Транзистор биполярный, описание транзисторов, функция транзистора, npn-транзистор, pnp-транзистор, типы транзисторов
Описание транзисторов
Описание транзисторов удобно начать с описания функции, которую они выполняют. Основная функция биполярного транзистора – усиливать ток и напряжение. Например, они могут усиливать слаботочные выходные сигналы интегральных микросхем таким образом, чтобы ими можно было управлять лампой, реле и т.д. Во многих схемах транзистор служит для преобразования изменяющегося тока в изменяющееся напряжение. Т.е. транзистор работает как усилитель напряжения.
Транзистор может работать как ключ (либо полностью открыт и через него может течь максимально возожный ток, либо полностью закрыт и ток через него не течёт) или как усилитель (всегда частично открыт)
npn-транзистор, pnp-транзистор
Существуют следующие типы транзисторов: npn и pnp с различным обозначением на схемах.
Буквы, обозначающие выводы транзистора, относятся к слоям полупроводника, из которого сделан транзистор. Большинство биполярных транзисторов, используемых сегодня, являются
Пожалуй, одним из самых известных отечественных транзисторов структуры npn является транзистор КТ315, а структуры pnp – транзистор КТ361.
Выводы биполярного транзистора обозначаются следующими буквами: B – (база), C – (коллектор), E – (эмиттер), в русском варианте, соответсвенно Б, К и Э. Эти термины относятся к внутренней организации транзистора, но не помогают понять, как транзистор работает. Поэтому, просто запомните их.
В добавление к pnp-транзисторам и npn-транзисторам (имеющим общее название – транзисторы биполярные) существуют полевые транзисторы, часто называемые FETs. Они имеют другое схематическое обозначение и характеристики.
Биполярный транзистор: принцип работы | joyta.ru
В этой статье постараемся описать принцип работы самого распространенного типа транзистора — биполярного. Биполярный транзистор является одним из главных активных элементов радиоэлектронных устройств. Предназначение его – работа по усилению мощности электрического сигнала поступающего на его вход. Усиление мощности осуществляется посредством внешнего источника энергии. Транзистор — это радиоэлектронный компонент, обладающий тремя выводами
Конструкционная особенность биполярного транзистора
Для производства биполярного транзистора нужен полупроводник дырочного или электронного типа проводимости, который получают методом диффузии либо сплавления акцепторными примесями. В результате этого с обоих сторон базы образуются области с полярными видами проводимостей.
Биполярные транзисторы по проводимости бывают двух видов: n-p-n и p-n-p. Правила работы, которым подчинен биполярный транзистор, имеющий n-p-n проводимость (для p-n-p необходимо поменять полярность приложенного напряжения):
- Положительный потенциал на коллекторе имеет большее значение по сравнению с эмиттером.
- Любой транзистор имеет свои максимально допустимые параметры Iб, Iк и Uкэ, превышение которых в принципе недопустимо, так как это может привести к разрушению полупроводника.
- Выводы база — эмиттер и база — коллектор функционируют наподобие диодов. Как правило, диод по направлению база — эмиттер открыт, а по направлению база — коллектор смещен в противоположном направлении, то есть поступающее напряжение мешает протеканию электрического тока через него.
- Если пункты с 1 по 3 выполнены, то ток Iк прямо пропорционален току Iб и имеет вид: Iк = hэ21*Iб, где hэ21 является коэффициентом усиления по току. Данное правило характеризует главное качество транзистора, а именно то, что малый ток базы оказывает управление мощным током коллектора.
Для разных биполярных транзисторов одной серии показатель hэ21 может принципиально разниться от 50 до 250. Его величина так же зависит от протекающего тока коллектора, напряжения между эмиттером и коллектором, и от температуры окружающей среды.
Изучим правило №3. Из него вытекает, что напряжение, приложенное между эмиттером и базой не следует значительно увеличивать, поскольку, если напряжение базы будет больше эмиттера на 0,6…0,8 В (прямое напряжение диода), то появится крайне большой ток. Таким образом, в работающем транзисторе напряжения на эмиттере и базе взаимосвязаны по формуле: Uб =Uэ + 0,6В (Uб=Uэ+Uбэ)
Еще раз напомним, что все указанные моменты относятся к транзисторам, имеющим n-p-n проводимость. Для типа p-n-p все следует изменить на противоположное.
Еще следует обратить внимание на то, что ток коллектора не имеет связи с проводимостью диода, поскольку, как правило, к диоду коллектор — база поступает обратное напряжение. В добавок , ток протекающий через коллектор весьма мало зависит от потенциала на коллекторе (данный диод аналогичен малому источнику тока)
Силиконовый коврик для пайки
Размер 55 х 38 см, вес 800 гр….
Биполярный транзистор принцип работы
При включении транзистора в режиме усиления, эмиттерный переход получается открытым, а переход коллектора закрыт.
Это получается путем подключения источников питания.
Поскольку эмиттерный переход открыт, то через него будет проходить эмиттерный ток, возникающий из-за перехода дырок из базы в эмиттер, а так же электронов из эмиттера в базу. Таким образом, ток эмиттера содержит две составляющие – дырочную и электронную. Коэффициент инжекции определяет эффективность эмиттера. Инжекцией зарядов именуют перенос носителей зарядов из зоны, где они были основными в зону, где они делаются неосновными.
В базе электроны рекомбинируют, а их концентрация в базе восполняется от плюса источника ЕЭ. В результате этого в электрической цепи базы будет течь довольно слабый ток. Оставшиеся электроны, не успевшие рекомбинировать в базе, под разгоняющим воздействием поля запертого коллекторного перехода, как неосновные носители, будут перемещаться в коллектор, создавая коллекторный ток. Перенос носителей зарядов из зоны, где они были неосновными, в зону, где они становятся основными, именуется экстракцией электрических зарядов.
Проверка биполярного транзистора – Основы электроники
Биполярный транзистор представляет собой полупроводниковый прибор, который предназначен для усиления сигналов. Так же транзистор может работать в ключевом режиме.
Транзистор состоит из двух p-n переходов, причем одна из областей проводимости является общей. Средняя общая область проводимости называется базой, крайние эмиттером и коллектором. Вследствие этого разделяют n-p-n и p-n-p транзисторы.
Итак, схематически биполярный транзистор можно представить следующим образом.
Рисунок 1. Схематическое представление транзистора а) n-p-n структуры; б) p-n-p структуры.
Для упрощения понимания вопроса p-n переходы можно представить в виде двух диодов, подключенных друг к другу одноименными электродами (в зависимости от типа транзистора).
Рисунок 2. Представление транзистора n-p-n структуры в виде эквивалента из двух диодов, включенных анодами друг к другу.
Рисунок 3. Представление транзистора p-n-p структуры в виде эквивалента из двух диодов, включенных катодами друг к другу.
Конечно же для лучшего понимания желательно изучить как работает p-n переход, а лучше как работает транзистор в целом. Здесь лишь скажу, что чтобы через p-n переход тек ток его необходимо включить в прямом направлении, то есть на n – область (для диода это катод) подать минус, а на p-область (анод).
Это я вам показывал в видео для статьи «Как пользоваться мультиметром» при проверке полупроводникового диода.
Так как мы представили транзистор в виде двух диодов, то, следовательно, для его проверки необходимо просто проверить исправность этих самых «виртуальных» диодов.
Итак, приступим к проверке транзистора структуры n-p-n. Таким образом, база транзистора соответствует p- области, коллектор и эмиттер – n-областям.
В этом режиме мультиметр будет показывать падение напряжения на p-n переходе в милливольтах. Падение напряжения на p-n переходе для кремниевых элементов должно быть 0,6 вольта, а для германиевых – 0,2-0,3 вольта.
Сначала включим p-n переходы транзистора в прямом направлении, для этого на базу транзистора подключим красный (плюс) щуп мультиметра, а на эмиттер черный (минус) щуп мультиметра. При этом на индикаторе должно высветиться значение падения напряжения на переходе база-эмиттер.
Далее проверяем переход база-коллектор. Для этого
Здесь необходимо отметить, что падение напряжения на переходе Б-К всегда будет меньше падения напряжения на переходе Б-Э.
Это можно объяснить меньшим сопротивлением перехода Б-К по сравнению с переходом Б-Э, что является следствием того, что область проводимости коллектора имеет большую площадь по сравнению с эмиттером.
По этому признаку можно самостоятельно определить цоколевку транзистора, при отсутствии справочника.
Так, половина дела сделана, если переходы исправны, то вы увидите значения падения напряжения на них.
Теперь необходимо включить p-n переходы в обратном направлении, при этом мультиметр должен показать «1», что соответствует бесконечности.
Подключаем черный щуп на базу транзистора, красный на эмиттер, при этом мультиметр должен показать «1».
Теперь включаем в обратном направлении переход Б-К, результат должен быть аналогичным.
Осталось последняя проверка – переход эмиттер-коллектор. Подключаем красный щуп мультиметра к эмиттеру, черный к коллектору, если переходы не пробитые, то тестер должен показать «1».
Меняем полярность (красный-коллектор, черный– эмиттер) результат – «1».
Если в результате проверки вы обнаружите не соответствие данной методике, то это значит, что транзистор неисправен.
Эта методика подходит для проверки только биполярных транзисторов. Перед проверкой убедитесь, что транзистор не является полевым или составным. Многие изложенным выше способом пытаются проверить именно составные транзисторы, путая их с биполярными (ведь по маркировки можно не правильно идентифицировать тип транзистора), что не является правильным решением. Правильно узнать тип транзистора можно только по справочнику.
При отсутствии режима проверки диодов в вашем мультиметра, осуществить проверку транзистора можно переключив мультиметр в режим измерения сопротивления на диапазон «2000». При этом методика проверки остается неизменной, за исключением того, что мультиметр будет показывать сопротивление p-n переходов.
А теперь по традиции поясняющий и дополняющий видеоролик по проверке транзистора:
БИПОЛЯРНЫЙ ТРАНЗИСТОР
Невозможно представить совеременную электронику без полупроводниковых материалов и радиодеталей. Сегодня в каждом радиоэлектронном устройстве мы можем встретить различные диоды, тиристоры, динисторы (диодный тиристор) , тринисторы, аналого – цифровые микросхемы и конечно не стоит забывать о транзисторах. Транзистор – полупроводниковый ключ с управляющим электродом, по принципу работы похож на тиристор. Транзисторы бывают двух основных видов – полевые и биполярные.
Более часто в радиоэлектронных устройствах используют биполярные транзисторы разной мощности и проводимости, исходя от схематических требований данного устройства. Хотя полевые несколько превосходят их по параметрам, за счёт чего завоёвывают всё большую популярность у разработчиков современной РЭА.
Биполярный транзистор – трехэлектродный полупроводниковый прибор.
Электроды последовательно подключены к трем последовательно расположенным слоям полупроводников. Биполярные транзисторы бывают двух видов – н-п-н и п-н-п. Н – негатив, П – позитив. В таком типе транзистора основными носителями являются и электроны и дырки, поэтому и они называются биполярными (от слова БИ – 2). Электрод подключенный к центральному слою называется базой, электроды, которые подключены к внешним слоям называются эмиттером и коллектором.
У коллектора большая площадь пн перехода, чем у эмиттера, кроме того для работы биполярного транзистора необходима малая толщина базы. Существует огромное количество биполярных транзисторов и они все отличаются друг от друга по многим параметрам – мощность рассеивания, частота транзистора, коэффициент усиления, максимальное допустимое напряжение, и многое другое.
Параметры транзисторов легко определить по их справочнику.
Биполярный транзистор можно представить как диодную сборку с общим катодом (п-н-п транзистор) или с общим анодом (п-н-п транзистор), в такой сборке база является общим выводом. Это свойство перехода очень часто используют для проверки транзисторов мультиметром. Биполярные транзисторы нашли очень широкое применение в электронике, ни одно радиоэлектронное устройство не возможно представить без таких транзисторов. Этот познавательны обзор приготовлен специально для начинающих радиолюбителей, а с вами как всегда был – АКА.
Форум по теоретии для начинающих
Форум по обсуждению материала БИПОЛЯРНЫЙ ТРАНЗИСТОР
| |||
Итак, мы уже знаем, что усиление электрических сигналов возможно в приборах с управляемыми потоками электрических зарядов. Однако сама по себе данная фраза ничего не значит. Возникает естественный вопрос: как, имея управляемый поток зарядов и подавая на вход слабый сигнал, на выходе прибора получить сильный сигнал? Для начала, видимо, следует разобраться в том, что же такое усиление электрических сигналов. Предположим, что мы имеем источник электрического сигнала, который при определенном сопротивлении нагрузки может обеспечить некоторые ток и напряжение сигнала на ней. Если нас не удовлетворяет напряжение на нагрузке, то, используя простейшие пассивные элементы (например, трансформатор), мы можем легко поднять его до необходимого уровня. Расплатой за это будет падение сигнального тока. И наоборот, если мы увеличим ток — снизится напряжение. Что же необходимо для работы усилительного устройства? Рассмотрим простой пример. Водитель автомобиля давит на педаль газа, и чем большее усилие он прикладывает к маленькой педали, тем быстрее едет большой и тяжелый автомобиль. Однако всем известно, что автомобиль двигает не слабый водитель, а мощный двигатель. Т.е. педаль — это лишь средство воздействия на двигатель, который и выполняет всю работу. На таком же принципе основано действие и усилителей электрических сигналов. В них создается отдельный мощный сигнал, который и попадает на выход усилителя, а слабый входной сигнал лишь воздействует на этот мощный сигнал, заставляя его изменяться по тому же закону. Как уже говорилось, в полупроводниках могут существовать потоки электрических зарядов. Если такой поток протекает от одного электрода полупроводникового прибора к другому, то между этими двумя электродами возникает электрический ток, абсолютная величина которого пропорциональна мощности потока (количеству перемещаемых за единицу времени зарядов). Очевидно, что при определенных условиях с помощью мощного внешнего источника питания мы можем создавать в полупроводниковых структурах самые разнообразные потоки зарядов. Вопрос, однако, заключается в том, как обеспечить воздействие на эти потоки слабого сигнала, который мы хотим усилить. Вернемся теперь к рассмотрению биполярного транзистора. На рис. 1.2 показана схема, в которой на выводы эмиттера и коллектора транзистора \(n\)-\(p\)-\(n\)-типа подано достаточно большое напряжение от внешнего мощного источника питания плюсом к коллектору и минусом к эмиттеру. Если бы между эмиттерной и коллекторной \(n\)-областями транзистора не было тонкой базовой прослойки с проводимостью \(p\)-типа, то очевидно, что в полупроводнике возник бы мощный поток электронов от эмиттера к коллектору.
Рис. 1.2. Схема подачи напряжений на биполярный транзистор n-p-n-типа для обеспечения режима усиления
Однако на практике даже весьма тонкой базовой прослойки оказывается достаточно, чтобы предотвратить это явление. Все изменяется, если мы приложим к базе транзистора некоторое незначительное по величине и положительное относительно эмиттера напряжение (рис. 1.2). При этом эмиттерный p-n-переход транзистора оказывается под напряжением, соответствующим его проводящему состоянию, и в \(p\)-\(n\)-структуре эмиттер—база образуется поток электронов в том же направлении, в котором он мог бы возникнуть при отсутствии базовой области. Электроны, достигая базовой области, по логике должны уходить в базовый электрод, обеспечивая прохождение тока в цепи база—эмиттер транзистора, но на практике происходит другое. Подгоняемые большим напряжением, приложенным между коллектором и эмиттером, электроны быстро пролетают через узкую базовую область и уходят к коллекторному электроду, т. Итак, оказывается, что в биполярном транзисторе можно создать сильный электрический ток в цепи “коллектор — эмиттер — внешний мощный источник питания” при достаточно слабом токе в цепи “база — эмиттер — маломощный источник сигнала”. Причем данное слабое воздействие на базу оказывает управляющее действие на ток в коллекторно-эмиттерной цепи. Если далее в коллекторную или эмиттерную цепь транзистора (рис. 1.2) включить некоторое сопротивление (нагрузку), то окажется, что ток и напряжение на нем повторяют форму входного сигнала на базе транзистора, но мощность, подаваемая на него, гораздо выше мощности входного сигнала, т. Мы описали работу биполярного транзистора \(n\)-\(p\)-\(n\)-типа. Для приборов \(p\)-\(n\)-\(p\)-типа все выглядит совершенно аналогично. Только здесь мы должны рассматривать не потоки электронов, а потоки положительных зарядов — дырок. При этом полярности всех внешних напряжений меняются на обратные. Других отличий нет.
|
В любом случае полезная мощность сигнала \(P_C = U_С I_С\) , передаваемая в нагрузку, при добавлении любых пассивных компонентов в схему может только снижаться. Для увеличения этой мощности нужны так называемые активные компоненты — усилители. Именно они позволяют из слабых входных воздействий получать мощные сигналы на выходе устройства.
е. возникает тот самый мощный поток зарядов между эмиттером и коллектором, который мы не могли получить ранее. Только крайне незначительная часть электронов попадает в базовый электрод. Таким образом, мы имеем слабый ток в цепи эмиттер—база и сильный ток в цепи эмиттер—коллектор (напомним, что направление электрического тока считается противоположным направлению движения отрицательных зарядов, в нашем случае — электронов). Повышая напряжение на базе транзистора, мы будем наращивать мощность потока электронов, при этом токи в цепях будут расти соответственно.
е. происходит усиление.Что такое биполярный переходной транзистор (BJT)?
Сегодня в этом посте мы подробно обсудим BJT (биполярный транзистор), включая определение, символ, работу, характеристики, типы и приложения BJT.
Давайте начнем.
Определение:
BJT (биполярный переходной транзистор) представляет собой сеть электронного устройства с регулируемым током, используемую для усиления и переключения.
Он поставляется с тремя выводами: эмиттер, база и коллектор.Малый ток на стороне базы используется для управления большим током на остальных клеммах. Раньше БЮТ состояли из германия, однако в последнее время для их изготовления используется кремний.
Символ:
На следующем рисунке показаны символы BJT. Левый – это символ транзистора NPN, а правый – символ транзистора PNP.
Стрелки в символе показывают направление тока. В транзисторе NPN ток течет от базы к эмиттеру, а в транзисторе PNP – от эмиттера к базе.
В рабочем состоянии:
Работа BJT начинается с основного штифта. Когда на вывод базы NPN-транзистора подается напряжение, он включает транзистор, и в результате ток начинает течь от коллектора к выводу эмиттера. Этот ток известен как ток коллектора и обозначается Ic. Поскольку это NPN-транзистор, здесь переход коллектор-база смещен в обратном направлении, а переход база-эмиттер смещен в прямом направлении.
Ширина обедненной области перехода коллектор-база выше по сравнению с шириной обедненной области перехода база-эмиттер.
Потенциал барьера уменьшается в BE-переходе, который смещен в прямом направлении, и в результате электроны будут перемещаться от эмиттера в базовую область. Базовая область слегка легирована и очень тонкая, поэтому ей сложно удерживать количество электронов в течение максимального времени.
Эти электроны объединятся с дырками, присутствующими в базовой области, и начнут вытекать из базовой области в виде базового тока. Большое количество электронов, оставшихся в базовой области, которые не соединяются с отверстиями, затем начинают попадать на сторону коллектора в виде тока коллектора.
Согласно закону Кирхгофа о токе эмиттерный ток представляет собой комбинацию тока коллектора и тока базы.
Ie = Ib + Ic
Это работа транзисторов NPN. Транзисторы PNP работают точно так же, но здесь направление тока и полярность напряжения меняются местами.
Характеристики:
BJT также известен как активное полупроводниковое устройство, в котором все три вывода различаются по концентрации легирования.
Сторона коллектора умеренно легирована, в то время как вывод эмиттера сильно легирован, а вывод базы, с другой стороны, слегка легирован.
BJT подключаются в трех различных конфигурациях, как показано ниже:
- Общая конфигурация
- Конфигурация с общим эмиттером
- Конфигурация с общим коллектором
Давайте обсудим их по порядку.
A: конфигурация с общей базой
В конфигурации с общей базой мы сохраним общую клемму базы между выходным и входным сигналами.
Следующая кривая входных характеристик для конфигураций с общей базой представляет собой график между током эмиттера IE по оси y и напряжением база-эмиттер VEB по оси x.
Выходные характеристики конфигурации с общей базой будут нарисованы между током коллектора IC по оси y и напряжением коллектор-база VCB по оси x, как показано ниже.
На кривой есть три разных участка: активная область, область насыщения и область отсечки.
В активной области эмиттерный переход смещен в обратном направлении, в области насыщения и коллекторный, и эмиттерный переходы смещены в прямом направлении, а в области отсечки и коллекторный, и эмиттерный переходы смещены в обратном направлении.
B: Конфигурация с общим эмиттером
В конфигурации с общим эмиттером мы сохраним общую клемму эмиттера между выходными и входными сигналами.
Входные характеристики конфигурации с общим эмиттером представляют собой график между базовым током IB по оси y и напряжением база-эмиттер VBE по оси x.
Кривая выходных характеристик представляет собой график между током коллектора IC по оси y и напряжением VCE коллектор-эмиттер по оси x.Конфигурация с общим эмиттером также имеет три области. В активной области эмиттерный переход смещен в прямом направлении, а коллекторный переход – в обратном. В области отсечки ток коллектора не полностью отсекается, а эмиттерный переход не полностью смещен в обратном направлении.
В области насыщения как эмиттерный, так и коллекторный переходы смещены в прямом направлении.
C: Конфигурация с общим коллектором
В конфигурации с общим коллектором, также известной как схема повторителя напряжения, мы сохраним общую клемму коллектора между выходным и входным сигналами.
Эта конфигурация в основном используется в приложениях для согласования импеданса и имеет высокий входной импеданс.
Типы:
УстройстваBJT в основном делятся на два основных типа:
1: NPN транзистор
2: PNP-транзистор
Давайте обсудим их по порядку.
1: NPN транзистор
NPN (отрицательный-положительный-отрицательный) – это тип BJT, который поставляется с одним легированным P-слоем, который находится между двумя легированными N-слоями.P-слой представляет собой базовый вывод, а два N-слоя представляют выводы эмиттера и коллектора. Поскольку это NPN-транзистор, здесь электроны являются основными носителями, а дырки – неосновными носителями.
Когда напряжение подается на вывод базы, он смещается, и ток начинает течь от коллектора к выводу эмиттера.
2: PNP-транзистор
PNP (положительный-отрицательный-положительный) – это тип BJT, который поставляется с одним легированным азотом слоем, который размещен между двумя легированными Р.N-слой представляет собой базовый вывод, в то время как два других уровня представляют выводы эмиттера и коллектора. В этом транзисторе PNP дырки являются основными носителями, а электроны – неосновными носителями. Когда на клемму базы подается напряжение, она смещается, и ток начинает течь от эмиттера к клемме коллектора.
Важно отметить, что транзисторы NPN всегда предпочтительнее транзисторов PNP, потому что движение электронов лучше и эффективнее, чем движение дырок.
Заявлений:
BJT в основном используются для коммутации и усиления.
BJT имеют низкое прямое падение напряжения и лучшее усиление по напряжению, что делает их хорошо подходящими для приложений усиления тока, напряжения и звука.
Надеюсь, у вас есть четкое представление о BJT. Если у вас есть какие-либо сомнения по поводу этой статьи, вы можете связаться со мной в разделе ниже. Я хотел бы помочь вам как можно лучше. Спасибо, что прочитали статью.
Биполярный транзистор– обзор
12.3 Биполярный транзистор с гетеропереходом
Биполярный транзистор с гетеропереходом (HBT) представляет собой тип BJT, в котором используется другой тип полупроводникового материала для областей эмиттера и базы, создавая гетеропереход . Основное преимущество HBT – более высокие частотные характеристики, которые зависят от типа используемого полупроводникового материала и геометрии устройства [22]. Например, HBT, изготовленные с использованием составного полупроводникового материала GaAs / арсенид алюминия-галлия (GaAs / AlGaAs), могут иметь f T вплоть до сотен ГГц.Еще более высокие частоты могут быть получены с устройствами с двойным гетеропереходом InP / арсенид индия-галлия (InGaAs) [9,23].
HBT находят применение либо в качестве генераторов, либо в качестве малошумящих усилителей [6,24]. Еще одним преимуществом HBT является высокий КПД и высокая плотность мощности, что делает их очень подходящими для применения в усилителях мощности СВЧ [25].
Существует две версии HBT, биполярный транзистор с одинарным гетеропереходом (SHBT) и биполярный транзистор с двойным гетеропереходом (DHBT), как показано на рисунке 12.5 [26].
Рисунок 12.5. Упрощенное концептуальное сечение HBT с материалами.
В обоих случаях структура HBT обычно формируется путем создания эмиттера из материала с широкой запрещенной зоной, такого как AlInAs (1,45 эВ) или InP (1,35 эВ), и базы из соединения с более узкой запрещенной зоной, GaInAs (0,75 эВ). , например. В случае SHBT один и тот же материал используется как для коллектора, так и для основания, тогда как третий материал используется в качестве коллектора в случае DHBT.
Эта смесь материалов имеет несколько преимуществ.Во-первых, ширина запрещенной зоны GaInAs, более узкая, чем у кремния и GaAs, дает InP HBT, которые имеют очень низкое напряжение включения и поэтому идеально подходят для низковольтных приложений.
Во-вторых, смещение валентной зоны, которое блокирует поток дырок базового эмиттера, позволяет базовому легированию быть на один-два порядка выше в HBT, чем в устройстве с одним материалом (гомопереход). Эффект заключается в снижении сопротивления базы, увеличении максимальной рабочей частоты (fmax) и разрешении меньших габаритов устройства.
– Часть 1
Биполярный транзистор является наиболее важным «активным» схемным элементом, используемым в современной электронике, и он составляет основу большинства линейных и цифровых ИС, операционных усилителей и т. Д. В дискретной форме он может функционировать либо как цифровой переключатель, либо как как линейный усилитель и доступен во многих формах низкой, средней и высокой мощности. В этом вступительном эпизоде основное внимание уделяется базовой теории транзисторов, их характеристикам и конфигурациям схем. Остальные семь частей серии представят широкий спектр практических схем применения биполярных транзисторов.
ОСНОВЫ БИПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА
Биполярный транзистор (впервые изобретен в 1948 году) представляет собой трехконтактное устройство усиления тока (база, эмиттер и коллектор), в котором небольшой входной ток может управлять величиной гораздо большего выходного тока. Термин «биполярный» означает, что устройство изготовлено из полупроводниковых материалов, в которых проводимость зависит как от положительных, так и от отрицательных (основных и неосновных) носителей заряда.
Обычный транзистор сделан из трехслойного полупроводникового материала n-типа и p-типа, с базовым или «управляющим» выводом, подключенным к центральному слою, а выводы коллектора и эмиттера подключены к внешним слоям.Если он использует многослойную конструкцию n-p-n, как на рис. 1 (a) , он известен как транзистор n-pn и использует стандартный символ на рис. 1 (b) .
РИСУНОК 1. Базовая конструкция (a) и обозначение (b) npn-транзистора.
Если он использует структуру p-n-p, как в рис. 2 (a) , он известен как pnp-транзистор и использует символ на рис. 2 (b) .
РИСУНОК 2. Базовая конструкция (a) и обозначение (b) pnp-транзистора.
При использовании для транзисторов npn и pnp требуется источник питания соответствующей полярности, как показано на , рис. 3, .
РИСУНОК 3. Подключения полярности к (a) npn-транзисторам и (b) pnp-транзисторам.
Устройству npn требуется источник питания, который делает коллектор положительным по отношению к эмиттеру – его выходной или выходной ток сигнала (I c ) течет от коллектора к эмиттеру, а его амплитуда регулируется входным «управляющим» током ( I b ), который течет от базы к эмиттеру через внешний токоограничивающий резистор (R b ) и положительное напряжение смещения.Транзистору pnp требуется отрицательное питание – ток его основного вывода течет от эмиттера к коллектору и управляется входным током эмиттер-база, который течет до отрицательного напряжения смещения.
В первые годы использования биполярных транзисторов большинство транзисторов были изготовлены из германиевых полупроводниковых материалов. У таких устройств было много практических недостатков: они были хрупкими, чрезмерно чувствительными к температуре, имели электронные шумы и очень низкую мощность передачи. Германиевые транзисторы уже устарели.Практически все современные биполярные транзисторы изготовлены из кремниевых полупроводниковых материалов. Такие устройства надежны, обладают хорошими показателями мощности, не слишком чувствительны к температуре и генерируют незначительный электронный шум.
Сегодня доступно очень большое количество превосходных типов кремниевых биполярных транзисторов. На рис. 4 перечислены основные характеристики двух типичных маломощных типов общего назначения – 2N3904 (npn) и 2N3906 (pnp), каждый из которых размещен в пластиковом корпусе TO-92 и имеет штифт на нижней стороне. соединения показаны на схеме.
РИСУНОК 4.
Общие характеристики и схема маломощных кремниевых транзисторов 2N3904 и 2N3906.
Обратите внимание, что при чтении списка на рис. 4 , V CEO (max) – это максимальное напряжение, которое может быть приложено между коллектором и эмиттером, когда база разомкнута, и V CBO (max) – максимальное напряжение, которое может быть приложено между коллектором и базой при разомкнутой цепи эмиттера. I C (макс.) – это максимальный средний ток, который может протекать через клемму коллектора устройства, а P T (макс.) – максимальная средняя мощность, которую устройство может рассеять без использования внешний радиатор, при нормальной комнатной температуре.
Одним из наиболее важных параметров транзистора является его коэффициент передачи прямого тока, или h fe – это коэффициент усиления по току или отношение выходного / входного тока устройства (обычно от 100 до 300 в двух перечисленных устройствах).
Наконец, цифра f T указывает доступное произведение коэффициента усиления / ширины полосы частот устройства, т. Е. Если транзистор используется в конфигурации обратной связи по напряжению, которая обеспечивает усиление по напряжению x100, ширина полосы составляет 1/100 от f T цифра, но если коэффициент усиления по напряжению уменьшается до x10, полоса пропускания увеличивается до f T /10 и т. Д.
ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАНЗИСТОРА
Чтобы получить максимальное значение от транзистора, пользователь должен понимать как его статические (постоянный ток), так и динамические (переменный ток) характеристики. На рисунке 5 показаны статические эквивалентные схемы npn- и pnp-транзисторов.
РИСУНОК 5. Статические эквивалентные схемы npn- и pnp-транзисторов.
Стабилитрон неизбежно формируется каждым np- или pn-переходом транзистора, и, таким образом, транзистор (в статических терминах) равен паре обратно соединенных стабилитронов, подключенных между выводами коллектора и эмиттера, с выводом базы.
подключены к их «общей» точке.В большинстве маломощных транзисторов общего назначения переход база-эмиттер имеет типичное значение стабилитрона в диапазоне от 5 В до 10 В – типичное значение стабилитрона перехода база-коллектор находится в диапазоне от 20 В до 100 В.
Таким образом, переход база-эмиттер транзистора действует как обычный диод при прямом смещении и как стабилитрон при обратном смещении. В кремниевых транзисторах смещенный в прямом направлении переход пропускает небольшой ток, пока напряжение смещения не возрастет примерно до 600 мВ, но при превышении этого значения ток быстро увеличивается.При прямом смещении фиксированным током прямое напряжение перехода имеет тепловой коэффициент около -2 мВ / 0 C. Когда транзистор используется с разомкнутой цепью эмиттера, переход база-коллектор действует так же. описан, но имеет большее значение стабилитрона. Если транзистор используется с разомкнутой базой, путь коллектор-эмиттер действует как стабилитрон, включенный последовательно с обычным диодом.
Динамические характеристики транзистора можно понять с помощью , рис. 6, , на котором показаны типичные характеристики прямого перехода маломощного кремниевого npn-транзистора с номинальным значением 100 h fe (коэффициент усиления по току).
РИСУНОК 6. Типичные передаточные характеристики маломощных npn-транзисторов со значением h fe , равным 100 номиналу.
Таким образом, когда ток базы (I b ) равен нулю, транзистор пропускает только небольшой ток утечки. Когда напряжение коллектора превышает несколько сотен милливольт, ток коллектора почти прямо пропорционален токам базы и мало зависит от значения напряжения коллектора. Таким образом, устройство можно использовать в качестве генератора постоянного тока, подавая фиксированный ток смещения в базу, или можно использовать как линейный усилитель, наложив входной сигнал на номинальный входной ток.
ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРИМЕНЕНИЯ
Транзистор может использоваться во множестве различных конфигураций основных схем, и оставшаяся часть этого вступительного эпизода представляет собой краткое изложение наиболее важных из них.
Обратите внимание, что хотя все схемы показаны с использованием транзисторов типа npn, их можно использовать с типами pnp, просто изменив полярность схемы и т. Д.
ДИОД И ЦЕПИ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ
Переход база-эмиттер или база-коллектор кремниевого транзистора может использоваться как простой диод или выпрямитель, или как стабилитрон, используя его с соответствующей полярностью. Рисунок 7 показывает два альтернативных способа использования npn-транзистора в качестве простого диодного зажима, который преобразует прямоугольный входной сигнал, связанный по переменному току, в прямоугольный выходной сигнал, который колеблется между нулем и положительным значением напряжения, т. Е. Который «фиксирует» выходной сигнал. к нулевой контрольной точке либо через внутреннюю базу-эмиттер транзистора, либо через «диодный» переход база-коллектор.
РИСУНОК 7. Схема ограничивающего диода, использующая npn-транзистор в качестве диода.
На рисунке 8 показан npn-транзистор, используемый в качестве стабилитрона, который преобразует нерегулируемое напряжение питания в стабилизированный выходной сигнал с фиксированным значением с типичным значением в диапазоне от 5 В до 10 В, в зависимости от конкретного транзистора.
Для этого приложения подходит только переход база-эмиттер транзистора с обратным смещением. Если используется переход база-коллектор с обратным смещением, значение стабилитрона обычно возрастает до диапазона 30–100 В, и транзистор может самоуничтожиться (из-за перегрева) при довольно низких уровнях тока стабилитрона.
РИСУНОК 8. Транзистор, используемый в качестве стабилитрона.
На рисунке 9 показан транзистор, используемый в качестве простого электронного переключателя или цифрового инвертора. Его база приводится в действие (через R b ) цифровым входом, имеющим либо нулевое напряжение, либо положительное значение, а нагрузка R L подключается между коллектором и положительной шиной питания. Когда входное напряжение равно нулю, транзистор отключен и через нагрузку протекает нулевой ток, поэтому между коллектором и эмиттером появляется полное напряжение питания.Когда на входе высокий уровень, транзисторный ключ полностью включен (насыщен), и в нагрузке протекает максимальный ток, и между коллектором и эмиттером вырабатывается всего несколько сотен милливольт.
Таким образом, выходное напряжение представляет собой инвертированную форму входного сигнала.
РИСУНОК 9. Транзисторный переключатель или цифровой инвертор.
Базовая схема Figure 9 предназначена для использования в качестве простого цифрового переключателя или инвертора, управляющего чисто резистивной нагрузкой.Его можно использовать в качестве электронного переключателя, который приводит в действие катушку реле или другую высокоиндуктивную нагрузку (например, двигатель постоянного тока), подключив его, как показано на рис. 10 , рис. 10 , в котором диоды D1 и D2 защищают транзистор от высокоточного переключателя. – индуцированные обратные ЭДС от индуктивной нагрузки в момент отключения питания.
РИСУНОК 10. Транзисторный переключатель (цифровой инвертор), управляющий катушкой реле (или другой индуктивной нагрузкой).
ЦЕПИ ЛИНЕЙНОГО УСИЛИТЕЛЯ
Транзистор можно использовать в качестве линейного усилителя тока или напряжения, подав соответствующий ток смещения на его базу, а затем подав входной сигнал между соответствующей парой клемм.
В этом случае транзистор может использоваться в любом из трех основных режимов работы, каждый из которых обеспечивает уникальный набор характеристик. Эти три режима известны как «общий эмиттер» (, рисунок 11, ), «общая база» (, рисунок 12, ) и «общий коллектор» (, рисунки 13 и 14, ).
В схеме с общим эмиттером (которая показана в очень простой форме на , рис. 11, ), резистивная нагрузка R L подключена между коллектором транзистора и положительной линией питания, а ток смещения подается в базу через резистор R b , значение которого выбирается для установки коллектора на значение половины напряжения покоя (чтобы обеспечить максимальные неискаженные колебания выходного сигнала).Входной сигнал подается между базой транзистора и эмиттером через конденсатор C, а выходной сигнал (который инвертирован по фазе относительно входа) принимается между коллектором и эмиттером. Эта схема дает среднее входное сопротивление и довольно высокий общий коэффициент усиления по напряжению.
РИСУНОК 11. Линейный усилитель с общим эмиттером.
В схеме с общей базой в Рис. 12 база смещена через R b и развязана по переменному току (или заземлена по переменному току) через конденсатор C b .Входной сигнал эффективно применяется между эмиттером и базой через C1, а усиленный, но не инвертированный выходной сигнал эффективно берется между коллектором и базой. Эта схема отличается хорошим коэффициентом усиления по напряжению, почти единичным коэффициентом усиления по току и очень низким входным сопротивлением.
РИСУНОК 12. Линейный усилитель с общей базой.
