük akıma başlangıç akımı veya doygunluk akımı denir. Soyadı, belirli bir sıcaklıkta potansiyel bariyeri aşabilen tüm serbest elektronların bu akımın oluşumuna katılmasından kaynaklanmaktadır.
İlk akım kontrol edilemez, herhangi bir transistör için kullanılabilir, ancak aynı zamanda harici voltaja çok az bağımlıdır. Gerilim, önemli ölçüde arttırılırsa (dizinlerde belirtilen makul aralık dahilinde), başlangıç akımı çok fazla değişmez. Ancak bu akım üzerindeki termal etki çok belirgindir.
Sıcaklıktaki başka bir artış, başlangıç akımında bir artışa neden olur, bu da pn bağlantısının ek ısınmasına yol açabilir. Bu termal dengesizlik, termal bozulmaya, transistörün tahrip olmasına yol açabilir. Bu nedenle, transistörleri soğutmak için önlemler alınmalı ve yüksek sıcaklıklarda aşırı stres uygulamamalıdır.
Şimdi üssü hatırla
Yukarıda tarif edilen sarkan tabanlı bir transistörün dahil edilmesi, pratik şemalarda hiçbir yerde uygulanmaz. Bu nedenle, Şekil 5 transistörün doğru şekilde dahil edilmesini göstermektedir. Bunu yapmak için, tabana vericiye göre ve ileri yönde biraz küçük voltaj uygulamak gerekiyordu (diyotu hatırlayın ve tekrar Şekil 3'e bakın).
Resim 5
Diyot durumunda, her şey açık gibi görünüyorsa - akım açıldı ve geçti, o zaman transistörde başka olaylar meydana geldi. Yayıcı akımın etkisi altında, elektronlar, iletkenlik p ile iletkenlik p ile tabana akar n. Bu durumda, elektronların bir kısmı taban bölgesinde bulunan delikleri dolduracak ve taban terminali - taban akımı Ib'den önemsiz bir akım akacaktır. Bu, tabanın ince olduğu ve içinde birkaç delik olduğu unutulmamalıdır.
İnce tabanda yeterli delik bulunmayan kalan elektronlar toplayıcıya akar ve oradan Ek-e toplayıcı pilinin yüksek potansiyeli ile çıkarılır. Bu etki altında, elektronlar ikinci potansiyel bariyerin üstesinden gelecek ve aküden yayıcıya geri dönecektir.
Böylece, baz-yayıcı bağlantısına uygulanan küçük bir voltaj, ters yönde eğimli olan baz-toplayıcı bağlantısının açılmasına katkıda bulunur. Aslında, bu transistör etkisidir.
Sadece tabana uygulanan bu “küçük voltajın” toplayıcı akımını nasıl etkilediğini, değerlerini ve oranlarını dikkate almak için kalır. Ancak transistörler hakkındaki makalenin bir sonraki bölümünde bu hikaye hakkında.
Makalenin devamı: Bipolar Transistörlerin Özellikleri
Boris Aladyshkin
Ayrıca bkz. electro-tr.tomathouse.com
: