За что отвечает транзистор в плате: простым языком для чайников, схемы

Транзисторы и их проверка мультиметром; как проверить тестером транзистор, не выпаивая

Радиолюбители знают, что зачастую много времени приходится тратить на поиск неисправностей, возникающих в электронных схемах по различным причинам. Если схема собирается самостоятельно, то заключительным этапом работы будет проверка её работоспособности. А начинать необходимо с подбора заведомо исправных электронных компонентов. В радиолюбительских конструкциях широкое применение находят полупроводниковые приборы. Проверка транзистора, как прозвонить транзистор мультиметром — это немаловажные вопросы.

• Типы транзисторов
  • Биполярные приборы
  • Полевые транзисторы
• Проверка мультиметром
  • Приборы биполярного типа
  • Полевые транзисторы
• Проверка приборов в схеме

Типы транзисторов

Разновидностей этого вида полупроводниковых приборов по мере развития электроники появляется всё больше и больше. Появление каждой новой группы обусловлено повышением требований, предъявляемых к работе электронных устройств и к их техническим характеристикам.

Биполярные приборы

Биполярные полупроводниковые транзисторы являются наиболее часто встречающимися элементами электронных схем. Даже если рассмотреть построение различных больших микросхем, можно увидеть огромное количество представителей полупроводников этого вида.

Определение «биполярные» произошло от видов носителей электрического тока, которые в них присутствуют. Этот ток определяется движением отрицательных и положительных зарядов в теле полупроводника.

Каждая область трёхслойной структуры имеет свой металлический вывод, с помощью которого прибор подключается к другим элементам электронной схемы. Эти выводы имеют свои названия: эмиттер, база, коллектор. Эмиттер и коллектор — это внешние области. Внутренняя область — база.

Биполярные транзисторы образуют две группы в зависимости от типа полупроводника. Они обозначаются «p — n — p» и «n — p — n» Области соприкосновения полупроводников различных типов носят название «p — n» переходов.

Область базы является самой тонкой. Её толщина определяет частотные свойства прибора, то есть максимальную частоту радиосигнала, на которой может работать транзистор в качестве усилительного элемента. Область коллектора имеет максимальную площадь, так как при больших токах необходимо отводить избыточную тепловую энергию с помощью внешнего радиатора для исключения перегрева прибора.

На схемах вывод эмиттера обозначается стрелкой, которая определяет направление основного тока через прибор. Основным является ток на участке коллектор — эмиттер (или эмиттер — коллектор, в зависимости от направления стрелки). Но он возникает только в случае протекания управляющего тока в цепи базы. Соотношение этих токов определяет усилительные свойства транзистора. Таким образом, биполярный транзистор — это токовый прибор.

Полевые транзисторы

Транзисторы этого типа существенно отличаются от биполярных приборов. Если последние являются устройствами, управляемыми слабым током базы определённой полярности, то полевым приборам для протекания тока через полупроводник требуется наличие управляющего напряжения (электрического поля).

Электроды имеют названия: затвор, исток, сток. А напряжение, открывающее канал «n» типа или «p» типа, прикладывается к области затвора и определяет интенсивность тока при правильной его полярности. Эти приборы ещё называют униполярными.

Проверка мультиметром

Транзисторы являются активными элементами электронной схемы. Их исправность определяет её правильную работу. Как проверить тестером транзистор — этот вопрос является важным. При знании принципов его работы эта задача не представляет большого труда.

Приборы биполярного типа

Их схему упрощённо можно представить в виде двух полупроводниковых диодов, включённых навстречу друг другу. Для приборов «p — n — p» проводимости соединены будут катоды, а для «n — p — n» структуры общую точку будут иметь аноды диодов. В любом случае точка соединения будет выводом электрода базы, а два других вывода, соответственно, эмиттером и коллектором.

Для структуры «p — n — p» на схеме стрелка эмиттера направлена к выводу базы. Соответственно, для проводимости «n — p — n» стрелка эмиттера изменит своё направление на противоположное. Для определения состояния полупроводникового транзистора большое значение имеет информация о его типе и, соответственно, о маркировке его электродов. Эту информацию можно узнать из многочисленных справочников или из общения на тематических форумах.

