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

Биполярный транзистор

Биполярный транзистор — электронный полупроводниковый прибор, один из типов транзисторов, предназначенный для усиления, генерирования и преобразования электрических сигналов. Транзистор называется биполярный, поскольку в работе прибора одновременно участвуют два типа носителей заряда – электроны и дырки. Этим он отличается от униполярного (полевого) транзистора, в работе которого участвует только один тип носителей заряда.

Принцип работы обоих типов транзисторов похож на работу водяного крана, который регулирует водяной поток, только через транзистор проходит поток электронов. У биполярных транзисторов через прибор проходят два тока — основной «большой» ток, и управляющий «маленький» ток. Мощность основного тока зависит от мощности управляющего. У полевых транзисторов через прибор проходит только один ток, мощность которого зависит от электромагнитного поля.

В данной статье рассмотрим подробнее работу биполярного транзистора.

Устройство биполярного транзистора.

Биполярный транзистор состоит из трех слоев полупроводника и двух PN-переходов. Различают PNP и NPN транзисторы по типу чередования дырочной и электронной проводимостей. Это похоже на два диода, соединенных лицом к лицу или наоборот.

У биполярного транзистора три контакта (электрода). Контакт, выходящий из центрального слоя, называется база (base). Крайние электроды носят названия коллектор и эмиттер (collector и emitter). Прослойка базы очень тонкая относительно коллектора и эмиттера. В дополнение к этому, области полупроводников по краям транзистора несимметричны. Слой полупроводника со стороны коллектора немного толще, чем со стороны эмиттера. Это необходимо для правильной работы транзистора.

Работа биполярного транзистора.

Рассмотрим физические процессы, происходящие во время работы биполярного транзистора. Для примера возьмем модель NPN. Принцип работы транзистора PNP аналогичен, только полярность напряжения между коллектором и эмиттером будет противоположной.

Как уже говорилось в статье о типах проводимости в полупроводниках, в веществе P-типа находятся положительно заряженные ионы — дырки. Вещество N-типа насыщено отрицательно заряженными электронами. В транзисторе концентрация электронов в области N значительно превышает концентрацию дырок в области P.

Подключим источник напряжения между коллектором и эмиттером V_КЭ (V_CE). Под его действием, электроны из верхней N части начнут притягиваться к плюсу и собираться возле коллектора. Однако ток не сможет идти, потому что электрическое поле источника напряжения не достигает эмиттера. Этому мешает толстая прослойка полупроводника коллектора плюс прослойка полупроводника базы.

Теперь подключим напряжение между базой и эмиттером V_BE, но значительно ниже чем V_CE (для кремниевых транзисторов минимальное необходимое V_BE — 0.6V). Поскольку прослойка P очень тонкая, плюс источника напряжения подключенного к базе, сможет «дотянуться» своим электрическим полем до N области эмиттера. Под его действием электроны направятся к базе. Часть из них начнет заполнять находящиеся там дырки (рекомбинировать). Другая часть не найдет себе свободную дырку, потому что концентрация дырок в базе гораздо ниже концентрации электронов в эмиттере.

В результате центральный слой базы обогащается свободными электронами. Большинство из них направится в сторону коллектора, поскольку там напряжение намного выше. Так же этому способствует очень маленькая толщина центрального слоя. Какая-то часть электронов, хоть гораздо меньшая, все равно потечет в сторону плюса базы.

В итоге мы получаем два тока: маленький — от базы к эмиттеру I_BE, и большой — от коллектора к эмиттеру I_CE.

Если увеличить напряжение на базе, то в прослойке P соберется еще больше электронов. В результате немного усилится ток базы, и значительно усилится ток коллектора. Таким образом, при небольшом изменении тока базы I

B, сильно меняется ток коллектора I_С. Так и происходит усиление сигнала в биполярном транзисторе. Cоотношение тока коллектора I_С к току базы I_B называется коэффициентом усиления по току. Обозначается β, hfe или h31e, в зависимости от специфики расчетов, проводимых с транзистором.

β = I_C / I_B

Простейший усилитель на биполярном транзисторе

Рассмотрим детальнее принцип усиления сигнала в электрической плоскости на примере схемы.

Заранее оговорюсь, что такая схема не совсем правильная. Никто не подключает источник постоянного напряжения напрямую к источнику переменного. Но в данном случае, так будет проще и нагляднее для понимания самого механизма усиления с помощью биполярного транзистора. Так же, сама техника расчетов в приведенном ниже примере носит несколько упрощенный характер.

1.Описание основных элементов цепи

Итак, допустим в нашем распоряжении транзистор с коэффициентом усиления 200 (β = 200). Со стороны коллектора подключим относительно мощный источник питания в 20V, за счет энергии которого будет происходить усиление. Со стороны базы транзистора подсоединим слабый источник питания в 2V. К нему последовательно подсоединим источник переменного напряжения в форме синуса, с амплитудой колебаний в 0.1V. Это будет сигнал, который нужно усилить. Резистор Rb возле базы необходим для того, чтобы ограничить ток, идущий от источника сигнала, обычно обладающего слабой мощностью.

