Aprendimos cómo funciona el transistor, en en términos generales tecnologías de fabricación consideradas germanio y silicio transistores y descubrió cómo están marcados.

Hoy realizaremos varios experimentos y nos aseguraremos de que el transistor bipolar realmente consiste en dos diodos conectados espalda con espalda, y que el transistor es amplificador de señal.

Necesitamos un transistor de germanio de baja potencia. estructuras p-n-p de la serie MP39 - MP42, una lámpara incandescente clasificada para un voltaje de 2,5 voltios y una fuente de alimentación de 4 - 5 voltios. En general, para los radioaficionados principiantes, recomiendo armar uno pequeño ajustable con el que potenciarás tus diseños.

1. El transistor consta de dos diodos.

Para verificar esto, montemos un pequeño circuito: la base del transistor. VT1 Conéctese al menos de la fuente de alimentación y la salida del colector con una de las salidas de la lámpara incandescente. EL. Ahora, si el segundo terminal de la lámpara está conectado al positivo de la fuente de alimentación, la lámpara se encenderá.

La bombilla se encendió porque aplicamos a la unión del colector del transistor. directo- tensión directa, que abrió la unión del colector y fluyó a través de ella corriente continua coleccionista yo. La magnitud de esta corriente depende de la resistencia. filamento lámparas y resistencia interna fuente de alimentación.

Y ahora consideremos el mismo circuito, pero representaremos el transistor en forma de placa semiconductora.

Principales portadores de carga en la base electrones, superando la unión p-n, cae en la región del agujero coleccionista y volverse irrelevante. Al volverse menores, los electrones base son absorbidos por los portadores mayoritarios en la región del hueco del colector. agujeros. De la misma manera, los agujeros de la región del colector, que caen en la región electrónica de la base, se vuelven menores y son absorbidos por la mayoría de los portadores de carga en la base. electrones.

El pin base conectado al polo negativo de la fuente de alimentación Actuar número casi ilimitado electrones, reponiendo la descomposición de electrones de la región base. Y el contacto del colector, conectado al polo positivo de la fuente de alimentación a través del filamento de la lámpara, es capaz de aceptar el mismo número de electrones, por lo que se restaurará la concentración de agujeros en la región bases.

Entonces la conductividad Unión PN será grande y la resistencia actual será pequeña, lo que significa que la corriente del colector fluirá a través de la unión del colector yo. y que más esta corriente será más brillante la lámpara estará encendida.

La bombilla también se quemará si está incluida en el circuito de unión del emisor. La siguiente figura muestra exactamente esta versión del circuito.

Y ahora cambiaremos ligeramente el circuito y la base del transistor. VT1 conectar a más fuente de alimentación. En este caso, la lámpara no se quemará, ya que incluimos la unión p-n del transistor en reverso dirección. Y esto significa que resistencia p-n la transición se ha convertido estupendo y a través de él fluye sólo un muy pequeño corriente inversa coleccionista Ikbo incapaz de filamento de lámpara incandescente EL. En la mayoría de los casos, esta corriente no supera algunos microamperios.

Y para finalmente verificar esto, nuevamente consideramos un circuito con un transistor representado como una placa semiconductora.

Electrones ubicados en la región. bases, se trasladará a más fuente de alimentación, alejándose de la unión p-n. agujeros en el área coleccionista, también se alejará del cruce p-n, moviéndose hacia negativo poste de suministro de energía. Como resultado, el límite de las regiones es, por así decirlo, se expandirá, lo que da como resultado la formación de una zona desprovista de huecos y electrones, que proporcionará una gran resistencia a la corriente.

Pero, como en cada una de las zonas de la base y del colector hay menor portadores de carga, luego pequeños intercambio todavía se producirán electrones y huecos entre las regiones. Por lo tanto, una corriente muchas veces menor que la corriente continua fluirá a través de la unión del colector, y esta corriente no será suficiente para encender el filamento de la lámpara.

2. Funcionamiento del transistor en modo de conmutación.

Hagamos otro experimento que muestre uno de los modos de operación del transistor.
Entre el colector y el emisor del transistor, encendemos una fuente de alimentación conectada en serie y la misma lámpara incandescente. Conectamos el positivo de la fuente de alimentación al emisor y el negativo a través del filamento de la lámpara al colector. La lámpara no enciende. ¿Por qué?