Для биполярных приборов «p — n — p» проводимости открытому состоянию будет соответствовать подключение «минусового» (чёрного) щупа тестера к выводу базы. «Положительный» (красный) наконечник поочерёдно подключается к коллектору и эмиттеру. Это будет прямым включением «p — n» переходов.

При этом сопротивление каждого будет находиться в диапазоне (600−1200) Ом. Конкретное значение зависит от производителя электронных компонентов. Сопротивление коллекторного перехода будет иметь величину немного меньшую, чем эмиттерного.

Так как биполярный транзистор представлен в виде встречного включения двух полупроводниковых диодов с односторонней проводимостью, то при смене полярности щупов тестера сопротивления «p — n» переходов у нормально работающих транзисторов будет в идеале стремиться к бесконечности.

Такая же картина должна наблюдаться при измерении сопротивления между выводами эмиттера и коллектора. Причём это большое значение не зависит от смены полярности измерительных щупов. Всё это относится к исправным транзисторам.

Процесс проверки исправности (или неисправности) биполярного полупроводникового элемента с помощью мультиметра сводится к следующему:

• определение типа прибора и схемы его выводов;
• проверка сопротивлений его «p — n» переходов в прямом направлении;
• смена полярности щупов и определение сопротивлений переходов при таком подключении;
• проверка сопротивления «коллектор — эмиттер» в обоих направлениях.

Определение исправности приборов «n — p — n» структуры отличается только тем, что для прямого включения переходов к выводу базы необходимо подключить красный «положительный» провод мультиметра, а к выводам эмиттера и коллектора поочерёдно подсоединять чёрный (отрицательный). Картина с величинами сопротивлений для этой проводимости должна повториться.

К признакам неисправности биполярных транзисторов можно отнести следующие:

• «прозвонка» «p — n» переходов показывает слишком малые значения сопротивлений;
• «p — n» переход не «прозванивается» в обе стороны.

В первом случае можно говорить об электрическом пробое перехода, а то и вовсе о коротком замыкании.

Второй случай показывает внутренний обрыв в структуре прибора.

В обоих случаях данный экземпляр не может быть использован для работы в схеме.

Полевые транзисторы

Для проверки работоспособности этого элемента используем тот же мультиметр, что и для биполярного прибора. Необходимо помнить, что полевики могут быть n-канальными и p-канальными.

Для проверки элемента первого типа необходимо выполнить следующие действия:

• определить сопротивление участка «сток — исток» закрытого транзистора;
• произвести открытие перехода;
• определить сопротивление открытого полевика;
• произвести закрытие перехода;
• повторно сделать замер сопротивления закрытого полевого транзистора.

Для определения сопротивления закрытого прибора с n-каналом производят касание красным проводом вывода «исток», а чёрным — «сток».

Открытие полевого прибора производится подачей на его «затвор» положительного потенциала (красный провод).

Для проверки открытого состояния транзистора повторно измеряется сопротивление участка «сток — исток» (чёрный провод — сток, красный — исток). Сопротивление приоткрытого n-канала немного уменьшается по сравнению с первым замером.

Закрытие прибора достигается подачей на его «затвор» отрицательного потенциала (чёрный провод мультиметра). После этого сопротивление участка «сток — исток» вернётся к своему первоначальному значению.

При проверке p-канального прибора повторяют все предыдущие действия, переменив полярность измерительных щупов тестера.

Необходимо перед проверками полевых приборов принять меры, защищающие от воздействия статических зарядов, которые могут внести значительные сложности в процесс проверки, а то и вовсе вывести проверяемое изделие из строя.

К таким проверенным мерам можно отнести простое касание рукой батареи центрального отопления. Специалисты применяют браслет, обладающий антистатическими свойствами.

При проверках транзисторов большой мощности этого типа часто при полностью запертом полупроводниковом канале можно определить наличие сопротивления. Это означает, что между «истоком» и «стоком» включён защитный диод, встроенный в корпус прибора. Убедиться в этом помогает смена полярности выводов тестера.

Проверка приборов в схеме

Как мультиметром проверить транзистор, не выпаивая, как проверить полевой транзистор — эти вопросы возникают у радиолюбителей довольно часто. Извлечение полупроводникового прибора из схемы требует большой аккуратности и опыта работы. Необходимо иметь в своём арсенале низковольтный паяльник с тонким жалом, браслет, защищающий от статических разрядов. Проводники печатной платы в процессе работы можно перегреть, а то и случайно замкнуть между собой.

Хотя при наличии опыта в такой работе — задача вполне решаемая. Конечно, необходимо уметь читать электрические схемы и представлять работу каждого из её компонентов.

Оценка работоспособности биполярных транзисторов малой и средней мощности мало отличается от проверки этих элементов «на столе», когда все выводы прибора находятся в доступном для проверки положении.

Сложнее проходит проверка непосредственно в схеме приборов большой мощности, применяемых в схемах выходных каскадов усилителей, импульсных блоках питания. В этих схемах присутствуют элементы, защищающие транзисторы от выхода последних на максимально допустимые режимы. При проверке состояний «p — n» переходов в этих случаях можно получить абсолютно не верные результаты. Как выход — выпаивание вывода базы.

Проверка полевых приборов может дать результат, далёкий от реального положения дел. Причина — наличие в схемах большого количества элементов коррекции работы транзисторов, включая катушки индуктивности низкого сопротивления.

Существует ещё большое количество различных типов транзисторов, для оценки состояния которых приходится применять различные специальные пробники. Но это тема для отдельного материала.

What’s included in the components of a circuit board

Нам повезло, что мы живем во времена, когда существует изобилие электронных гаджетов.. тем не мение, эти электронные устройства доставляются к нам только из-за удивительных компонентов печатной платы. Мы часто задаемся вопросом, что делает электронное устройство таким успешным и как оно устроено.. Электронные устройства – такая замечательная вещь, потому что вы никогда не видите, что с ними что-то происходит, но вы можете стать свидетелем того, что они могут делать. В этой статье, мы обсудим чудеса печатных плат и то, как они возможны через компоненты печатной платы.

1. Резисторы как компоненты печатной платы

Мы часто используем резисторы в большинстве наших проектов печатных плат, и большинство из нас знакомо с их функциями. . Резисторы относятся к тем компонентам печатной платы, которые мы используем наиболее часто.. Они довольно популярны и довольно просты в использовании.. Резистор в основном препятствует прохождению тока. Следовательно, резистор помогает рассеивать электроэнергию в виде тепла. Существуют разные типы резисторов и разные методы категоризации.. Резисторы часто различаются по материалу изготовления, поскольку мы используем разные материалы для разных целей..

Еще одним отличием резисторов является способ выхода из них выводов.. В этой связи, самый распространенный тип – это осевые резисторы. Электронные энтузиасты, новички, а любители часто любят использовать осевые резисторы, потому что их легко интегрировать в любую схему. Каждый резистор имеет круглые кольца вокруг него.. Эти кольца представляют собой цветовой код, который указывает значение сопротивления этого конкретного сопротивления.. Эти кольца также говорят нам о возможном допуске рассматриваемого резистора..

2. Конденсаторы как компоненты печатной платы

После резисторов, конденсаторы, пожалуй, самые распространенные компоненты печатной платы. Конденсаторы также являются одним из лучших вариантов для энтузиастов печатных плат.. тем не мение, мы используем меньше конденсаторов по сравнению с резисторами. Основная функция конденсатора – накапливать в нем заряд.. Конденсатор состоит из двух металлических пластин, между которыми находится диэлектрик.. Две пластины хранят противоположные заряды, а диэлектрик помогает их разделить.. Когда мы помещаем конденсатор в цепь, он освобождает заряды.. Этим способом, ток начинает течь по цепи.