2. Расчет входного тока базы I

_b

Теперь посчитаем ток базы I_b. Поскольку мы имеем дело с переменным напряжением, нужно посчитать два значения тока – при максимальном напряжении (V

max) и минимальном (V_min). Назовем эти значения тока соответственно — I_bmax и I_bmin.

Также, для того чтобы посчитать ток базы, необходимо знать напряжение база-эмиттер V_BE. Между базой и эмиттером располагается один PN-переход. Получается, что ток базы «встречает» на своем пути полупроводниковый диод. Напряжение, при котором полупроводниковый диод начинает проводить — около 0.6V. Не будем вдаваться в подробности вольт-амперных характеристик диода, и для простоты расчетов возьмем приближенную модель, согласно которой напряжение на проводящем ток диоде всегда 0.6V. Значит, напряжение между базой и эмиттером V

BE = 0. 6V. А поскольку эмиттер подключен к земле (V_E = 0), то напряжение от базы до земли тоже 0.6V (V_B = 0.6V).

Посчитаем I_bmax и I_bmin с помощью закона Ома:

2. Расчет выходного тока коллектора I

_С

Теперь, зная коэффициент усиления (β = 200), можно с легкостью посчитать максимальное и минимальное значения тока коллектора ( I_cmax и I_cmin).

3. Расчет выходного напряжения V

_out

Осталось посчитать напряжение на выходе нашего усилителя V_out. В данной цепи — это напряжение на коллекторе V_C.

Через резистор Rc течет ток коллектора, который мы уже посчитали. Осталось подставить значения:

4. Анализ результатов

Как видно из результатов, V_Cmax получился меньше чем V_Cmin. Это произошло из-за того, что напряжение на резисторе V_Rc отнимается от напряжения питания VCC. Однако в большинстве случаев это не имеет значения, поскольку нас интересует переменная составляющая сигнала – амплитуда, которая увеличилась c 0.1V до 1V. Частота и синусоидальная форма сигнала не изменились. Конечно же, соотношение V

out/V_in в десять раз — далеко на самый лучший показатель для усилителя, однако для иллюстрации процесса усиления вполне подойдет.

Итак, подытожим принцип работы усилителя на биполярном транзисторе. Через базу течет ток I_b, несущий в себе постоянную и переменную составляющие. Постоянная составляющая нужна для того чтобы PN-переход между базой и эмиттером начал проводить – «открылся». Переменная составляющая – это, собственно, сам сигнал (полезная информация). Сила тока коллектор-эмиттер внутри транзистора – это результат умножения тока базы на коэффициент усиления β. В свою очередь, напряжение на резисторе Rc над коллектором – результат умножения усиленного тока коллектора на значение резистора.

Таким образом, на вывод V_out поступает сигнал с увеличенной амплитудой колебаний, но с сохранившейся формой и частотой. Важно подчеркнуть, что энергию для усиления транзистор берет у источника питания VCC. Если напряжения питания будет недостаточно, транзистор не сможет полноценно работать, и выходной сигнал может получится с искажениями.

Режимы работы биполярного транзистора

В соответствии уровням напряжения на электродах транзистора, различают четыре режима его работы:

• Режим отсечки (cut off mode).
• Активный режим (active mode).
• Режим насыщения (saturation mode).
• Инверсный ражим (reverse mode ).

Режим отсечки

Когда напряжение база-эмиттер ниже, чем 0.6V — 0.7V, PN-переход между базой и эмиттером закрыт. В таком состоянии у транзистора отсутствует ток базы. В результате тока коллектора тоже не будет, поскольку в базе нет свободных электронов, готовых двигаться в сторону напряжения на коллекторе. Получается, что транзистор как бы заперт, и говорят, что он находится в режиме отсечки.

Активный режим

В активном режиме напряжение на базе достаточное, для того чтобы PN-переход между базой и эмиттером открылся. В этом состоянии у транзистора присутствуют токи базы и коллектора. Ток коллектора равняется току базы, умноженном на коэффициент усиления. Т.е активным режимом называют нормальный рабочий режим транзистора, который используют для усиления.

Режим насыщения

Иногда ток базы может оказаться слишком большим. В результате мощности питания просто не хватит для обеспечения такой величины тока коллектора, которая бы соответствовала коэффициенту усиления транзистора. В режиме насыщения ток коллектора будет максимальным, который может обеспечить источник питания, и не будет зависеть от тока базы. В таком состоянии транзистор не способен усиливать сигнал, поскольку ток коллектора не реагирует на изменения тока базы.

В режиме насыщения проводимость транзистора максимальна, и он больше подходит для функции переключателя (ключа) в состоянии «включен». Аналогично, в режиме отсечки проводимость транзистора минимальна, и это соответствует переключателю в состоянии «выключен».

Инверсный режим

В данном режиме коллектор и эмиттер меняются ролями: коллекторный PN-переход смещен в прямом направлении, а эмиттерный – в обратном. В результате ток из базы течет в коллектор. Область полупроводника коллектора несимметрична эмиттеру, и коэффициент усиления в инверсном режиме получается ниже, чем в нормальном активном режиме. Конструкция транзистора выполнена таким образом, чтобы он максимально эффективно работал в активном режиме. Поэтому в инверсном режиме транзистор практически не используют.

Основные параметры биполярного транзистора.

Коэффициент усиления по току – соотношение тока коллектора I_С к току базы I_B. Обозначается β, hfe или h31e, в зависимости от специфики расчетов, проводимых с транзисторов.

β — величина постоянная для одного транзистора, и зависит от физического строения прибора. Высокий коэффициент усиления исчисляется в сотнях единиц, низкий — в десятках. Для двух отдельных транзисторов одного типа, даже если во время производства они были “соседями по конвейеру”, β может немного отличаться. Эта характеристика биполярного транзистора является, пожалуй, самой важной. Если другими параметрами прибора довольно часто можно пренебречь в расчетах, то коэффициентом усиления по току практически невозможно.

Входное сопротивление – сопротивление в транзисторе, которое «встречает» ток базы. Обозначается R_in (R_вх). Чем оно больше — тем лучше для усилительных характеристик прибора, поскольку со стороны базы обычно находиться источник слабого сигнала, у которого нужно потреблять как можно меньше тока. Идеальный вариант – это когда входное сопротивление равняется бесконечность.

R_вх для среднестатистического биполярного транзистора составляет несколько сотен КΩ (килоом). Здесь биполярный транзистор очень сильно проигрывает полевому транзистору, где входное сопротивление доходит до сотен ГΩ (гигаом).

Выходная проводимость — проводимость транзистора между коллектором и эмиттером. Чем больше выходная проводимость, тем больше тока коллектор-эмиттер сможет проходить через транзистор при меньшей мощности.

Также с увеличением выходной проводимости (или уменьшением выходного сопротивления) увеличивается максимальная нагрузка, которую может выдержать усилитель при незначительных потерях общего коэффициента усиления. Например, если транзистор с низкой выходной проводимостью усиливает сигнал в 100 раз без нагрузки, то при подсоединении нагрузки в 1 КΩ, он уже будет усиливать всего в 50 раз. У транзистора, с таким же коэффициентом усиления, но с большей выходной проводимостью, падение усиления будет меньше. Идеальный вариант – это когда выходная проводимость равняется бесконечность (или выходное сопротивление R_out = 0 (R_вых = 0)).

Частотная характеристика – зависимость коэффициента усиления транзистора от частоты входящего сигнала. С повышением частоты, способность транзистора усиливать сигнал постепенно падает. Причиной тому являются паразитные емкости, образовавшиеся в PN-переходах. На изменения входного сигнала в базе транзистор реагирует не мгновенно, а с определенным замедлением, обусловленным затратой времени на наполнение зарядом этих емкостей. Поэтому, при очень высоких частотах, транзистор просто не успевает среагировать и полностью усилить сигнал.

Всё о работе транзистора в ключевом режиме

Транзистор — радиоэлектронный компонент из полупроводникового материала, обычно с тремя выводами, способный от небольшого входного сигнала управлять значительным током в выходной цепи, что позволяет использовать его для усиления, генерирования, коммутации и преобразования электрических сигналов.

Для упрощения рассказа можно представить транзистор в виде переменного резистора. Вывод базы это есть как раз та самая ручка, которую можно покрутить. При этом изменяется сопротивление участка коллектор – эмиттер. Крутить базу, конечно, не надо, может оторваться. А вот подать на нее некоторое напряжение относительно эмиттера, конечно, можно.

Если напряжение не подавать вовсе, а просто взять и замкнуть выводы базы и эмиттера пусть даже и не накоротко, а через резистор в несколько КОм. Получается, что напряжение база – эмиттер (Uбэ) равно нулю. Следовательно, нет и тока базы. Транзистор закрыт, коллекторный ток пренебрежительно мал, как раз тот самый начальный ток. Примерно такой же, как у диода в обратном направлении! В этом случае говорят, что транзистор находится в состоянии ОТСЕЧКИ, что на обычном языке значит, закрыт или заперт.

Противоположное состояние называется НАСЫЩЕНИЕ. Это когда транзистор открыт полностью, так, что дальше открываться уже некуда. При такой степени открытия сопротивление участка коллектор эмиттер настолько мало, что включать транзистор без нагрузки в коллекторной цепи просто нельзя, сгорит моментально. При этом остаточное напряжение на коллекторе может составить всего 0,3…0,5В.

Чтобы довести транзистор до такого состояния, надо обеспечить достаточно большой ток базы, подав на нее относительно эмиттера большое напряжение Uбэ,- порядка 0,6…0,7В. Да, для перехода база-эмиттер такое напряжение без ограничительного резистора очень велико. Ведь входная характеристика транзистора, показанная на рисунке 1, очень похожа на прямую ветвь характеристики диода.

Рисунок 1. Входная характеристика транзистора

Эти два состояния – насыщение и отсечка, используются в том случае, когда транзистор работает в ключевом режиме наподобие обычного контакта реле. Основной смысл такого режима в том, что малый ток базы управляет большим током коллектора, который в несколько десятков раз больше тока базы. Большой ток коллектора получается за счет внешнего источника энергии, но все равно усиление по току, что называется, налицо. Простой пример: маленькая микросхема включает большую лампочку!

Чтобы определить величину такого усиления транзистора в ключевом режиме используется «коэффициент усиления по току в режиме большого сигнала». В справочниках от обозначается греческой буквой β «бетта». Практически для всех современных транзисторов при работе в ключевом режиме этот коэффициент никак не меньше 10…20 Определяется β  как соотношение максимально возможного тока коллектора к минимально возможному току базы. Величина безразмерная, просто «во сколько раз».

β ≥ Iк/Iб

Даже если ток базы будет больше, чем требуется, беды особой нет: транзистор все равно не сможет открыться больше. На то он и режим насыщения. Кроме обычных транзисторов для работы в ключевом режиме используются «дарлингтоновские» или составные транзисторы. Их «супер – бетта» может достигать 1000 и более раз.

Как рассчитать режим работы ключевого каскада

Чтобы не быть совсем голословным, попробуем рассчитать режим работы ключевого каскада, схема которого показана на рисунке 2.

Рисунок 2.

Задача такого каскада очень простая: включить и выключить лампочку. Конечно, нагрузка может быть любой, – обмотка реле, электромотор, просто резистор, да мало ли что. Лампочка взята просто для наглядности эксперимента, для его упрощения. Наша задача чуть посложнее. Требуется рассчитать величину резистора Rб в цепи базы, чтобы лампочка горела в полный накал.

Такие лампочки применяются для подсветки приборной доски в отечественных авто, поэтому найти ее несложно. Транзистор КТ815 с током коллектора 1,5А для такого опыта вполне подойдет.

Самое интересное во всей этой истории, что напряжения в расчетах участия не принимают, лишь бы соблюдалось условие β ≥ Iк/Iб. Поэтому лампочка может быть на рабочее напряжение 200В, а базовая цепь управляться от микросхем с напряжением питания 5В. Если транзистор рассчитан на работу с таким напряжением на коллекторе, то лампочка будет мигать без проблем.

Но в нашем примере микросхем никаких не предвидится, базовая цепь управляется просто контактом, на который просто подается напряжение 5В. Лампочка на напряжение 12В, ток потребления 100мА. Предполагается, что наш транзистор имеет β ровно 10. Падение напряжения на переходе база – эмиттер Uбэ = 0,6В. См. входную характеристику на рисунке 1.

При таких данных ток в базе должен быть Iб = Iк / β = 100 / 10 = 10(мА).

Напряжение на базовом резисторе Rб составит (за вычетом напряжения на переходе база – эмиттер) 5В – Uбэ = 5В – 0,6В = 4,4В.

Вспоминаем закон Ома: R = U / I = 4,4В / 0,01А = 440Ом. Согласно системе СИ подставляем напряжение в вольтах, ток в амперах, результат получаем в Омах. Из стандартного ряда выбираем резистор сопротивлением 430Ом. На этом расчет можно считать законченным.

Но, кто внимательно посмотрит на схему, может спросить: «А почему ничего не было сказано о резисторе между базой и эмиттером Rбэ? Про него просто забыли, или он не так и нужен?»

Назначение этого резистора – надежно закрыть транзистор в тот момент, когда кнопка разомкнута. Дело в том, что если база будет «висеть в воздухе», воздействие всяческих помех на нее просто гарантировано, особенно, если провод до кнопки достаточно длинный. Чем не антенна? Почти, как у детекторного приемника.

Чтобы надежно закрыть транзистор, ввести его в режим отсечки необходимо, чтобы потенциалы эмиттера и базы были равны. Проще всего было бы в нашей «учебной схеме» использовать переключающий контакт. Надо включить лампочку перекинули контакт на +5В, а когда потребовалось выключить – просто замкнули вход всего каскада на «землю».

Но не всегда и не везде можно позволить такую роскошь, как лишний контакт. Поэтому проще выровнять потенциалы базы и эмиттера при помощи резистора Rбэ. Номинал этого резистора рассчитывать не надо. Обычно его принимают равным десяти Rб. Согласно практическим данным его величина должна быть 5…10КОм.

Рассмотренная схема является разновидностью схемы с общим эмиттером. Тут можно отметить две особенности. Во-первых, это использование в качестве управляющего напряжения 5В. Именно такое напряжение используется, когда ключевой каскад подключается к цифровым микросхемам или, что теперь более вероятно, к микроконтроллерам.

Во-вторых, сигнал на коллекторе инвертирован по отношению к сигналу на базе. Если на базе присутствует напряжение, контакт замкнут на +5В, то на коллекторе оно падает практически до нуля. Ну, не до нуля, конечно, а до напряжения указанного в справочнике. При этом лампочка визуально не инвертируется,- сигнал на базе есть, есть и свет.

Ранее ЭлектроВести писали, что дожди могут стать новым источником возобновляемой и предельно дешевой энергии: ученые из Гонконга придумали новый тип электрогенератора с высоким КПД и удельной мощностью в тысячу раз большей, чем у существовавших до сих пор других подобных устройств. Их изобретение позволяет получать из падения одной капли воды с высоты 15 см напряжение свыше 140 вольт, а энергии этого падения хватит для питания 100 небольших светодиодных ламп.

По материалам: electrik.info.

Как найти коллектор, эмиттер и базу транзистора с помощью мультиметра?

Транзисторы — это полупроводники, используемые для переключения или усиления мощности и сигналов в современных электрических или электронных схемах и устройствах. Транзистор обычно имеет три вывода или клеммы: эмиттер, базу и коллектор. Итак, как найти коллектор, эмиттер и базу транзистора?

Как найти коллектор, эмиттер и базу транзистора?

Найти коллектор, эмиттер и базу транзистора можно как с помощью мультиметра, так и без него. Метод мультиметра является общим и работает для каждого типа транзистора без поиска определенных характеристик в транзисторе.

Определение 3-контактного транзистора с помощью мультиметра (PNP)

1. Возьмите мультиметр и убедитесь, что красный кабель подключен к розетке напряжения, а черный кабель подключен к ком.
2. Установите мультиметр в режим диода , перемещая колесо выбора до тех пор, пока оно не достигнет символа диода.
3. Используйте красный и черный щупы мультиметра для проверки первого вывода транзистора.
4. Подсоедините черный щуп к среднему контакту, а затем красный щуп к первому контакту и дождитесь показаний мультиметра.
5. Запишите показания, которые появились , и относитесь к ним как к показаниям первого контакта, « P-N ».
6. Переместите красный щуп к штифту на другой стороне , удерживая черный щуп посередине.
7. Обратите внимание на показание второго контакта и запишите его « N-P ».
8. Базу легче всего идентифицировать, потому что это P-тип  pin , тот, что посередине.
9. Контакт с самым высоким напряжением является эмиттером , а оставшийся контакт или контакт с самым низким напряжением является коллектором.

Определение 3-контактного транзистора с помощью мультиметра (NPN)

1. Возьмите мультиметр и убедитесь, что красный кабель подключен к разъему напряжения , а черный кабель подключен к ком.
2. Установите мультиметр в режим диода, перемещая колесико выбора до тех пор, пока оно не достигнет символа диода.
3. Используйте красный и черный щупы мультиметра для проверки первого вывода транзистора.
4. Подсоедините красный щуп к среднему контакту, а затем черный щуп к первому контакту и подождите, пока на мультиметре не появятся показания.
5. Запишите показание, которое появилось , и относитесь к нему как к показанию первого контакта « N-P ».
6. Переместите черный щуп к штифту на другой стороне , удерживая красный щуп на среднем.
7. Обратите внимание на показание второго контакта и запишите его « P-N ».
8. Базу легче всего идентифицировать, потому что это N-тип  пин , тот, что посередине.
9. Контакт с самым высоким напряжением является эмиттером , а оставшийся контакт или контакт с самым низким напряжением является коллектором.

Как отличить транзисторы PNP и NPN?

Чтобы отличить транзисторы PNP и NPN или транзисторы с биполярным переходом, необходимо использовать мультиметр . Сначала возьмите щупы мультиметра (черный и красный кабели), поместите черный щуп на средний контакт транзистора, а затем наденьте красный щуп на любой из контактов по бокам.

Если он показывает показания, то это PNP-транзистор; вы также можете поместить красный щуп на средний контакт транзистора , а затем поместить черный щуп на любой из контактов сбоку. Если он показывает показания, это NPN-транзистор, но оба контакта сбоку должны показывать показания, независимо от того, был ли это транзистор PNP или NPN.

Похожие чтения:

Почему у потенциометра 2, 3 и 6 ножек?…

Как определить переключатель под напряжением?

Как идентифицировать провода в трехпозиционном переключателе?

Как определить переключатель под напряжением? Легкая вещь!

Как определить линию и провод нагрузки? – 4 способа

Могу ли я использовать Ethernet и питание в одном кабелепроводе?