Todo es muy simple: si aplica un voltaje de suministro entre el emisor y el colector, entonces, para cualquier polaridad, una de las transiciones estará en la dirección directa y la otra en la dirección opuesta e interferirá con el paso de la corriente. Esto no es difícil de ver si miras la siguiente figura.

La figura muestra que la unión base-emisor del emisor está incluida en directo dirección y está abierto y listo para aceptar un número ilimitado de electrones. La unión colector base-colector, por el contrario, está incluida en reverso dirección e impide el paso de electrones a la base.

Por lo tanto, se deduce que la mayoría de los portadores de carga en la región del emisor agujeros, repelidos por el plus de la fuente de energía, corren hacia la región base y allí se absorben (recombinan) mutuamente con los principales portadores de carga en la base. electrones. En el momento de la saturación, cuando no queden portadores de carga libres en ninguno de los lados, su movimiento se detendrá, lo que significa que la corriente dejará de fluir. ¿Por qué? Porque del lado del colector no habrá maquillaje electrones

Resulta que los principales portadores de carga en el colector agujeros atraídos por el polo negativo de la fuente de alimentación, y algunos de ellos se absorben mutuamente electrones proveniente del lado negativo de la fuente de alimentación. Y en el momento de la saturación, cuando ya no queda de los dos lados libre los portadores de carga, los agujeros, debido a su predominio en la región del colector, bloquearán el paso posterior de electrones a la base.

Así, se forma una zona desprovista de huecos y electrones entre el colector y la base, que proporcionará una gran resistencia a la corriente.

Por supuesto, gracias campo magnético y los efectos térmicos, aún fluirá una corriente escasa, pero la fuerza de esta corriente es tan pequeña que no es capaz de calentar el filamento de la lámpara.

Ahora agregue al diagrama puente de alambre y le cerraremos la base con el emisor. La bombilla incluida en el circuito colector del transistor nuevamente no se encenderá. ¿Por qué?

Porque cuando la base y el emisor se cierran con un puente, la unión del colector se convierte en solo un diodo, al que reverso Voltaje. El transistor está en estado cerrado y solo fluye una pequeña corriente de colector inversa a través de él. Ikbo.

Y ahora cambiaremos un poco más el circuito y agregaremos una resistencia. Rb resistencia 200 - 300 Ohm, y otra fuente de voltaje ES en forma de batería de dedo.
Conecte el negativo de la batería a través de una resistencia. Rb con una base de transistor y más baterías con un emisor. La lámpara está encendida.

La lámpara se encendió porque conectamos la batería entre la base y el emisor y, por lo tanto, la aplicamos a la unión del emisor. directo voltaje de liberación. La unión del emisor se abrió y lo atravesó. directo corriente, que abrió unión colectora del transistor. El transistor se abrió y a lo largo del circuito. emisor-base-colector corriente del colector de goteo yo, muchas veces mayor corriente de circuito base del emisor. Y gracias a esta corriente, la bombilla se encendió.

Si cambiamos la polaridad de la batería y aplicamos un positivo a la base, entonces la unión del emisor se cerrará y la unión del colector se cerrará con ella. La corriente del colector inverso fluirá a través del transistor. Ikbo y la lámpara se apagará.

Resistor Rb limita la corriente en el circuito base. Si la corriente no está limitada y todos los 1,5 voltios se aplican a la base, fluirá demasiado a través de la unión del emisor. alta corriente, lo que puede resultar en descomposición térmica transición y el transistor fallará. Como regla, para germanio Transistores, el voltaje de activación no es más que 0,2 voltios, y por silicio no más 0,7 voltio.

Y nuevamente analizaremos el mismo circuito, pero presentaremos el transistor en forma de placa semiconductora.

Cuando se aplica un voltaje de disparo a la base del transistor, el emisor la transición y los agujeros libres del emisor comienzan a absorberse mutuamente con los electrones bases, creando una pequeña corriente de base directa Ib.

Pero no todos los huecos introducidos desde el emisor en la base se recombinan con sus electrones. Por lo general, el área base se realiza delgada, y en la fabricación de transistores de la estructura concentración p-n-p agujeros en emisor y coleccionista muchas veces mayor que la concentración de electrones en base, por lo tanto, solo una pequeña parte de los huecos es absorbida por los electrones de base.

La mayor parte de los orificios del emisor pasa a través de la base y cae bajo la acción de un voltaje negativo más alto que actúa en el colector, y ya junto con los orificios del colector se mueve hacia su contacto negativo, donde los electrones de entrada lo absorben mutuamente. el polo negativo de la fuente de poder ES.

Como resultado, la resistencia del circuito colector emisor-base-colector disminuye y la corriente directa del colector fluye en él yo muchas veces la corriente base Ib cadenas base del emisor.

Cómo más más agujeros se introduce desde el emisor en la base, el más significativo corriente en el circuito colector. Y viceversa que menos voltaje de desbloqueo en la base, el menos corriente en el circuito colector.

Si, en el momento de la operación del transistor, se incluye un miliamperímetro en los circuitos de base y colector, entonces con el transistor cerrado, prácticamente no habría corrientes en estos circuitos.

Con el transistor abierto, la corriente de base Ib sería 2-3 mA, y la corriente del colector yo sería alrededor de 60 - 80 mA. Todo esto sugiere que el transistor puede ser amplificador de corriente.

En estos experimentos, el transistor estaba en uno de dos estados: abierto o cerrado. El cambio del transistor de un estado a otro ocurrió bajo la acción del voltaje de activación en la base ub. Este tipo de transistor se llama modo de cambio o llave. Este modo de funcionamiento del transistor se utiliza en instrumentos y dispositivos de automatización.

Terminaremos esto, y en la siguiente parte analizaremos el funcionamiento de un transistor usando el ejemplo de un amplificador de frecuencia de audio simple ensamblado en un solo transistor.
¡Buena suerte!

Literatura:

1. Borisov V.G. - Joven radioaficionado. 1985
2. E. Iceberg - ¿Transistor?.. ¡Es muy simple! 1964

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transistores bipolares

transistor bipolar- un dispositivo semiconductor electrónico, uno de los tipos de transistores, diseñado para amplificar, generar y convertir señales eléctricas. El transistor se llama bipolar, ya que dos tipos de portadores de carga participan simultáneamente en la operación del dispositivo: electrones y agujeros. En esto se diferencia de unipolar Transistor (de efecto de campo), en el que solo participa un tipo de portadores de carga.

El principio de funcionamiento de ambos tipos de transistores es similar al funcionamiento de una válvula de agua que regula el flujo de agua, solo el flujo de electrones pasa a través del transistor. En los transistores bipolares, dos corrientes pasan a través del dispositivo: la corriente principal "grande" y la corriente "pequeña" de control. La potencia de la corriente principal depende de la potencia del control. En los transistores de efecto de campo, solo pasa una corriente a través del dispositivo, cuya potencia depende del campo electromagnético. En este artículo, consideraremos con más detalle el funcionamiento de un transistor bipolar.

Dispositivo de transistor bipolar.

El transistor bipolar consta de tres capas semiconductoras y dos uniones PN. Distinga los transistores PNP y NPN por tipo de entrelazado conductividades de huecos y electrones. son como dos diodo conectados cara a cara o viceversa.

Un transistor bipolar tiene tres contactos (electrodos). El contacto que emerge de la capa central se llama base (base). Los electrodos finales se nombran coleccionista y emisor (coleccionista y emisor). La capa base es muy delgada en relación con el colector y el emisor. Además de esto, las regiones semiconductoras en los bordes del transistor no son simétricas. La capa semiconductora del lado del colector es ligeramente más gruesa que la del lado del emisor. Esto es necesario para el correcto funcionamiento del transistor.

El funcionamiento de un transistor bipolar.

Considere los procesos físicos que ocurren durante la operación de un transistor bipolar. Tomemos el modelo NPN como ejemplo. El principio de funcionamiento de un transistor PNP es similar, solo que la polaridad de voltaje entre el colector y el emisor será opuesta.

Como ya se dijo en artículo sobre los tipos de conducción en semiconductores, en una sustancia de tipo P hay iones cargados positivamente: agujeros. Una sustancia de tipo N está saturada con electrones cargados negativamente. En un transistor, la concentración de electrones en la región N es mucho mayor que la concentración de huecos en la región P.

Conectar una fuente de tensión entre el colector y el emisor V CE (V CE). Bajo su acción, los electrones de la parte N superior comenzarán a ser atraídos hacia el polo positivo y se acumularán cerca del colector. Sin embargo, la corriente no puede fluir porque el campo eléctrico de la fuente de voltaje no llega al emisor. Esto se evita mediante una capa gruesa de semiconductor colector más una capa de semiconductor base.

Ahora conecte el voltaje entre la base y el emisor V BE , pero mucho más bajo que V CE (para transistores de silicio, el V BE mínimo requerido es 0.6V). Dado que la capa P es muy delgada, más una fuente de voltaje conectada a la base podrá "llegar" con su campo eléctrico a la región N del emisor. Bajo su acción, los electrones irán a la base. Algunos de ellos comenzarán a llenar los agujeros ubicados allí (recombinar). La otra parte no encontrará un hueco libre por sí misma, porque la concentración de huecos en la base es mucho menor que la concentración de electrones en el emisor.

Como resultado, la capa central de la base se enriquece con electrones libres. La mayoría de ellos irán hacia el colector, ya que allí el voltaje es mucho más alto. Esto también se ve facilitado por un grosor muy pequeño de la capa central. Una parte de los electrones, aunque mucho más pequeña, seguirá fluyendo hacia el polo positivo de la base.

Como resultado, obtenemos dos corrientes: una pequeña, desde la base hasta el emisor I BE, y una grande, desde el colector hasta el emisor I CE.

Si se aumenta el voltaje base, se acumularán aún más electrones en la capa P. Como resultado, la corriente base aumentará ligeramente y la corriente del colector aumentará significativamente. De este modo, con un pequeño cambio en la corriente base I B , la corriente de colector I cambia fuertemente DE. Así es como va amplificación de señal en un transistor bipolar. La relación entre la corriente de colector I C y la corriente de base I B se denomina ganancia de corriente. denotado β , vida o h21e, dependiendo de las especificaciones de los cálculos realizados con el transistor.

El amplificador de transistor bipolar más simple.

Consideremos con más detalle el principio de amplificación de señal en el plano eléctrico usando el circuito como ejemplo. Haré una reserva por adelantado de que tal esquema no es del todo correcto. Nadie conecta una fuente de voltaje de CC directamente a una fuente de CA. Pero en este caso, será más fácil y claro comprender el mecanismo de amplificación en sí mismo utilizando un transistor bipolar. Además, la técnica de cálculo en sí misma en el siguiente ejemplo está algo simplificada.

1. Descripción de los principales elementos de la cadena

Entonces, digamos que tenemos un transistor con una ganancia de 200 (β = 200). Desde el lado del colector, conectamos una fuente de alimentación relativamente potente de 20 V, debido a cuya energía se producirá una amplificación. Desde el lado de la base del transistor, conectamos una fuente de alimentación débil de 2V. Conecte la fuente a él en serie. voltaje de corriente alterna en forma de seno, con una amplitud de oscilación de 0,1V. Esta será la señal a amplificar. La resistencia Rb cerca de la base es necesaria para limitar la corriente proveniente de la fuente de la señal, que suele ser de baja potencia.

2. Cálculo de la corriente base de entrada I b

Ahora calculemos la corriente base I b. Como estamos tratando con voltaje alterno, necesitamos calcular dos valores de corriente: al voltaje máximo (V max) y al mínimo (V min). Llamemos a estos valores actuales, respectivamente, I bmax e I bmin.

Además, para calcular la corriente base, debe conocer el voltaje base-emisor V BE. Hay una unión PN entre la base y el emisor. Resulta que la corriente base "se encuentra" con un diodo semiconductor en su camino. El voltaje al que un diodo semiconductor comienza a conducir es de aproximadamente 0,6 V. no entraremos en detalles características corriente-voltaje del diodo, y para simplificar los cálculos, tomamos un modelo aproximado, según el cual el voltaje en el diodo conductor de corriente es siempre 0.6V. Esto significa que el voltaje entre la base y el emisor es V BE = 0.6V. Y dado que el emisor está conectado a tierra (V E = 0), el voltaje de la base a tierra también es de 0,6 V (V B = 0,6 V).

Calculemos I bmax e I bmin usando la ley de Ohm:

2. Cálculo de la corriente de salida del colector I DE

Ahora, conociendo la ganancia (β = 200), podemos calcular fácilmente los valores máximo y mínimo de la corriente del colector (I cmax e I cmin).

3. Cálculo de la tensión de salida V afuera

La corriente del colector fluye a través de la resistencia Rc, que ya hemos calculado. Queda por sustituir los valores:

4. Análisis de resultados

Como puede verse a partir de los resultados, V Cmax resultó ser menor que V Cmin. Esto se debe a que el voltaje en V Rc se resta del voltaje de suministro VCC. Sin embargo, en la mayoría de los casos esto no importa, ya que estamos interesados ​​en el componente variable de la señal: la amplitud, que aumentó de 0,1 V a 1 V. La frecuencia y la forma de onda sinusoidal no han cambiado. Por supuesto, una relación V out/V in de diez veces está lejos de ser el mejor indicador para un amplificador, pero es bastante adecuado para ilustrar el proceso de amplificación.

Entonces, resumamos el principio de funcionamiento de un amplificador en un transistor bipolar. Una corriente I b fluye a través de la base, llevando una componente constante y otra variable. Se necesita el componente constante para que la unión PN entre la base y el emisor comience a conducir, "se abre". El componente variable es, de hecho, la propia señal (información útil). La intensidad de la corriente colector-emisor dentro del transistor es el resultado de multiplicar la corriente base por la ganancia β. A su vez, el voltaje en la resistencia Rc por encima del colector es el resultado de multiplicar la corriente del colector amplificada por el valor de la resistencia.

Por lo tanto, la salida V out recibe una señal con una mayor amplitud de oscilaciones, pero con la forma y la frecuencia conservadas. Es importante enfatizar que el transistor toma energía para la amplificación de la fuente de alimentación VCC. Si el voltaje de suministro no es suficiente, el transistor no podrá funcionar completamente y la señal de salida puede distorsionarse.

Modos de funcionamiento de un transistor bipolar

De acuerdo con los niveles de voltaje en los electrodos del transistor, hay cuatro modos de operación:

Modo de corte.

Modo activo (modo activo).

Modo de saturación.

Modo inverso.

Modo de corte

Cuando el voltaje del emisor base es inferior a 0,6 V - 0,7 V, la unión PN entre la base y el emisor está cerrada. En este estado, el transistor no tiene corriente de base. Como resultado, tampoco habrá corriente en el colector, ya que no hay electrones libres en la base listos para moverse hacia el voltaje del colector. Resulta que el transistor está, por así decirlo, bloqueado, y dicen que está en modo de corte.

Modo activo

A modo activo el voltaje en la base es suficiente para abrir la unión PN entre la base y el emisor. En este estado, el transistor tiene corrientes de base y de colector. La corriente del colector es igual a la corriente base multiplicada por la ganancia. Es decir, el modo activo es el modo de funcionamiento normal del transistor, que se utiliza para la amplificación.

Modo de saturación

A veces, la corriente base puede ser demasiado grande. Como resultado, la fuente de alimentación simplemente no es suficiente para proporcionar una corriente de colector que corresponda a la ganancia del transistor. En modo de saturación, la corriente de colector será la máxima que la fuente de alimentación puede proporcionar y no se verá afectada por la corriente de base. En este estado, el transistor no puede amplificar la señal, ya que la corriente del colector no responde a los cambios en la corriente de base.

En el modo de saturación, la conductancia del transistor es máxima y es más adecuada para la función del interruptor (tecla) en el estado "encendido". Asimismo, en el modo de corte, la conductancia del transistor es mínima, y ​​esto corresponde al interruptor en el estado "apagado".

modo inverso

En este modo, el colector y el emisor intercambian funciones: la unión PN del colector tiene polarización directa y la unión del emisor tiene polarización inversa. Como resultado, la corriente fluye desde la base hasta el colector. La región semiconductora del colector no es simétrica al emisor, y la ganancia en el modo inverso es menor que en el modo activo normal. El diseño del transistor está hecho de tal manera que funcione de la manera más eficiente posible en el modo activo. Por lo tanto, en el modo inverso, el transistor prácticamente no se usa.

Parámetros básicos de un transistor bipolar.

ganancia de corriente- la relación entre la corriente de colector I C y la corriente de base I B . denotado β , vida o h21e, dependiendo de las especificaciones de los cálculos realizados con transistores.

β es un valor constante para un transistor y depende de la estructura física del dispositivo. La ganancia alta se calcula en cientos de unidades, la baja en decenas. Para dos transistores separados del mismo tipo, incluso si fueran "vecinos a lo largo de la tubería" durante la producción, β puede diferir ligeramente. Esta característica del transistor bipolar es quizás la más importante. Si a menudo se pueden ignorar otros parámetros del dispositivo en los cálculos, entonces la ganancia actual es casi imposible.

