База эмиттер коллектор: Как определить выводы транзистора – где у транзистора база, эмиттер, коллектор, обозначение выводов

Где у биполярного транзистора база, эмиттер и коллектор? — Спрашивалка

Где у биполярного транзистора база, эмиттер и коллектор? — Спрашивалка

ОШ

Ольга Шевченко

Транзистор 2SD146 имеет 2 лапки. Что у него где находится? И если перепутать лапки при спаивании он выидет из строя?

• транзистор
• коллектор

Екатерина

В зависимости от типа проводимости этих зон различают NPN (эмиттер − n-полупроводник, база − p-полупроводник, коллектор − n-полупроводник) и PNP транзисторы. К каждой из зон подведены проводящие контакты. База расположена между эмиттером и коллектором и изготовлена из слаболегированного полупроводника, обладающего большим сопротивлением. Общая площадь контакта база-эмиттер значительно меньше площади контакта коллектор-база, поэтому биполярный транзистор общего вида является несимметричным устройством .

РД

Роман Данилов

Где.. где внутри… а выводы могут быть по разному.. для каждого транзистора надо смотреть по справочнику…

МУ

Михаил Утешов

Из корпуса торчат!

Ев

Евгений

прозвони как диод – общий для двух диодов вывод – база
коллектор чаще всего корпус или центральный (не 100%)
остальное эмиттер.
а луучше по маркировке и справочнику.
если уже стоит в схеме – по монтажу (цепям питания и управления)

ТН

Татьяна Небера

В подобных транзисторах коллектор – это корпус. Зная полярность транзистора, базу и эмиттер легко определить с помощью мультиметра, имеющего диапазон прозвонки диодов. Встроенный в транзистор дополнительный диод может всё усложнить. Проще скачать даташит и там всё написано – где база, где эмиттер. Интернет же есть, раз в Ответы зашли?

AG

Alexandr Glazyrin

Будучи еще в 6 м классе, я знал методику определения выводов, светодиодов еще не было. .. Сделал стрелочный прибор, который определял проводимость, целостность транзистора, и названия выводов, ведь это же так просто….))))))))))))))))))))

АИ

Артём Иванов

1 – E
2 – B
3 – C

Вид на “ноги”

Похожие вопросы

где находится база коллектор и эмиттер у транзистора К7j? если смотреть на транзистор сверху он похож на букву D

помогите! скажите, где на транзисторе база, коллектор и эмиттер?

Напишите пожалуйста на принципиальном обозначении транзистора где эмиттер-база-коллектор

Где у биполярных транзисоров Эмитет Коллектор и База?

Зашунтировать транзистор переход Коллектор Эмиттер – диодом, но каким?

Drain, Gate, Source. Что из этого эмиттер, база, коллектор?

Чемм отличаются схемы транзистора с общем эмиттером, коллектором и базой?

Где у кт313А9 эмиттер/база/коллектор, или как определить мультиметром?

Подскажите пожалуйста, в биполярном транзисторе может быть больше одной базы, коллектора, эмиттера?

как узнать где у транзистора 2n3904 база и эмиттер. ..?

Биполярный транзистор: устройство и принцип работы

21 июня 2020 – Admin

Главная / Теория

Биполярный транзистор – полупроводниковый прибор с тремя выводами, широко применяемый в радиоэлектронных схемах. Первый биполярный транзистор создан в 50-х годах XX века. Его изобретение стало венцом попыток найти более компактный и удобный аналог вакуумного триода. Благодаря появлению транзисторов схемотехника сделала большой шаг вперёд: громоздкую вакуумную лампу, к тому же требующую для работы высокого напряжения, удалось заменить на прибор размером с горошину. В дальнейшем, технологии позволили на одном малюсеньком кристалле полупроводника формировать сразу десятки и сотни транзисторов, что дало начало появлению электронных микросхем и развитию современной электроники. Впрочем, довольно вводных слов, перейдём к делу.

Устройство и принцип работы

Биполярный транзистор состоит из трёх чередующихся полупроводниковых зон с разной проводимостью. В зависимости того, как расположены эти зоны, существует два типа транзисторов: p-n-p (прямой проводимости) и n-p-n (обратной проводимости). К каждой из зон подключён свой вывод, выводы называются одинаково для обоих типов транзисторов: средний вывод — база, а по краям эмиттер и коллектор.

Устройство транзисторов p-n-p и n-p-n и обозначение на схемах

Как мы увидим в дальнейшем, в создании электрического тока внутри транзистора участвуют два вида зарядов: электроны и дырки. Отсюда и название «биполярный». Далее я буду писать просто «транзистор» для простоты изложения, но, нужно помнить, что существуют и униполярные (полевые) транзисторы, речь о которых пойдёт в отдельной статье.

Если вы знакомы с устройством полупроводникового диода, вы заметили, что транзистор, можно сказать, представляет собой два  диода, включенных навстречу друг другу, с одной общей зоной. Давайте для определённости возьмём p-n-p транзистор и подключим его следующим образом:

Подключение p-n-p транзистора

На переход база-эмиттер (эмиттерный переход) подано прямое напряжение, этот диод открыт и через него течёт ток. А вот на коллекторном переходе напряжение запирающее: на коллекторе «минус» относительно базы. Если бы это были два изолированных диода, то на этом бы дело и кончилось. Но! Поскольку зона n общая, тут вступает в силу закон диффузии. Часть дырок, поставляемых эмиттером, не рекомбинирует с электронами базы, а проникает в область коллекторного p-n перехода, и там захватывается мощным минусом «коллектора». В коллекторной цепи тоже появляется ток.

По описанию может показаться, что в коллектор попадает небольшая часть дырок. Но в реальности всё наоборот: только малая часть эмиттерного тока ответвляется в базу, рекомбинируя там с электронами. Большая же часть (грубо говоря,  больше 90%) дырок идут в коллектор и создают коллекторный ток. Это становится возможным потому, что рекомбинация — сравнительно долгий по времени процесс, и дырки успевают заполнить всю область базы и попасть под влияние потенциала коллектора.

При этом сильный коллекторный ток зависит от слабого базового. Ну а если на базу подать запирающее напряжение, «плюс» относительно эмиттера, то ток база-эмиттер вовсе прекратится, а следом исчезнет и коллекторный ток.

Кстати, теперь должны стать понятны названия выводов транзистора. Эмиттер — эмитирует, поставляет заряды (в нашем примере — дырки). Коллектор их собирает, стягивает своим мощным потенциалом. Ну а база так называется потому, что в первых точечных транзисторах она конструктивно была основой прибора. Сейчас точечные транзисторы уже не применяются, их вытеснили более технологичные плоскостные приборы, а название осталось.

Осталось отметить, что все приведённые выше рассуждения применимы и для n-p-n транзисторов, только нужно поменять знаки напряжений на обратные: транзистор n-p-n открывается «плюсом» на базе относительно эмиттера, ну а на коллекторе должен быть плюс относительно базы.

Усилительные свойства транзистора

Должность усилителя — одна из основных «работ» транзистора в электронных схемах.  И выше было показано, что слабый сигнал на базе позволяет управлять в разы более мощным коллекторным током, создавая на коллекторе более мощную копию базового сигнала. Но тут нужно чётко понимать, что сам по себе транзистор не усиливает сигнал и не может получить энергию из ниоткуда, по волшебству. Для создания мощной копии он берёт энергию источника питания. Можно ещё сказать, что от величины базового тока зависит сопротивление коллекторного p-n перехода. Ну а уж какой окажется ток, будет определяться напряжением источника питания и сопротивлением нагрузки (разумеется, все эти параметры должны находиться в допустимых пределах).

Конструктивные особенности транзистора

Из приведёных выше схематических рисунков не очень понятно, чем же эмиттер отличается от коллектора? В принципе, некоторые транзисторы будут работать, даже если при подключении перепутать эмиттер и коллектор местами. Но давайте взглянем на рисунок, более приближенный к реальной конструкции транзистора, а заодно разберёмся, почему он сделан так а не иначе.

Конструкция транзистора (схематично)

Вот несколько соображений на эту тему:

• Площадь коллекторного p-n перехода должна быть побольше, для более эффективного захвата зарядов.
• Коллекторная зона легируется слабо, то есть там сравнительно мало свободных зарядов на единицу объёма — это позволяет прикладывать к коллекторному переходу гораздо большее напряжение, чем к эмиттерному, без риска пробоя коллекторного перехода.
• Эмиттерная зона, наоборот, легируется сильнее, для более эффективной инжекции зарядов. Но это и делает эмиттерный переход более «нежным». Особенно он боится обратного (запирающего) напряжения: для p-n-p это плюс на базе относительно эмиттера. В некоторых схемах даже ставится специальная защита – обычно с помощью диода.
• В коллекторе меньше свободных зарядов, сопротивление его выше, к тому же коллекторный переход работает в режиме обратного смещения. Всё это приводит к тому, что на нём выделяется основное тепло. Это тоже аргумент в пользу того, чтобы коллекторная зона была побольше, для эффективного рассеивания тепловой энергии.
• К слову, база тоже легируется слабо. База должна быть тонкой по двум причинам. Во-первых, для более эффективной диффузии зарядов, инжектируемых эмиттером. Во-вторых, для большего быстродействия транзистора: чтобы коллекторный ток как можно быстрее реагировал на изменение базового. Но при этом сопротивление базы должно быть высокое, чтобы не было пробоев напрямую между коллектором и эмиттером.

Все эти меры позволяют «выжать» из транзистора максимальный коэффициент усиления. Это величина, которая показывает соотношение между коллекторным и базовым током. У различных транзисторов коэффициент может варьироваться от десятков до сотен и даже тысяч.

Основные параметры транзистора

Один из важнейших параметров транзистора, коэффициент усиления, уже упоминался. Он определяет усилительные способности транзистора, во сколько раз коллекторный ток может быть больше базового. Впрочем, можно также вводить понятия коэффициента усиления по напряжению и по мощности, поэтому при чтении справочников нужно быть внимательным: какой именно коэффициент там приводится.

Многое зависит от области применения транзистора. В маломощных чувствительных усилителях важен коэффициент усиления. В высокочастотных каскадах — предельная частота, на которой ещё сохраняются усительные способности транзистора. Существование предельной частоты обусловлено скоростью работы транзистора, а также ёмкостью коллекторного перехода, которая на высоких частотах начинает играть заметную роль (мы помним, что активное сопротивление конденсатора уменьшается с ростом частоты). Ну а в выходных каскадах мощных усилителей уже не так важны усиление и частота, и на первый план выходят допустимые токи и напряжения.

Поэтому промышленность выпускает множество различных моделей биполярных транзисторов с характеристиками на любой вкус. А оригинальные решения, комбинирующие в одной схеме транзисторы с разными характеристиками, разной проводимостью, позволяют буквально творить чудеса и решать весьма нетривиальные задачи.

При чтении справочников следует обращать внимание на предельные значения, коих у транзистора целый веер. Например, предельно допустимое напряжение коллектора, предельный ток коллектора и предельная мощность. Предельное напряжение базового перехода, предельное обратное напряжение. И так далее. Причём, нужно избегать соблазна рассчитать предельно допустимую мощность как произведение предельного тока и предельного напряжения. По отдельности транзистор способен выдержать предельный ток и предельное напряжение, но если попытаться загнать его в такой режим, когда достигнуты оба этих показателя одновременно — транзистор выйдет из строя. Поэтому, всегда указывают предельную мощность отдельно. Часто можно расширить границы допустимой мощности, установив на транзистор теплоотводящий радиатор.

Отдельно стоит сказать про такой параметр, как неуправляемый обратный ток коллектора. Он создаётся собственными свободными зарядами, которые в небольшом количестве есть в любом полупроводнике. Этот ток не управляется «командами» с базы, кроме того, он сильно зависит от температуры, и способен внести существенные помехи в полезный сигнал.

Поделиться в соцсетях:

Транзистор, допускающий напряжение от базы к эмиттеру без коллектора

\$\начало группы\$

Я новичок в электротехнике и пытался создать транзисторный переключатель для своего двигателя. При этом заметил баг при отключении источника питания 5 В.

Схема выглядит так, как показано ниже. Мой GPIO 23, дающий 3,3 В, подключен к базе NPN-транзистора через резистор 5 кОм. Излучатель подключен к светодиоду, который подключен к земле на Raspberry Pi.

Я не понимаю, почему ток идет от базы к эмиттеру. Используя свой мультиметр, я обнаружил, что напряжение на резисторе составляет всего 0,6 В, а напряжение на светодиоде составляет 3 В. Как это вообще возможно? Я думал, что база просто сказала транзистору позволить току течь от коллектора к эмиттеру.

Я предположил, что это было причиной моей первой проблемы с двигателем. Второе изображение представляет собой схему полностью подключенной цепи, которая по какой-то причине питает светодиод, но не двигатель. Я не понимаю, почему все это не работает.

• напряжение
• транзисторы
• двигатель
• raspberry-pi
• макетная плата

\$\конечная группа\$

3

\$\начало группы\$

В вашей схеме падение напряжения на светодиоде составляет 2-3 вольта, но напряжение на эмиттере транзистора будет всего около 2,6 вольта (примерно на 0,7 вольта ниже базового напряжения), поэтому для двигателя останется очень мало напряжения ( и двигателю, вероятно, потребуется гораздо больший ток, чем светодиод может безопасно пропустить. )

^{смоделируйте эту схему — схема создана с помощью CircuitLab}

\$\конечная группа\$

3

\$\начало группы\$

Проводимость перехода база-эмиттер не зависит от перехода эмиттер-коллектор. Когда коллектор плавает, BJT ведет себя как диод. Возможно, анализ слабого сигнала BJT объяснит это лучше.

Транзистор ведет себя как эта схема T-конфигурации. Когда коллектор плавает, ток поступает в коллектор, а модель не хочет, но я хочу показать, что соединение база-эмиттер-перемычка может быть заменено диодом, который будет проводить ток Vbe>0.

\$\конечная группа\$

2

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

.

Внутреннее функционирование транзистора

Внутреннее функционирование транзистора Внутреннее функционирование транзистора

Этот текст представляет собой краткое объяснение внутреннего функционирования биполярного NPN-транзистора.

1. Принцип работы транзистора
2. Некоторые сведения о производстве

1. Как работает транзистор Посмотрите на этот схематический рисунок внутренней части транзистора. Весь текст будет об этом рисунке:

Посмотрите на следующие детали:

• Положительное легирование базы между эмиттером и коллектором не сконцентрировано. Там всего несколько отверстий.
• Основание тонкое.
• Эмиттер сильно легирован отрицательно.
• Коллектор толстый.
• Есть две зоны, не содержащие ни дырок, ни электронов: между коллектором и базой и между базой и эмиттером. Эти две ничейные земли содержат легирующие атомы, которые генерируют дырки и электроны, однако дырки и электроны аннигилируют друг друга.

  (Свободный электрон, столкнувшийся с дыркой, заполнит ее, что заставит оба исчезнуть: свободный электрон становится захваченным электроном, частью связи между двумя атомами кремния, таким образом, составной частью кристаллической структуры кремния.) (Дырка — это отсутствие связи между двумя атомами: один из двух атомов имеет электрон, доступный для создания связи, но, следовательно, необходимы два электрона, поэтому связи нет Дырки могут двигаться: если связь одного из двух атомов с одним одного из его соседей разорвано, что сделает один электрон доступным для создания недостающего звена. Но теперь есть еще одно недостающее звено совсем рядом. Дыра переместила один атом.)

  Когда транзистор не подключен к какому-либо источнику напряжения, разница напряжений между базой и коллектором и эмиттером составляет -0,7 В. Это напряжение отталкивает электроны коллектора к коллектору, электроны эмиттера к эмиттеру и дырки базы внутрь базы.

  Эти 0,7 Вольта представляют собой энергию самых быстрых электронов коллектора или эмиттера: когда случайным образом один из них движется к базе, он отталкивается этим электрическим полем в 0,7 Вольта внутри пустой зоны. Его скорость постепенно уменьшается, и он останавливается как раз в тот момент, когда собирался войти в зону, где есть отверстия. Затем, опять же из-за поля, он разворачивается и разгоняется обратно к коллектору или эмиттеру. Если напряженность поля уменьшится, электроны смогут попасть в зону, содержащую дырки. Они будут рекомбинировать с этими дырами и, таким образом, блокироваться там, заставят эту зону снова стать более негативной. Таким образом, электрическое поле снова увеличивается до 0,7 В. Затем другие электроны снова будут отталкиваться.

  Может быть, вы удивляетесь, почему вы не измеряете 0,7 Вольта, применяя вольтметр между проводом базы и проводом эмиттера. Ответ очень простой. Всякий раз, когда два проводящих объекта, сделанных из разных материалов, соприкасаются друг с другом, между ними всегда возникает разность потенциалов. Это потому, что часть, содержащая естественно более быстрые электроны, будет навязывать эти электроны другой части, делая ее более отрицательной. Это происходит также между проводами транзистора и полупроводниковыми зонами. Но если, например, разница напряжений между p-зоной и базовым проводом составляет 4 В, то разница напряжений между n-зоной и эмиттерным проводом будет 3,3 В. Это делает напряжение между двумя проводами равным 0 Вольт. Какую бы комбинацию различных металлов вы ни пытались использовать, вы получите один и тот же результат: вольтметр покажет 0 вольт. (Если только одна часть цепи не нагревается или не охлаждается в месте, где соприкасаются разные проводящие вещества.)

Вот как работает транзистор NPN:

1. Между коллектором и эмиттером подается электрическое напряжение, скажем, 9 вольт. Плюс на коллекторе (плюс аккумуляторной батареи на коллектор, минус на эмиттер). Коллектор-база диода NP предотвращает пересечение электронов. Это блокирует. Из-за этого напряжения в 9 В нейтральная зона между коллектором и базой увеличивается еще больше: электроны и дырки отдаляются друг от друга. Сейчас напряжение 90,7 В между коллектором и базой, внутри нейтральной зоны.
2. Между базой и эмиттером подается напряжение 0,7 В. Плюс на базе (плюс батареи на базе, минус на эмиттере). Это напряжение компенсирует разницу напряжений в 0,7 В между базой и эмиттером. Ничейная территория база-эмиттер исчезает, потому что дырки и электроны сталкиваются друг с другом. Дырки, попадающие в эмиттер, быстро рекомбинируют с многочисленными электронами эмиттера и исчезают. С другой стороны, электроны, исходящие из эмиттера, распространяются в базу, как цветная капля в стакане с водой. Они не сталкиваются с большим количеством отверстий.

   Можно было бы подумать, что для самых быстрых электронов будет достаточно напряжения 0,01 В. Правильно, но таких быстрых электронов очень мало. Только от 0,5 В достигается минимальный расход. Только некоторые транзисторы или диоды показывают явный ток при напряжении база-эмиттер ниже 0,5 В, вплоть до 0 В.

3. Оказавшись в базе, среди дыр, электроны кружатся вокруг. Неизбежно некоторые из них прибывают в нейтральную зону сборщиков баз. Затем они приводятся в движение 9V поле внутри этой нейтральной зоны по направлению к коллектору. Они входят в коллектор и сливаются с электронами коллектора.

   Во время пересечения нейтральной зоны, подвергаясь воздействию электрического поля 9 В, электроны получают каждый энергию 9 эВ, которые они будут эвакуировать в виде тепла. Таким образом, внутри транзистора больше всего нагревается коллектор.

4. Коллектор отнял электроны, которые, двигаясь внутри базы, становятся немного более положительными и, таким образом, притягивают новые электроны от эмиттера к базе. И так далее: бесконечно долго электроны будут накачиваться коллектором и замещаться электронами из эмиттера.
5. Иногда электрон внутри базы сталкивается с дыркой. Он рекомбинирует и «исчезнет». Чтобы компенсировать это, батарея между базой и эмиттером должна будет обеспечить ток одного электрона, чтобы один замещающий электрон вышел из эмиттера и образовалась одна замещающая дырка в том месте, где провод касается базы.

Количество электронов, которые совершают путешествие к коллектору, прежде чем один из них рекомбинирует внутри базы, является коэффициентом усиления транзистора. Другими словами: батарея база-эмиттер должна будет предоставить 1 электрон, в то время как 20 электронов переместятся от эмиттера к коллектору, причем эти 20 электронов будут предоставлены батареей коллектор-эмиттер.

Таким образом, цель тока эмиттер-база состоит в том, чтобы запустить ток эмиттер-коллектор, а затем компенсировать потерю электронов внутри базы. Если батарея эмиттер-база не компенсирует эти потери, то ток эмиттер-коллектор будет уменьшаться каждый раз, когда электрон рекомбинирует/исчезает. До нуля. Это приводит к тому, что может пройти некоторое время, прежде чем ток коллектора прекратится всякий раз, когда базовая батарея удаляется. Это явление легко увидеть на осциллографе. Если вы хотите, чтобы ток коллектора немедленно прекратился, то на базу необходимо подать отрицательное напряжение, чтобы оттолкнуть электроны от базы.

Почему коллектор толстый? Потому что таким образом, когда между коллектором и эмиттером подается важное напряжение, скажем, 50 В, электроны коллектора смогут перерисовываться на большое расстояние, создавая широкую пустую зону, которую не пересечет электрическая искра, которая разрушит функционирование транзистора или даже вывести его из строя.

2. Немного подробностей о производстве Контакты металлической проволоки с полупроводником создаются путем прижимания металлических частей к полупроводнику, а затем нагревания всего до высокой температуры. Металл и полупроводник немного плавятся вместе. После охлаждения полученная клеевая смесь очень грубая, но очень надежная.

Контакты между n+, p и n полупроводниковыми зонами не должны создаваться, потому что они существовали всегда. Можно подумать, что зоны N, P и N транзистора — это отдельные блоки, прижатые друг к другу. Это не так: транзистор — это единственный монокристаллический блок кремния, в котором разные зоны создаются путем помещения ионов разного сорта. Что-то вроде бельгийского флага, сделанного из одного куска ткани, одна треть которого окрашена в черный цвет, вторая треть — в желтый, а третья — в красный. Цвет очень важен, это то, что делает флаг флагом, но физически это всего лишь несколько миллиграммов пигментов на сплошном прямоугольнике ткани. Там один кусок ткани, а не три. (Поэтому одна из причин заключается в том, что если бы три куска кристалла столкнулись друг с другом, две контактные зоны между ними не были бы непрерывным кристаллом. Эти разрывы в непрерывности кристалла создали бы множество нежелательных дырок и электронов, которые мешали бы всему. )

Причина, по которой эмиттер представляет собой полупроводник n+, следующая:

Если алюминиевую проволоку прижать непосредственно к р-полупроводнику основания и все это нагреть, атомы алюминия проникнут в этот р-полупроводник и создадут очень сильное локальное положительное легирование р+. Если кто-то попытается инжектировать электроны внутрь p-полупроводника через алюминиевый контакт, это не удастся, потому что электроны должны сначала пройти через эту сильно легированную p+ зону, полную дырок, где они неизбежно будут захвачены рекомбинацией с этими дырками. (Вместо того, чтобы инжектировать электроны в базу, именно база будет доставлять дырки в сильно легированную контактную зону.)

Таким образом, алюминиевая &nbsp/p-зона является неизбежной ловушкой для электронов. Ток пройдет без проблем, но он будет состоять не из электронов: он будет состоять из дырок, движущихся в противоположном направлении.

Поэтому алюминиевую проволоку припаивают к n+-полупроводнику, расположенному рядом с p-полупроводником. У этого полупроводника n+ не будет проблем с тем, чтобы позволить электронам перейти в p-зону.

Тем не менее, остается проблема: если припаивание алюминиевого контакта к n-полупроводнику приводит к тому, что этот полупроводник становится очень сильно локально p-легированным, как мы можем избежать того, что он стирает локальное n-легирование и создает паразитный диод, который запрещает любое движение электронов? ? Ответ: прежде чем приблизиться к алюминиевому контакту, поверхность полупроводника сильно отрицательно легируют, чтобы он перестал быть полупроводником.