Источник

Идентификация 3-контактного транзистора без мультиметра (PNP или NPN)

Транзистор с биполярным переходом может иметь NPN или PNP, а также пластиковый или металлический корпус. Процесс идентификации отличается от транзистора в пластиковом корпусе до транзистора в металлическом корпусе, например:

Пластиковый корпус

У транзисторов в пластиковом корпусе есть две стороны, первая – плоская сторона, и она называется фронтальной. сторона , а вторая вогнутая и называется тыльной стороной. Итак, поэтому первое, что нужно сделать, это положить резистор на его заднюю сторону, где его лицевая сторона будет обращена к вам, затем пометить выводы цифрами.

Если начать с правой стороны, то первый вывод – это коллектор, второй вывод – база, а третий вывод – эмиттер ; Между тем, если вы начали с левой стороны, то первый контакт — это эмиттер, второй — база, а третий — коллектор, и это применимо, если у вас есть транзистор NPN .

Если у вас PNP-транзистор и вы начинаете с правой стороны, первый контакт — коллектор, второй — база, а третий — эмиттер ; между тем, если вы начнете с левой стороны, первый вывод будет коллектором, второй вывод — базой, а третий вывод — эмиттером.

В металлическом корпусе

Транзисторы в металлическом корпусе имеют круглую форму; в ободке корпуса есть метчик; в зависимости от ближайшего к нему вывода мы можем идентифицировать выводы транзистора . Если у вас есть транзистор NPN , ближайший к вкладке контакт — это эмиттер, средний контакт — это база, а последний — коллектор; между тем, если у вас есть Транзистор PNP .

Ближайший к вкладке контакт — коллектор, средний — база, а третий — эмиттер ; однако конфигурация контактов не является стандартной для каждого транзистора в металлическом корпусе; он может отличаться в зависимости от модели транзистора. Ниже приведена таблица, по которой можно определить, какая у вас модель и какая у нее конфигурация:

Вывод

Подводя итог, определить коллектор, эмиттер и базу транзистора можно как с помощью мультиметра, так и без него . Чтобы использовать мультиметр, вы должны получить свой мультиметр, установить его в режим диода и убедиться, что красный щуп подключен к напряжению, а черный щуп подключен к com ; затем выполните следующие действия для транзистора PNP  :

1. Используйте красный и черный щупы мультиметра для проверки первого вывода транзистора.
2. Подсоедините черный щуп к среднему контакту, а затем красный щуп к первому контакту и дождитесь показаний мультиметра.
3. Запишите появившееся показание и назовите его показанием первого контакта « P-N ».
4. Переместите красный щуп к штифту на другой стороне, удерживая черный щуп посередине.
5. Наблюдайте за показаниями второго вывода и запишите его « N-P ».
6. Базу легче всего идентифицировать, потому что это штифт P-типа  , тот, что находится посередине.
7. Вывод с самым высоким напряжением является эмиттером, а оставшийся вывод или вывод с наименьшим напряжением — коллектором.

Между тем, для транзистора NPN , , вы выполните аналогичные шаги, но будут некоторые отличия из-за другого расположения контактов транзистора:

1. Используйте красный и черный щупы вашего мультиметра, чтобы проверить первый вывод вашего транзистора.
2. Подсоедините красный щуп к среднему контакту, а затем черный щуп к первому контакту и дождитесь показаний мультиметра.
3. Запишите появившееся показание и относитесь к нему как к показанию первого штифта, « NP ».
4. Переместите черный щуп к штифту на другой стороне, оставив красный щуп на среднем.
5. Наблюдайте за показаниями второго контакта и запишите его « P-N ».
6. Основание легче всего идентифицировать, потому что это штифт N-типа , расположенный посередине.
7. Вывод с самым высоким напряжением является эмиттером, а оставшийся вывод или вывод с наименьшим напряжением — коллектором.

Мухаммад Ясир

Я амбициозный и миролюбивый человек, который всегда стремится стать лучше и узнать больше. Я люблю читать и писать, письмо помогает мне очистить свой разум и лучше думать. Одним из моих увлечений являются проекты «сделай сам», я люблю делать все сам, и мне так приятно учить других людей тому, что знаешь ты. Помощь людям делает из вас великого человека.

Транзистор NPN

Электроника приборы и схемы >> Транзисторы >> Биполярные переходной транзистор >> NPN Транзистор

НПН транзистор

Когда один p-тип полупроводниковый слой зажат между двумя n-типами полупроводниковых слоев формируется npn-транзистор.

НПН символ транзистора

символ цепи и диод аналогия транзистора npn показана на рисунке ниже.

В На приведенном выше рисунке показано, что электрический ток всегда течет из p-области в n-область.

НПН транзисторная конструкция

Транзистор npn состоит из трех полупроводниковых слоев: один слой полупроводника p-типа и два полупроводника n-типа слои.

Слой полупроводника p-типа зажат между двумя слоями n-типа. полупроводниковые слои.