Impedancia de entrada- resistencia en el transistor, que "encuentra" la corriente base. denotado R en (R en). Cuanto más grande sea, mejor para las características de amplificación del dispositivo, ya que generalmente hay una fuente de señal débil en el lado de la base, de la cual necesita consumir la menor cantidad de corriente posible. La opción ideal es cuando la resistencia de entrada es igual a infinito.

R para un transistor bipolar promedio es de varios cientos de KΩ (kilo-ohmios). Aquí, el transistor bipolar pierde mucho frente al transistor de efecto de campo, donde la resistencia de entrada alcanza cientos de GΩ (gigaohmios).

Conductancia de salida- la conductividad del transistor entre el colector y el emisor. Cuanto mayor sea la conductancia de salida, más corriente colector-emisor podrá pasar a través del transistor con menos potencia.

Además, con un aumento en la conductancia de salida (o una disminución en la impedancia de salida), aumenta la carga máxima que el amplificador puede soportar con poca pérdida en la ganancia general. Por ejemplo, si un transistor con baja conductancia de salida amplifica una señal 100 veces sin carga, entonces cuando se conecta una carga de 1 KΩ, ya amplificará solo 50 veces. Un transistor con la misma ganancia pero una mayor conductancia de salida tendrá una menor caída de ganancia. La opción ideal es cuando la conductividad de salida es igual a infinito (o la resistencia de salida R out \u003d 0 (R out \u003d 0)).

Un transistor es un dispositivo que opera con semiconductores con relleno electrónico. Está diseñado para convertir y amplificar señales eléctricas. Hay dos tipos de dispositivos: y un transistor unipolar, o campo.

Si dos tipos de portadores de carga funcionan simultáneamente en un transistor: agujeros y electrones, entonces se llama bipolar. Si solo funciona un tipo de carga en un transistor, entonces es unipolar.

Imagina el funcionamiento de un grifo de agua ordinario. Giró la válvula: el flujo de agua aumentó, giró en la otra dirección: el flujo disminuyó o se detuvo. En la práctica, este es el principio de funcionamiento del transistor. Solo que en lugar de agua, una corriente de electrones fluye a través de ella. El principio de funcionamiento de un transistor de tipo bipolar es característico porque dos tipos de corriente fluyen a través de este dispositivo electrónico. Se dividen en grandes, o principales y pequeños, o gerentes. Además, la potencia de la corriente de control afecta la potencia de la principal. Considere que el principio de su funcionamiento es diferente de los demás. Pasa solo uno que depende del entorno.

Un transistor bipolar está hecho de 3 capas de semiconductor y, lo que es más importante, de dos uniones PN. Es necesario distinguir entre uniones PNP y NPN y, por lo tanto, transistores. En estos semiconductores, hay una alternancia de conducción de electrones y huecos.

El transistor bipolar tiene tres pines. Esta es una base, un contacto que sale de la capa central y dos electrodos en los bordes: un emisor y un colector. En comparación con estos electrodos finales, la capa base es muy delgada. En los bordes del transistor, la región del semiconductor no es simétrica. Para el correcto funcionamiento de este dispositivo, la capa semiconductora situada en el lado del colector debe ser ligeramente más gruesa que en el lado del emisor.

Los principios de funcionamiento del transistor se basan en procesos físicos. Trabajemos con el modelo PNP. El funcionamiento del modelo NPN será similar, excepto por la polaridad de tensión entre los elementos principales como colector y emisor. Apuntará en la dirección opuesta.

Una sustancia de tipo P contiene huecos o iones cargados positivamente. La materia de tipo N consiste en electrones cargados negativamente. En el transistor que estamos considerando, el número de huecos en la región P es mucho mayor que el número de electrones en la región N.

Cuando se conecta una fuente de tensión entre partes como el emisor y el colector, los principios de funcionamiento del transistor se basan en el hecho de que los huecos empiezan a ser atraídos por el polo y se acumulan cerca del emisor. Pero no hay corriente. Campo eléctrico de la fuente de voltaje no llega al colector debido a la capa gruesa del semiconductor emisor y la capa del semiconductor base.
Luego conectamos una fuente de voltaje con una combinación diferente de elementos, a saber, entre la base y el emisor. Ahora los agujeros se dirigen hacia la base y comienzan a interactuar con los electrones. La parte central de la base está saturada de agujeros. Como resultado, se generan dos corrientes. Grande - desde el emisor hasta el colector, pequeño - desde la base hasta el emisor.