В цепи общего коллектора постоянного тока на рис. 13 коллектор закорочен на низкоомную положительную шину питания и, таким образом, фактически находится на уровне импеданса «виртуальной земли».Входной сигнал подается между базой и землей (виртуальный коллектор), а неинвертированный выход берется между эмиттером и землей (виртуальный коллектор).
Эта схема дает почти единичный общий коэффициент усиления по напряжению, а ее выход «следует» за входным сигналом. Таким образом, он известен как повторитель постоянного напряжения (или эмиттерный повторитель) и имеет очень высокий входной импеданс (равный произведению значений R L и h fe ).
РИСУНОК 13. Линейный усилитель постоянного тока с общим коллектором или повторитель напряжения.
Обратите внимание, что приведенная выше схема может быть модифицирована для использования переменного тока, просто смещая транзистор на половину напряжения питания и соединяя входной сигнал с базой по переменному току, как показано в базовой схеме на рис. 14 , в котором делитель потенциала R1-R2 обеспечивает смещение половинного напряжения питания.
РИСУНОК 14. Усилитель с общим коллектором переменного тока или повторитель напряжения.
Диаграмма на рис. 15 суммирует характеристики трех основных конфигураций усилителя.
Таким образом, усилитель с общим коллектором дает почти единичный общий коэффициент усиления по напряжению и высокий входной импеданс, в то время как усилители с общим эмиттером и общей базой дают высокие значения усиления по напряжению, но имеют значения входного сопротивления от среднего до низкого.
РИСУНОК 15. Сравнительные характеристики трех основных схемных конфигураций.
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ
Рисунок 16 показывает – в базовой форме – как пару усилителей основного типа Рисунок 11 можно соединить вместе, чтобы образовать «дифференциальный» усилитель или «длиннохвостую пару», которая выдает пропорциональный выходной сигнал. на разницу между двумя входными сигналами.В этом случае Q1 и Q2 используют общий эмиттерный резистор («хвост»), а схема смещена (через R1-R2 и R3-R4), так что два транзистора пропускают идентичные токи коллектора (таким образом, обеспечивая нулевую разницу между токами коллектора).
два напряжения коллектора) в условиях покоя с нулевым входом.
РИСУНОК 16. Дифференциальный усилитель или длиннохвостая пара.
Если в приведенной выше схеме возрастающее входное напряжение подается только на вход одного транзистора, это приводит к падению выходного напряжения этого транзистора и (в результате действия связи эмиттеров) вызывает выходное напряжение другого транзистора. транзистор поднимается на аналогичную величину, что дает большое дифференциальное выходное напряжение между двумя коллекторами.С другой стороны, если на входы обоих транзисторов подаются идентичные сигналы, оба коллектора будут двигаться на одинаковые величины, и, таким образом, схема будет производить нулевой дифференциальный выходной сигнал. Таким образом, схема выдает выходной сигнал, пропорциональный разнице между двумя входными сигналами.
ДАРЛИНГТОНСКОЕ СОЕДИНЕНИЕ
Входной импеданс схемы эмиттерного повторителя Рис. 13 равен произведению значений R L и значений h fe транзистора – если требуется сверхвысокий входной импеданс, его можно получить, заменив одиночный транзистор на пара транзисторов, подключенных по схеме «Дарлингтон» или «Супер-Альфа», как показано на Рис.
17 .Здесь эмиттерный ток входного транзистора подается непосредственно на базу выходного транзистора, и пара действует как один транзистор с общим значением h fe , равным произведению двух отдельных значений hfe, т. Е. Если каждое из них Транзистор имеет значение h fe , равное 100, пара действует как одиночный транзистор с h fe , равным 10 000, а полная схема имеет входное сопротивление 10 000 x R L .
РИСУНОК 17. Эмиттерный повторитель Дарлингтона или Супер-Альфа постоянного тока.
ЦЕПИ МУЛЬТИВИБРАТОРА
Мультивибратор, по сути, представляет собой цифровую схему с двумя состояниями, которую можно переключать из состояния с высоким выходом в состояние с низким выходом или наоборот, с помощью триггерного сигнала, который может быть получен от внешнего источника или с помощью автоматического или срабатывающий механизм синхронизации. Транзисторы могут использоваться в четырех основных типах схем мультивибратора, как показано на рисунках 18-21 .
Схема Рис. 18 Схема представляет собой простой бистабильный мультивибратор с перекрестной связью, запускаемый вручную, в котором смещение базы каждого транзистора происходит от коллектора другого, так что один транзистор автоматически отключается при включении другого. , наоборот.
РИСУНОК 18. Бистабильный мультивибратор с ручным запуском.
Таким образом, выход может быть понижен путем кратковременного отключения Q2 через S2, таким образом закорачивая путь Q2 база-эмиттер. Когда Q2 отключает привод базы питания R2-R4 на базу Q1, схема автоматически блокируется в этом состоянии до тех пор, пока Q1 не будет аналогичным образом отключен через S1, после чего выход снова блокируется в высоком состоянии и так до бесконечности.
На рисунке 19 показан – в базовой форме – моностабильный мультивибратор или схема генератора однократных импульсов.Его выход (от коллектора Q1) обычно низкий, поскольку Q1 обычно смещается через R5, но переключается на высокий в течение предварительно установленного периода (определяемого значениями компонентов C1-R5), если Q1 на короткое время выключается посредством кратковременного закрытия кнопки « Пуск »переключатель S1.
РИСУНОК 19. Моностабильный мультивибратор с ручным запуском.
Фактический период времени моностабильности начинается при отпускании кнопочного переключателя «Пуск» и имеет период (P) приблизительно 0.7 x C1 x R5, где P выражено в мкСм, C в мкФ, а R в килом.
На рисунке 20 показан нестабильный мультивибратор или автономный генератор прямоугольной волны, в котором периоды включения и выключения прямоугольной волны определяются значениями компонентов C1-R4 и C2-R3. По сути, эта схема действует как пара перекрестно связанных моностабильных схем, которые последовательно автоматически запускают друг друга. Если периоды синхронизации C1-R4 и C2-R3 идентичны, схема генерирует автономный прямоугольный выходной сигнал.Если два периода синхронизации не идентичны, схема генерирует асимметричный выходной сигнал.
РИСУНОК 20. Нестабильный мультивибратор или автономный прямоугольный генератор.
Наконец, На рисунке 21 показан базовый триггер Шмитта или схема преобразователя синусоидального сигнала в прямоугольный. Действие схемы здесь таково, что Q2 внезапно переключается из состояния «включено» в состояние «выключено» или наоборот, когда база Q1 поднимается выше или ниже заранее определенных уровней «триггерного» напряжения.
РИСУНОК 21. Триггер Шмитта или преобразователь синусоидальной формы в прямоугольную.
Если на вход схемы подается синусоидальный сигнал разумной амплитуды, схема, таким образом, генерирует выходной сигнал в виде симпатической прямоугольной волны. NV
BJT (биполярный переходной транзистор) | Microsemi
Обзор
Биполярные переходные транзисторы, или BJT, обладают более высокой проводимостью, чем МОП-транзисторы, и не требуют отдельных драйверов затвора.Особая сила заключается в том, что они представляют собой усилители тока, способные создавать очень высокие плотности тока.
Они могут использоваться как усилители, переключатели и генераторы и способны работать на очень высоких частотах. Их также можно использовать в качестве датчиков температуры и логарифмических преобразователей. Microsemi предлагает BJT в дискретной конфигурации NPN или PNP, а также в собранном виде, который можно использовать для приложений интерфейса или преобразования мощности.
Microsemi BJT могут использоваться в приложениях Space , Commercial Aviation , Hi-Reliability , Military и Industrial .
Дискретные решения Microsemi соответствуют требованиям MIL-PRF-19500 , и компания имеет больше квалификаций DLA , чем любой другой производитель космического уровня.
Приложения
Рекомендуемые приложения для BJT (биполярного переходного транзистора)
Параметрический поиск
- «Предыдущая
- {{n + 1}}
- Следующий ” Показано 2550100 на страницу
| Детали | Статус детали | упаковка Тип | Перевозчик пакетов | |
attributes | orderBy:’order'” ng-if=”!attribute.common” attribute=”attribute” attribute-load-event=””> {{attribute.имя | noComma}} ({{attribute.type}})В этой категории нет параметрических данных! попробуйте другие категории
Биполярный транзистор, биполярный транзистор PNP, усилитель на биполярном транзисторе
Биполярный транзистор – это тип полупроводника, в котором используются два носителя заряда вместо одного. Обычно используется в схемах, его функция заключается в увеличении тока или в качестве переключателя. Действуя как изолятор или проводник, транзистор может легко переключаться между переключателем и усилителем.
Также известные как транзисторы с биполярным переходом, каждый состоит из трех слоев кремния и представляет собой трехконтактное активное устройство. Хотя кремний, как известно, является плохим проводником, при определенной химической обработке его способность проводить электричество улучшается.
Это также известно как «допинг».
Как работают биполярные транзисторы?
Стандартные характеристики биполярного транзистора включают два PN (положительно-отрицательных) перехода и три соединительных вывода биполярного транзистора: эмиттер, коллектор и базу.Биполярный транзистор контролирует электрический ток от эмиттера к коллектору и регулирует его в зависимости от напряжения, приложенного к базе.
Когда в базу подается небольшой ток, можно контролировать больший ток через выводы эмиттера и коллектора. Это делает устройство отличным как для усиления, так и для функций переключения.
Преимущества использования биполярного транзисторного перехода:
- Возможность использовать его в высокочастотных или низкочастотных приложениях
- Большая полоса усиления
- Лучшее усиление напряжения
- Хорошие характеристики на высоких частотах
Для этих По этой причине схема усилителя на биполярных транзисторах часто используется в электронных аудиопередатчиках или беспроводных передатчиках.
Биполярные транзисторы Активный режим является наиболее распространенным использованием, это означает, что транзистор может действовать как усилитель, увеличивая электрический ток от коллектора к эмиттеру.
В режиме насыщения ток может свободно течь между коллектором и эмиттером. Это также известно как «включенный» режим. Режим отсечки противоположен насыщению и означает, что нет тока, необходимого для создания выходного сигнала. Эти режимы включения / выключения означают, что биполярный транзистор чрезвычайно эффективно работает как переключатель.
Типы биполярных транзисторов
Существует два основных типа биполярных транзисторов: биполярный транзистор PNP или биполярный транзистор NPN. Наиболее распространенная конфигурация транзисторов – это биполярный силовой транзистор NPN, в котором ток течет от коллектора к эмиттеру. В конфигурации PNP все наоборот, и ток течет от эмиттера к коллектору.
Биполярный транзистор PNP включается с низким сигналом, тогда как биполярный транзистор NPN использует высокий сигнал.
Тем не менее, существует также двойной комплементарный биполярный транзистор NPN PNP, который представляет собой шестиконтактное гибридное устройство, содержащее оба.
Другой тип биполярного транзистора – это биполярный транзистор с изолированным затвором. Состоящие из четырех слоев в схеме PNPN, эти транзисторы становятся все более распространенными в современных приложениях, таких как умные дома, источники питания для сканеров безопасности в аэропортах, а также в зарядных устройствах для электромобилей.
Технические характеристики
Наши биполярные переходные транзисторы выпускаются в широком диапазоне спецификаций в соответствии с вашими потребностями.Варианты для вашего транзистора включают NPN, PNP плюс двойной дополнительный биполярный транзистор NPN PNP. Благодаря большому диапазону вариантов напряжения коллектора и коллектора-эмиттера, включая высоковольтные биполярные транзисторы до 1500 В, вы обязательно найдете подходящий продукт.
Благодаря широкому выбору вариантов монтажа и количества выводов выбор идеального биполярного транзистора не может быть проще.
Кроме того, наши раскрывающиеся меню позволяют легко фильтровать наши продукты в соответствии с вашими точными характеристиками.
Выберите лучший биполярный транзистор для ваших нужд
У нас есть товары от уважаемых производителей, включая такие известные производители, как:
- Diodes Inc.
- NTE Electronics Inc.
- ON Semiconductor
- Panasonic
- Solid Государственное производство
Вы можете искать предпочитаемую марку с помощью фильтра «производитель», поэтому найти нужную деталь еще никогда не было так просто.
Воспользуйтесь нашим порталом быстрого заказа, чтобы найти продукт по складскому номеру или номеру детали и добавить его в корзину, если вы уже знаете, что ищете.Кроме того, если вам нужен совет или вы хотите задать какие-либо вопросы, свяжитесь с нами для получения экспертной помощи, и мы будем рады обсудить ваши потребности в продукте.
Чтобы узнать о последних отраслевых новостях и опыте, посетите наш центр консультаций экспертов.
Что такое биполярные транзисторные переключатели
Plate 1
by Lewis Loflin
Это представит широкое представление о коммутирующих транзисторах PNP и NPN, ориентированных на общие 5-вольтовые микроконтроллеры. Биполярные транзисторы состоят из двух полупроводниковых переходов (таким образом, биполярных), которые служат для широкого круга электронных применений, от звуковых усилителей до цифровых схем.
Здесь нас интересует только их использование в качестве электронных переключателей для управления нагрузками, такими как реле, лампы, двигатели и т. Д. Они бывают разных корпусов и стилей.
Табличка 2
На табличке 2 выше мы видим электронные символы как для NPN, так и для NPN. Они работают точно так же, за исключением противоположных электрических полярностей. Если набор транзисторов имеет точные электрические свойства, но противоположные полярности, они называются дополнительной парой .
Другой тип транзисторов известен как полевые МОП-транзисторы или металлооксидные полупроводниковые полевые транзисторы , которые будут рассмотрены отдельно.
Пластина 3
На Таблице 3 показаны типичные электрические соединения для биполярных транзисторов PNP и NPN в системе микроконтроллера с отрицательным заземлением. Обратите внимание, что ток на этих иллюстрациях изменяется от отрицательного к положительному.
Обратите внимание на стрелки, обозначающие ток – с PNP ток коллектора (Ic) идет от коллектора (C) к эмиттеру (E), а NPN Ic – от эмиттера к коллектору.
Обратите внимание на положение транзисторов относительно GND, +12 В и нагрузки в этом случае двигателей постоянного тока.Работая как переключатель для включения-выключения двигателя, транзистор PNP расположен на стороне + Vcc нагрузки и будет источником тока.
С NPN-транзистором справа переключатель находится на стороне заземления нагрузки и, как говорят, принимает ток.
Приемник и источник важны при подключении программируемых логических контроллеров (ПЛК), используемых для управления оборудованием в промышленности.
Нажимной переключатель Sw1 течет ток от GND через R1, и смещает в прямом направлении базу (B) относительно эмиттера.Это объединяется с током коллектора, чтобы произвести ток эмиттера обратно к источнику питания 12 В.
Нажать Sw2, это позволяет току от GND через эмиттер, который выплескивается, чтобы сформировать Ib и Ic для транзистора NPN. Это слишком прямое смещение перехода база-эмиттер. Отношения для обоих следующие:
Т.е. = Ic + Ib; hfe = Ic / Ib.
Значения hfe представляют усиление по постоянному току – небольшой ток база-эмиттер создает больший ток эмиттер-коллектор.
При использовании в качестве переключателей транзисторы используются в режиме насыщения , где дополнительный ток база-эмиттер не создает дополнительного тока коллектор-эмиттер.
Пластина 4
На четвертой пластине показано, как проверить PN-полупроводниковый переход. Диод – это самый простой полупроводниковый переход, в котором ток течет только в одном направлении.
Цифровой вольтметр (DVM) должен выполнять функцию проверки диода, которая подает достаточно напряжения для прямого смещения диода, когда катодная сторона является отрицательной, а анодная сторона – положительной.
Если провода DVM перевернуты, ток не протекает. Падение напряжения на смещенном в прямом направлении PN-переходе составляет примерно 0,6В.
Пластина 5
На пластине 5 показано, как два PN-перехода в биполярных транзисторах действуют как встречные диоды. (Обратите внимание на противоположную полярность!) Ток не может течь от эмиттера-коллектора или коллектора-эмиттера. Когда переход база-эмиттер смещен в прямом направлении, ток течет через смещенный в обратном направлении переход база-коллектор.
Пластина 6
На пластине 6 мы используем транзистор TIP41 NPN, рассчитанный на 6 ампер с минимальной hfe 20. Всегда принимайте наименьшее hfe из листов характеристик транзистора!
Наша нагрузка (светодиод) требует 100 мА, чтобы определить ток база-эмиттер Ib = Ic / hfe = 0,1 A / 20 = 5 мА.
Я предполагаю, что Ib равен 10 мА, чтобы убедиться, что TIP41 полностью отключается (насыщение).
При вводе 5 В от Arduino, PIC и т. Д. Вычтите 0,6 В для напряжения база-эмиттер, а затем разделите на 4.4 В / 10 мА = 440 Ом.
Обратите внимание, что напряжение эмиттер-коллектор на транзисторе при насыщении составляет 0,5 В.
Пластина 7
2N3055 – это транзистор очень высокой мощности, предназначенный для подачи сильного тока. В данном случае мы управляем двигателем на 10 ампер. Разделите 10 ампер на 20, нам понадобится не менее 500 мА. Это не сработает, потому что Arduino, PIC и т. Д. Вывод ввода / вывода просто не может обеспечить такой уровень тока привода.
Пластина 8
На пластине 8 представлена так называемая конфигурация Дарлингтона, в которой ток коллектора-эмиттера одного транзистора обеспечивает ток база-эмиттер второго транзистора.Значения hfe для каждого транзистора равны , умноженному на вместе, чтобы получить значительное усиление тока в этом примере 2000.
Q2 также будет известен как предварительный драйвер.
Пластина 9
На пластине 9 показано, как подключить транзистор PNP к Arduino или аналогичному микроконтроллеру. Поскольку высокое напряжение 11 В на базе Q1 разрушит вывод ввода / вывода (ограничено 5 В), мы должны использовать транзисторный переключатель NPN (Q2) в качестве предварительного драйвера.
Пластина 10
На пластине 10 мы используем высокомощный Mj2955 (дополнение к более раннему 2N3055) с транзистором TIP42 PNP для формирования транзистора Дарлингтона.Мы снова используем предварительный драйвер NPN для защиты вывода ввода / вывода микроконтроллера от высокого базового напряжения Q2.
Надеюсь, серия была полезной. Любые исправления, предложения и т. Д. Пишите мне по адресу [email protected].
Обзор биполярных транзисторов
Биполярный транзистор, полное название биполярного переходного транзистора (BJT), представляет собой электронное устройство с тремя выводами, сделанное из трех частей полупроводников с разными уровнями легирования.
Поток заряда в транзисторе в основном происходит из-за диффузионного и дрейфового движения носителей в PN-переходе.