Транзистор npn имеет три вывода: эмиттер, базу и коллекционер. Клемма эмиттера подключена к левой стороне слой n-типа. Клемма коллектора подключена справа боковой слой n-типа. Базовый терминал подключен к слой р-типа.

npn-транзистор имеет два p-n соединения. Между эмиттером образуется один переход и база. Этот переход называется переходом эмиттер-база или эмиттерный переход. Другое соединение образуется между база и коллектор. Это соединение называется коллектор-база. переход или коллекторный переход.

Рабочий npn-транзистора

Беспристрастный транзистор npn

Когда нет напряжения применяется к транзистору, он называется несмещенным транзистор. С левой стороны n-область (эмиттер) и с правой стороны n-регион (коллектор), бесплатно электроны являются основными носителями, а дырки неосновные носители, тогда как в p-области (базе) дырки являются основные носители и свободные электроны составляют меньшинство перевозчики.

Мы известно, что носители заряда (свободные электроны и дырки) всегда старайтесь двигаться из области с более высокой концентрацией в область с более низкой область концентрации.

Для свободные электроны, n-область – это область с более высокой концентрацией р-область — область более низкой концентрации. Точно так же для отверстия, p-область является областью более высокой концентрации и n-область – область более низкой концентрации.

Следовательно, в свободные электроны в левой части n-области (эмиттер) и правой боковые n-области (коллектор) испытывают силу отталкивания от друг друга. В результате свободные электроны слева и правые n-области (эмиттер и коллектор) будут двигаться в р-область (базу).

Во время В этом процессе свободные электроны встречаются с дырками в p-область (база) возле стыка и заполните их. Как результат, истощение область (положительные и отрицательные ионы) формируется на переход эмиттер-база и переход база-коллектор.

В переход эмиттера к базе, обедненная область пронизана аналогично ближе к основанию; от базы к коллектору стыка, область обеднения проникает больше в сторону базовая сторона.

Это Это связано с тем, что в месте перехода эмиттер-база эмиттер сильно легировано, а основание слегка легировано, поэтому обедненная область проникает больше в сторону основания и меньше в сторону сторона эмиттера. Точно так же в переходе база-коллектор коллектор сильно легирован, а база легирована слабо, поэтому область истощения больше проникает в сторону основания и меньше в сторону коллектора.

коллекционер область слабо легирована, чем область эмиттера, поэтому ширина обедненного слоя со стороны коллектора больше ширина обедненного слоя со стороны эмиттера.

Почему истощение область проникает больше в сторону слаболегированной стороны, чем сильно допинговая сторона?

Мы известно, что легирование – это процесс добавления примесей в собственный полупроводник, чтобы улучшить его электрическую проводимость. Электропроводность полупроводника зависит от добавленного к нему уровня легирования.

Если полупроводниковый материал сильно легирован, его электрические проводимость очень высокая. Это означает, что сильно допинг полупроводниковый материал имеет большое количество носителей заряда которые проводят электрический ток.

Если полупроводниковый материал слегка легирован, его электрические проводимость очень низкая. Это означает, что слегка допинг полупроводниковый материал имеет небольшое количество носителей заряда которые проводят электрический ток.

Мы известно, что в полупроводнике n-типа свободными электронами являются основные носители заряда и дырки являются неосновным зарядом перевозчики.

В npn-транзистор, левая сторона n-области (эмиттер) сильно легированный. Таким образом, эмиттер имеет большое количество свободных электронов.

Мы известно, что в полупроводнике p-типа дырки составляют большинство носители заряда и свободные электроны составляют неосновной заряд перевозчики.

р-область (база) слабо легирована. Так что база небольшая количество отверстий.

правая часть n-области (коллектор) умеренно легирована. Его уровень легирования находится между уровнем эмиттера и базы.

Когда атом теряет или отдает электрон, становится положительным ионом. С другой стороны, когда атом получает или принимает электрон, он становится отрицательным ионом.

атомы, отдающие электроны, называются донорами, а атомы которые принимают электроны, называются акцепторами.

Излучатель-база развязка:

Лет Предположим, что в левой n-области (эмиттере) каждый атом имеет три свободных электрона, а в р-области каждый атом имеет по одной дырке.

Во время распространение процесс, свободные электроны перемещаются из эмиттера (n-область) к основанию (p-регион). Точно так же отверстия перемещаются от основания (p-регион) в эмиттер (n-регион).

В эмиттер-база переход, когда атомы n-области (эмиттера) встречаются с p-областью (базовые) атомы, каждый атом n-области отдает три свободных электрона до трех атомов р-области. В результате n-область (эмиттер) атом, отдавший три свободных электрона, станет положительным ион и три атома p-области (основания), которые принимают (каждый принять один свободный электрон) три свободных электрона станут отрицательные ионы. Таким образом, каждая n-область (эмиттер) положительного иона производит три отрицательных иона p-области (основания).