Con un aumento en el voltaje base, habrá aún más agujeros en la capa N, la corriente base aumentará y la corriente del emisor aumentará ligeramente. Esto significa que con un pequeño cambio en la corriente base, la corriente del emisor aumenta bastante. Como resultado, obtenemos un crecimiento de señal en un transistor bipolar.

Considere los principios de funcionamiento del transistor, según los modos de su funcionamiento. Hay modo activo normal, modo activo inverso, modo de saturación, modo de corte.
Cuando está activo, la unión del emisor está abierta y la unión del colector está cerrada. En el modo inverso, todo sucede al revés.

Considere el circuito de conmutación de un transistor con un emisor común.
- el término mismo del nombre de esta inclusión ya habla de los detalles de este esquema. Un emisor común, y en kration es un OE, implica el hecho de que la entrada de este circuito y la salida tienen un emisor común.
Considere el esquema:

en este circuito vemos dos fuentes de alimentación, la primera de 1,5 voltios se utiliza como señal de entrada para el transistor y todo el circuito. La segunda fuente de alimentación es de 4,5 voltios, su función es alimentar el transistor y todo el circuito. El elemento de circuito Rn es la carga del transistor o, más simplemente, el consumidor.
Ahora sigamos el funcionamiento mismo de este circuito: una fuente de alimentación de 1,5 voltios sirve como señal de entrada para el transistor, ingresa a la base del transistor y lo abre. Si consideramos el ciclo completo del paso de la corriente de base, será así: la corriente pasa de más a menos, es decir, en base a una fuente de alimentación de 1,5 voltios, es decir, desde el terminal +, la corriente pasa por el emisor común que pasa por la base y cierra su circuito en el borne de la batería de 1,5 voltios. En el momento en que la corriente pasa por la base, el transistor está abierto, por lo que el transistor permite que la segunda fuente de alimentación de 4,5 voltios alimente Rn. veamos el flujo de corriente de la segunda fuente de alimentación de 4,5 voltios. Cuando la corriente de entrada de la base abre el transistor, fluye una corriente a través del emisor del transistor desde la fuente de alimentación de 4,5 voltios y sale del colector directamente a la carga Rн.
La ganancia es igual a la relación entre la corriente del colector y la corriente base y, por lo general, puede alcanzar desde decenas hasta varias centenas. Un transistor conectado de acuerdo con un circuito de emisor común teóricamente puede dar la máxima amplificación de señal en términos de potencia, en relación con otras opciones para encender el transistor.
Ahora considere el circuito para encender un transistor con un colector común:



En este diagrama, vemos que hay un colector común en la entrada y salida del transistor. Por lo tanto, este circuito se llama con un colector común OK.
Consideremos su trabajo: como en el circuito anterior, la señal de entrada llega a la base (en nuestro caso, esta es la corriente base) abre el transistor. Cuando se abre el transistor, la corriente de la batería de 4,5 V pasa desde el terminal + de la batería a través de la carga Rn, ingresa al emisor del transistor, pasa a través del colector y termina su círculo. La entrada de la cascada con esta inclusión de OK tiene una alta resistencia, generalmente de décimas de megaohmio a varios megaohmios debido al hecho de que la unión del colector del transistor está bloqueada. Y la impedancia de salida de la cascada, por el contrario, es pequeña, lo que permite usar tales cascadas para hacer coincidir la cascada anterior con la carga. Una cascada con un transistor conectado de acuerdo con un circuito colector común no amplifica el voltaje, pero amplifica la corriente (generalmente 10 ... 100 veces). Volveremos a estos detalles en los siguientes artículos, ya que no es posible cubrir todo ya todos a la vez.
Consideremos el circuito de conmutación de un transistor con una base común.