Каталог
I Биполярный и униполярный транзисторБиполярный транзистор – революционное изобретение в истории электроники. Его изобретатели Уильям Шокли, Джон Бардинг и Уолтер Брэтон были удостоены Нобелевской премии по физике в 1956 году.
Работа этого типа транзистора включает поток как электронных, так и дырочных носителей , поэтому он является биполярным и называется биполярным носителем. транзистор. Этот режим работы отличается от униполярных транзисторов, таких как полевые транзисторы, которые включают дрейф только одного типа несущей.Граница между двумя различными областями накопления легирующей примеси образована PN-переходом.
BJT | FET | ||
Устройство с контролем тока | Устройство с управлением по напряжению | Входное сопротивление | входное сопротивление |
Биполярное устройство | Униполярное устройство | ||
Уровень шума | Менее шумный | ||
| 9703 905 Обычно большие по размеру | Обычно маленькие по размеру |
Биполярные транзисторы состоят из трех частей полупроводников с различными уровнями легирования .
Поток заряда в транзисторе в основном происходит из-за диффузионного и дрейфового движения носителей в PN-переходе. Если взять в качестве примера NPN-транзистор, согласно конструкции, электроны в высоколегированной области эмиттера перемещаются к базе посредством диффузии. В основной области дырки являются основными носителями, а электроны – неосновными носителями. Поскольку площадь основания очень тонкая, эти электроны достигают коллектора посредством дрейфующего движения, тем самым формируя ток коллектора, поэтому биполярные транзисторы классифицируются как устройства с неосновными носителями.
Биполярные транзисторы могут усиливать сигналы и обладают хорошим регулированием мощности, возможностью высокоскоростной работы и долговечностью, поэтому они часто используются для формирования схем усилителя или управления громкоговорителями, двигателями и другим оборудованием, а также широко используются в аэрокосмической технике. , медицинское оборудование и роботы.
II Как работает биполярный транзистор? Здесь мы берем биполярный транзистор NPN в качестве цели для обсуждения принципа работы биполярных транзисторов.
Биполярный транзистор типа NPN можно рассматривать как два диода с общим анодом, соединенных вместе.При нормальной работе биполярного транзистора переход база-эмиттер («коллекторный переход») находится в состоянии прямого смещения, в то время как база-коллектор («коллекторный переход») находится в состоянии обратного смещения.
Рисунок 1. Схема поперечного сечения биполярного транзистора PNP
Когда нет приложенного напряжения, концентрация электронов в N-области эмиттерного перехода (большинство носителей в этой области) больше, чем электронная. концентрация в P-области, и часть электронов диффундирует в P-область.Таким же образом часть отверстий в области P также будет распространяться в область N. Таким образом, на эмиттерном переходе образуется область пространственного заряда (также известная как обедненный слой), генерирующая внутреннее электрическое поле, направление которого – от области N к области P. Это электрическое поле будет препятствовать дальнейшему протеканию вышеупомянутого процесса диффузии и достигать динамического баланса.
В это время, если прямое напряжение приложено к эмиттерному переходу, динамический баланс между вышеупомянутой диффузией носителей и внутренним электрическим полем в обедненном слое будет нарушен, что вызовет инжекцию термически возбужденных электронов в базовый регион.В NPN-транзисторе базовая область легирована P-типом, где дырки являются основной примесью, поэтому электроны в этой области называются «неосновными носителями».
С одной стороны, электроны, инжектированные из эмиттера в базовую область, здесь рекомбинируют с дырками основных носителей заряда, с другой стороны, потому что базовая область слабо легирована с тонким физическим размером, а коллекторный переход находится в обратном направлении. В состоянии смещения большая часть электронов достигнет области коллектора за счет дрейфующего движения, образуя ток коллектора.
Чтобы минимизировать рекомбинацию электронов до того, как они достигнут коллекторного перехода, базовая область транзистора должна быть сделана достаточно тонкой, чтобы время, необходимое для диффузии носителей, было меньше, чем время жизни неосновных полупроводниковых носителей.
При этом толщина базы должна быть много меньше диффузионной длины электронов (см. Закон Фика). В современных биполярных транзисторах толщина базовой области обычно составляет несколько десятых микрон.
Следует отметить, что, хотя коллектор и эмиттер легированы N-типом, степень легирования и физические свойства у них не одинаковы. Следовательно, биполярный транзистор следует отличать от двух диодов, соединенных последовательно в противоположных направлениях.
III Типы биполярных транзисторов Биполярный транзистор состоит из трех различных легированных полупроводниковых областей: эмиттерная область , базовая область , и коллекторная область .Эти области представляют собой полупроводники N-типа, P-типа и N-типа в транзисторах типа NPN и полупроводники P-типа, N-типа и P-типа в транзисторах типа PNP. У каждой полупроводниковой области есть штыревой конец, обычно с буквами E, B и C, обозначающими эмиттер, базу и коллектор.
База физически расположена между эмиттером и коллектором, и она сделана из легированных материалов с высоким сопротивлением. Коллектор окружает основание. Из-за обратного смещения коллекторного перехода отсюда электронам трудно инжектировать в область базы.Это приводит к тому, что коэффициент усиления по току общей базы становится примерно равным 1, в то время как коэффициент усиления по току общего эмиттера больше. Числовое значение.
В биполярном транзисторе NPN площадь коллекторного перехода больше, чем эмиттерного перехода. Кроме того, эмиттер имеет относительно высокую концентрацию легирования.
В нормальных условиях некоторые области биполярных транзисторов асимметричны, по физическим свойствам и геометрическим размерам. Предполагая, что транзистор, включенный в схему, расположен в области прямого усилителя, если в это время соединение коллектора и эмиттера транзистора в схеме поменять местами, транзистор выйдет из области прямого усилителя и войдет в рабочую область обратного направления.
Внутренняя структура транзистора определяет его пригодность для работы в области прямого усилителя, поэтому коэффициент усиления по току общей базы и коэффициент усиления по току общего эмиттера в обратной рабочей области намного меньше, чем в области прямого усилителя.
Эта функциональная асимметрия в основном связана с разными уровнями легирования эмиттера и коллектора. Следовательно, в NPN-транзисторе, хотя коллектор и эмиттер оба легированы N-типом, электрические свойства и функции обоих не могут быть взаимозаменяемы вообще.
Эмиттерная область имеет наивысшую степень легирования , коллекторная область является второй, а базовая область имеет самую низкую степень легирования. Кроме того, физические размеры трех регионов также различаются. Базовая область очень тонкая, а площадь коллектора больше, чем площадь эмиттера. Поскольку биполярный транзистор имеет такую структуру материала, он может обеспечивать обратное смещение для коллекторного перехода, но при этом предполагается, что обратное смещение не может быть слишком большим, иначе транзистор будет поврежден.
Целью сильного легирования эмиттера является повышение эффективности инжекции электронов из эмиттера в базовую область для достижения максимально возможного усиления по току.
При соединении биполярных транзисторов с общим эмиттером небольшие изменения напряжения, приложенного к базе и эмиттеру, вызовут значительные изменения тока между эмиттером и коллектором. Используя это свойство, вы можете усилить входной ток или напряжение.
Что касается базы биполярного транзистора в качестве входа и коллектора в качестве выхода, двухпортовая сеть может быть проанализирована с помощью теоремы Тевенина.Используя принцип эквивалентности, биполярный транзистор можно рассматривать как источник тока, управляемый напряжением, или источник напряжения, управляемый током.
1.
Тип NPN Транзистор NPN является одним из двух типов биполярных транзисторов. Он состоит из двух слоев легированных областей N-типа и слоя легированного полупроводника P-типа (основы) между ними.
Крошечный ток, подаваемый на базу, будет усилен, создавая больший ток коллектор-эмиттер.
Когда базовое напряжение NPN-транзистора выше, чем напряжение эмиттера, а напряжение коллектора выше, чем базовое напряжение, транзистор находится в состоянии прямого усилителя.В этом состоянии между коллектором и эмиттером транзистора есть ток. Усиленный ток является результатом того, что электроны инжектируются эмиттером в базовую область (неосновные носители в базовой области) и перемещаются к коллектору под действием электрического поля. Поскольку подвижность электронов выше подвижности дырок , большинство используемых сегодня биполярных транзисторов относятся к типу NPN.
Электрический символ биполярного транзистора NPN показан справа, а стрелка между базой и эмиттером указывает на эмиттер.
Рисунок 2. a) Символ биполярного транзистора NPN b) Символ биполярного транзистора PNP
2.
Тип PNP Другой тип биполярного транзистора PNP состоит из двух слоев легированных областей P-типа и слоя легированных полупроводников N-типа между ними.
Крошечный ток, протекающий через базу, можно усилить на конце эмиттера. Другими словами, когда базовое напряжение PNP-транзистора ниже, чем у эмиттера, напряжение коллектора ниже, чем базовое напряжение, и транзистор находится в области прямого усилителя.
В символе биполярного транзистора стрелка между базой и эмиттером указывает направление тока. В отличие от типа NPN, стрелка транзистора типа PNP указывает от эмиттера к базе.
3.
ГетеропереходБиполярный транзистор с гетеропереходом – это улучшенный биполярный транзистор, способный работать на высокой скорости . Исследования показали, что этот транзистор может обрабатывать сверхвысокочастотные сигналы с частотами до нескольких сотен ГГц, поэтому он подходит для приложений, требующих жестких рабочих скоростей, таких как усилители мощности ВЧ и драйверы лазеров.
Гетеропереход – это тип PN-перехода. Два конца этого перехода изготовлены из различных полупроводниковых материалов .