Следовательно, в обедненная область на переходе эмиттер-база содержит больше отрицательные ионы, чем положительные ионы. Отрицательные ионы находятся в p-области (основании) вблизи перехода и положительных ионов находятся в n-области (эмиттер) вблизи перехода.

Следовательно, в обедненная область больше проникает в сторону р-области (база), чем n-область (эмиттер).

База-коллектор развязка:

Лет Предположим, что в правой части n-области (коллектор) каждый атом имеет два свободных электрона, а в р-области каждый атом имеет по одному отверстие.

Во время процесс диффузии, свободные электроны перемещаются из коллектора (n-регион) в основание (p-регион). Точно так же дырки перемещаются из от базы (p-регион) к коллектору (n-регион).

В базовый коллектор переход, когда атомы n-области (коллектор) встречаются с атомы p-области (основы), каждый атом n-области (коллектор) отдает два свободных электрона на два атома p-области (основания). Как результат, атом n-области (коллектор), который отдает два свободных электрона станет положительным ионом, а два атома p-области (основания) который принимает (каждый принимает по одному свободному электрону) два свободных электроны станут отрицательными ионами. Таким образом, каждая n-область (коллектор) положительный ион образует две р-области (основа) отрицательный ионы.

Следовательно, в обедненная область на переходе база-коллектор содержит больше отрицательные ионы, чем положительные ионы. Отрицательные ионы находятся в p-области (основании) вблизи перехода и положительных ионов находятся в n-области (коллекторе) рядом с переходом.

Следовательно, в обедненная область больше проникает в сторону р-области (база), чем n-область (коллектор).

Однако, ширина обедненного слоя со стороны коллектора более ширина обедненного слоя со стороны эмиттера. Это потому, что область коллектора легирована слабее, чем область эмиттера.

Предвзятый транзистор npn

Когда внешний напряжение подается на npn-транзистор, говорят, что это смещенный npn-транзистор. В зависимости от полярности приложенное напряжение, npn транзистор может работать в трех режимах: активный режим, режим отсечки и режим насыщения.

Транзистор npn часто работает в активном режиме, потому что в В активном режиме транзистор npn усиливает электрический ток.

Итак давайте посмотрим, как работает npn-транзистор в активном режиме.

Пусть Рассмотрим npn-транзистор, как показано на рисунке ниже. В на рисунке ниже переход эмиттер-база смещен в прямом направлении напряжением постоянного тока В _EE и переход база-коллектор смещен в обратном направлении постоянным напряжением V _CC .

База излучателя перекресток:

прямому смещению большое количество свободных электронов в левая сторона n-области (излучатель) испытывает силу отталкивания от отрицательную клемму батареи постоянного тока, а также они испытывать силу притяжения от положительного терминала батарея. В результате свободные электроны начинают течь от эмиттера к базе. Аналогичным образом отверстия в основании испытывать силу отталкивания от положительного вывода батареи, а также испытывать силу притяжения от минусовая клемма аккумулятора. В результате начинают появляться дыры. течет от базы к эмиттеру.

Срок к приложенному внешнему напряжению каждый атом-эмиттер имеет более чем один или два свободных электрона. Следовательно, каждый эмиттерный атом отдает более одного или двух свободных электронов более положительным ионы. В результате положительные ионы становятся нейтральными. Точно так же каждый основной атом принимает большее количество электронов. от большего количества отрицательных ионов. В результате отрицательные ионы становятся нейтральный. Мы знаем, что область истощения есть не что иное, как сочетание положительных ионов и отрицательных ионов.

Таким образом, ширина обеднения на переходе эмиттер-база уменьшается на подать прямое напряжение смещения.

Мы знать, что электрический ток означает поток носителей заряда. свободные электроны (отрицательные носители заряда) перетекают из эмиттера в основание, тогда как дырки (носители положительного заряда) вытекают из основания к эмиттеру. Эти носители заряда проводят электрический ток. Тем не менее, обычный текущее направление совпадает с направлением отверстий.

Таким образом, электрический ток течет от базы к эмиттеру.

База-коллектор перекресток:

к обратному смещению большое количество свободных электронов в правая сторона н-область (коллектор) испытывает силу притяжения от положительной клеммы аккумулятора. Следовательно, бесплатно электроны удаляются от соединения и направляются к плюсовая клемма аккумулятора. В результате большое количество нейтральных атомов-коллекторов теряет электроны и становится положительные ионы. С другой стороны, дырки в p-области (основание) испытывать силу притяжения от отрицательного терминала батарея. Следовательно, отверстия удаляются от соединения и течь к отрицательной клемме аккумулятора. Как В результате большое количество нейтральных атомов основания получает электроны и становится отрицательными ионами.

Таким образом, ширина обедненной области увеличивается в основании-коллекторе узел. Другими словами, количество положительных и отрицательных ионов увеличивается на переходе база-коллектор.

Коллектор-база-эмиттер текущий:

свободные электроны, которые текут от эмиттера к базе из-за прямое смещение будет сочетаться с отверстиями в основании.