El nombre del OB ya nos dice mucho: significa que al encender el transistor, la base común con respecto a la entrada y salida del transistor.
En este circuito, la señal de entrada se aplica entre la base y el emisor, lo que nos sirve una batería con un valor nominal de 1,5 V, la corriente que pasa su ciclo de más a través del emisor del transistor a lo largo de su base, abriendo así el transistor. para el paso de tensión del colector a la carga Rn. La impedancia de entrada de la cascada es pequeña y generalmente varía de unidades a cientos de ohmios, lo que se atribuye a la desventaja del encendido descrito del transistor. Además, para el funcionamiento de la cascada con un transistor de base común, se requieren dos fuentes de alimentación separadas y la ganancia de corriente de la cascada es menor que la unidad. La ganancia de voltaje de la cascada a menudo alcanza de decenas a varios cientos de veces.
Aquí consideramos tres circuitos de conmutación de transistores, para ampliar el conocimiento puedo agregar lo siguiente:
Cuanto mayor sea la frecuencia de la señal en la entrada de la etapa del transistor, menor será la ganancia de corriente.
La unión del colector del transistor tiene una alta resistencia. Un aumento en la frecuencia conduce a una disminución en la capacitancia reactiva de la unión del colector, lo que conduce a una derivación significativa y al deterioro de las propiedades amplificadoras de la cascada.

El transistor pertenece a la categoría de dispositivos semiconductores. En ingeniería eléctrica, se utiliza como generador y amplificador de oscilaciones eléctricas. La base del dispositivo es un cristal ubicado en el estuche. Para la fabricación de un cristal se utiliza un material semiconductor especial, que por sus propiedades se encuentra en una posición intermedia entre un aislante y un conductor. El transistor se utiliza en radio y circuitos electrónicos. Estos dispositivos pueden ser Cada uno de ellos tiene sus propios parámetros y características.

Características de los transistores bipolares.

La corriente eléctrica en los transistores bipolares está formada por cargas eléctricas que tienen polaridad positiva y negativa. Los agujeros tienen polaridad positiva, mientras que los electrones tienen polaridad negativa. Para este tipo de dispositivos se utilizan cristales de germanio o silicio, que tienen características individuales que se tienen en cuenta al crear circuitos electrónicos.

La base del cristal son los materiales ultrapuros. A ellos se les agregan impurezas especiales en la dosis exacta. Son ellos los que influyen en la aparición de la conducción de electrones o huecos en un cristal. Se designan respectivamente como conductividad n o p. Hay una formación de la base, que es uno de los electrodos. Las impurezas especiales introducidas en la superficie del cristal cambian la conductividad base al valor opuesto. Como resultado, forman zonas n-p-n o p-n-p, a la que se conectan las conclusiones. Por lo tanto, se crea un transistor.

La fuente de los portadores de carga se llama emisor, y el colector de portadores es el colector. Entre ellos hay una zona que actúa como base. Los terminales del dispositivo se nombran de acuerdo con los electrodos conectados. Cuando una señal de entrada en forma de un pequeño voltaje eléctrico llega al emisor, una corriente fluirá en el circuito entre este y el colector. La forma de esta corriente coincide con la señal de entrada, pero su valor aumenta significativamente. Estas son precisamente las propiedades amplificadoras del transistor.

Funcionamiento del transistor de efecto de campo.

En los transistores de efecto de campo, el movimiento direccional de electrones o huecos se forma bajo la influencia de campo eléctrico, que se crea en el tercer electrodo por el voltaje aplicado. Los portadores salen de un electrodo, por lo que se llama la fuente. El segundo electrodo, que recibe las cargas, se llama drenaje. El tercer electrodo, que controla el movimiento de las partículas, se llama puerta. La sección conductora, limitada por el drenaje y la fuente, se denomina canal, por lo que estos dispositivos también se conocen como dispositivos de canal. La resistencia del canal cambia bajo la acción del voltaje generado en la puerta. Este factor afecta la corriente eléctrica que fluye a través del canal.

El tipo de portadores de carga afecta el rendimiento. En el canal n, hay un movimiento dirigido de electrones, y en el canal p, los huecos se mueven. Así, la corriente aparece bajo la acción de los portadores con un solo signo. Esta es la principal diferencia entre los transistores de campo y bipolares.

El principio de funcionamiento de cada transistor de efecto de campo es una corriente unipolar, requiere Voltaje constante para proporcionar la compensación inicial. El valor de la polaridad depende del tipo de canal, y la tensión está asociada a uno u otro tipo de dispositivo. En general, su funcionamiento es fiable, pueden funcionar en un amplio rango de frecuencias y tienen una gran impedancia de entrada.