В этом типе биполярного транзистора эмиттерный переход обычно имеет структуру гетероперехода, то есть материал с широкой запрещенной зоной используется в области эмиттера, а материал с узкой запрещенной зоной используется в области базы. Обычный гетеропереход использует GaAs для создания основной области и AlxGa1-xAs для создания области эмиттера. С такой структурой гетероперехода эффективность инжекции биполярного транзистора может быть улучшена, а коэффициент усиления по току также может быть улучшен на несколько порядков.
Концентрация легирования в базовой области биполярного транзистора с гетеропереходом может быть значительно увеличена, так что сопротивление базового электрода и ширина базовой области могут быть уменьшены. В традиционном биполярном транзисторе, то есть транзисторе с гомопереходом, эффективность инжекции носителей из эмиттера в базу в основном определяется соотношением легирования эмиттера и базы. В этом случае, чтобы получить более высокую эффективность инжекции, базовая область должна быть слегка легирована, что неизбежно увеличивает базовое сопротивление.
В базовой области состав полупроводникового материала распределен неравномерно, что приводит к постепенному изменению запрещенной зоны базовой области. Эта медленно изменяющаяся ширина запрещенной полосы может создавать внутреннее электрическое поле для неосновных носителей, ускоряющее их через базовую область. Это дрейфовое движение будет иметь синергетический эффект с диффузионным движением, чтобы уменьшить время прохождения электронов через базовую область, тем самым улучшая высокочастотные характеристики биполярного транзистора.
Параметры | Si Биполярный | SiGe HBT | GaAs FET 32 GaAs FET | |||||||||
Прирост | Нормальный | Хороший | Хороший | Хороший | Хороший | 970970 970Нормальный | Отличный | Хороший | ||||
Эффективность | Нормальный | Хороший | Отличный | Отличный | Отличный | Отличный | Отличный 9077 0 Показатель заслуг | Отлично | Хорошо | Отлично | Отлично | Хорошо |
| 905 | Хороший | Хороший | Хороший | |||||||||
Одиночный источник питания | √ | 5 |
Хотя для создания транзисторов с гетеропереходом можно использовать множество различных полупроводников, чаще используются транзисторы с гетеропереходом кремний-германий и транзисторы с гетеропереходом на основе арсенида алюминия и галлия.
Процесс изготовления транзисторов с гетеропереходом представляет собой кристаллическую эпитаксию, такую как эпитаксия из паровой фазы металлоорганических соединений (MOCVD) и молекулярно-лучевая эпитаксия.
1.
Рассеиваемая мощность коллектораМаксимальная рассеиваемая мощность коллектора биполярного транзистора – это максимальная мощность, при которой устройство может нормально работать при определенной температуре и условиях рассеивания тепла. В тех же условиях, если фактическая мощность превышает это значение, температура транзистора превысит максимально допустимое значение, что ухудшит производительность устройства и даже вызовет физическое повреждение.
2.
Ток и напряжение Когда ток коллектора увеличивается до определенного значения, хотя биполярный транзистор не будет поврежден, коэффициент усиления по току будет значительно уменьшен. Чтобы транзистор нормально работал, как задумано, необходимо ограничить значение тока коллектора.
Кроме того, поскольку биполярные транзисторы имеют два PN перехода, их обратное напряжение смещения не может быть слишком большим, чтобы предотвратить обратный пробой PN перехода.Эти параметры подробно перечислены в таблице данных биполярного переходного транзистора.
Когда напряжение обратного смещения коллектора силового биполярного транзистора превышает определенное значение, а ток, протекающий через транзистор, превышает определенный допустимый диапазон, в результате чего мощность транзистора превышает критическую мощность вторичного пробоя, возникает своего рода опасная ситуация. будет произведено явление « вторая поломка ». В этом случае ток, выходящий за пределы расчетного диапазона, вызовет локальный температурный дисбаланс в различных областях внутри устройства, и температура в некоторых областях будет выше, чем в других областях.
Поскольку легированный кремний имеет отрицательный температурный коэффициент , его проводимость выше, когда он находится при более высокой температуре.
Таким образом, более горячая часть может проводить больше тока, и эта часть тока будет генерировать дополнительное тепло, в результате чего локальная температура превысит нормальное значение, и устройство не сможет нормально работать.
Вторичный пробой – это разновидность теплового разгона. При повышении температуры проводимость будет еще больше увеличиваться, вызывая порочный круг и в конечном итоге серьезно разрушая структуру транзистора.Весь процесс вторичной поломки может быть завершен за миллисекунды или микросекунды.
Если эмиттерный переход биполярного транзистора обеспечивает обратное смещение, которое превышает допустимый диапазон и не ограничивает ток, протекающий через транзистор, в эмиттерном переходе произойдет лавинный пробой, который приведет к повреждению устройства.
3.
Температурный дрейф Как аналоговое устройство, все параметры биполярных транзисторов в той или иной степени зависят от температуры, особенно на коэффициент усиления по току.
Согласно исследованиям, каждый раз при повышении температуры на 1 градус Цельсия коэффициент усиления тока увеличивается примерно на 0,5–1%.
4.
Радиационная стойкостьБиполярные транзисторы более чувствительны к ионизирующему излучению . Если транзистор находится в среде ионизирующего излучения, устройство будет повреждено излучением. Повреждение происходит из-за того, что излучение вызывает дефекты в области основания, которые образуют центры рекомбинации в энергетической зоне.Это приведет к более короткому сроку службы неосновных носителей, которые работают в устройстве, что, в свою очередь, постепенно снизит производительность транзистора.
Биполярные транзисторы типа NPN имеют большую эффективную площадь рекомбинации носителей в радиационной среде, и их отрицательное влияние более значимо, чем у транзисторов типа PNP. В некоторых специальных приложениях, таких как электронные системы управления в ядерных реакторах или космических кораблях, должны использоваться специальные меры для смягчения негативного воздействия ионизирующего излучения.
В зависимости от состояния смещения трех выводов транзистора можно определить несколько различных рабочих областей биполярного транзистора. В полупроводниках NPN (примечание: профили напряжения транзисторов PNP и транзисторов NPN прямо противоположны) в зависимости от смещения эмиттерного перехода и коллекторного перехода рабочая область может быть разделена на:
1.
Биполярный транзисторный усилитель Область(1) Область прямого усилителя
Когда эмиттерный переход смещен в прямом направлении, а коллекторный переход смещен в обратном направлении, транзистор работает в области усилителя.Целью проектирования большинства биполярных транзисторов является получение максимального коэффициента усиления по току с общим эмиттером , равного бф, в области прямого усилителя. Когда транзистор работает в этой области, ток коллектор-эмиттер и ток базы примерно линейны. Из-за усиления по току, когда ток базы немного нарушен, ток коллектор-эмиттер значительно изменится.
(2) Область обратного усилителя
Если вышеупомянутые напряжения смещения эмиттера и коллектора транзистора в области прямого усилителя поменять местами, биполярный транзистор будет работать в области обратного усилителя.В этом режиме работы области эмиттера и коллектора работают прямо противоположно функции области прямого усилителя. Однако, поскольку концентрация легирования коллектора транзистора ниже, чем у эмиттера, эффект, производимый областью обратного усилителя, не такой, как в области прямого усилителя.
Целью конструкции большинства биполярных транзисторов является получение максимального усиления по току прямого усилителя, насколько это возможно. Следовательно, коэффициент усиления по току в области обратного усилителя будет меньше, чем в области прямого усилителя.Фактически, этот режим работы вряд ли принят, но для предотвращения повреждения устройства или других опасностей, вызванных неправильным подключением, его необходимо учитывать при проектировании.
Кроме того, некоторые типы биполярных логических устройств также учитывают область обратного усилителя.
Рисунок 3. Прямое обратное отсечение и насыщение BJT
2. Область насыщенияКогда два PN-перехода в биполярном транзисторе оба смещены в прямом направлении, транзистор будет в области насыщения.В это время ток от эмиттера до коллектора транзистора достигает максимального значения. Даже если базовый ток увеличится, выходной ток больше не будет увеличиваться. Область насыщения может использоваться для обозначения высокого уровня логических устройств.
3.
Область отсечки Если смещение двух PN-переходов биполярного транзистора точно противоположно таковому в области насыщения, то транзистор будет в области отсечки.В этом режиме работы выходной ток очень мал (менее 1 мкА для маломощных кремниевых транзисторов и менее даже мкА для германиевых транзисторов), что можно использовать для представления низких уровней в цифровой логике.
4.
Лавинный пробойКогда обратное смещение, приложенное к коллекторному переходу, превышает диапазон, который может выдержать коллекторный переход, PN переход будет разрушен. Если сила тока достаточно велика, устройство выйдет из строя.
Кроме того, когда мы анализируем и проектируем схемы биполярных транзисторов, следует отметить, что максимальная мощность рассеяния коллектора Pcm биполярного транзистора не может быть превышена. Если рабочая мощность транзистора меньше этого значения, совокупность этих рабочих состояний называется безопасной рабочей зоной. Если рабочая мощность транзистора превышает этот предел, температура устройства выйдет за пределы нормального диапазона, и производительность устройства значительно изменится и даже вызовет повреждение.
Допустимая температура перехода кремниевых транзисторов составляет от 150 до 200 градусов Цельсия. Максимально допустимое рассеивание мощности может быть увеличено за счет уменьшения внутреннего теплового сопротивления, использования радиаторов и принятия таких мер, как воздушное охлаждение, водяное охлаждение и охлаждение масла.