Есть много разных способов классифицировать конденсаторы.. тем не мение, мы в основном классифицируем их в соответствии с их диэлектрическим материалом. Это связано с тем, что диэлектрический материал отвечает за придание конденсатору основных свойств.. Чем плотнее диэлектрический материал, тем больше зарядов конденсатор может хранить на своих пластинах.. Вот почему мы, как правило, используем хорошие материалы для изготовления конденсатора, если хотим добиться более высокой емкости.. Типичный конденсатор имеет два вывода, выходящих из металлических пластин. . Мы используем эти выводы для включения конденсатора в электрическую цепь..

3. Индукторы как компоненты печатной платы

Индукторы являются одним из трех элементов пассивных линейных компонентов печатной платы.. Два других – это конденсаторы и резисторы.. Индукторы в первую очередь служат для хранения в них энергии.. тем не мение, они накапливают энергию, генерируя магнитное поле, тогда как конденсатор накапливает энергию, используя электростатику.. Есть много типов индукторов., некоторые из них простые, а некоторые сложные. тем не мение, металлическая катушка – самый распространенный и самый простой для понимания индуктор, который когда-либо встречался.. Магнитное поле, которое может создавать катушка, зависит от количества витков в катушке.. вследствие этого, чем больше количество витков, чем больше индуктивность.

Мы часто видим индукторы, намотанные на магнитный сердечник.. Магнитопроводы доступны в различных формах и размерах.. Основная цель этого сердечника – усилить магнитное поле, когда ток проходит через проводник. . Следовательно, этот магнитный сердечник позволяет нам экранировать или полностью блокировать определенные сигналы. Это очень полезно для нас, так как мы можем использовать его для ряда приложений.. Эти приложения включают уменьшение помех в оборудовании связи и увеличение срока службы батарей и т. Д..

4. Потенциометры как компоненты печатной платы

Потенциометры в основном представляют собой усовершенствованную форму простого резистора.. Простое сопротивление имеет фиксированное значение сопротивления.. тем не мение, можно изменить значение сопротивления потенциометра по своему усмотрению. Существует много типов потенциометров, но наиболее распространены линейные и поворотные.. Вы можете изменять сопротивление линейного потенциометра, перетаскивая линейный ползунок.. Во вращающемся потенциометре, вы можете повернуть ручку, чтобы изменить сопротивление. Сопротивление меняется, когда ползунок перемещается по базовому резистору, который является полукруглым..

Мы часто используем поворотные потенциометры в повседневной жизни. . Одним из наиболее распространенных приложений является их использование в круговых регуляторах громкости на музыкальных проигрывателях и аналогичном аудиооборудовании.. Они работают, контролируя количество тока, которое они пропускают к усилителям.. Мы часто полагаемся на потенциометры при разработке сложного оборудования, производительность которого требует изменчивости за счет точной настройки..

5. Трансформаторы как компоненты печатной платы

Они являются одними из самых важных компонентов печатной платы.. Трансформаторы в первую очередь служат для передачи электроэнергии от одной установки к другой.. Поскольку мы передаем электроэнергию через несколько установок, он либо увеличивается, либо уменьшается. Повышение или понижение часто наблюдается в напряжении.. Эксперты часто думают о преобразовании напряжения. Трансформаторы имеют металлический сердечник, аналогичный тем, которые мы видим в обычных индукторах.. Вокруг металлического сердечника всегда есть несколько витков. Есть как минимум две катушки, одна из которых служит вторичной катушкой, а другая – первичной.. Вторичная обмотка относится к установке, в которой передается электрическая энергия.. тем не мение, первичная обмотка относится к установке, откуда поступает электроэнергия..

Мы часто видим трансформаторы на больших телеграфных столбах.. Они известны как промышленные трансформаторы и служат для снижения напряжения при прохождении через линии.. Это снижение часто составляет сотни тысяч.. Следовательно, это напряжение становится пригодным для использования в нашей повседневной жизни и в быту за счет использования трансформаторов..

6. Диоды как компоненты печатной платы

Диоды являются одними из самых важных компонентов печатной платы.. Их основная цель – позволить току течь только в одном заданном направлении.. Ток может идти либо от положительной клеммы к отрицательной, либо наоборот, но не одновременно.. Так, диод достигает этого, предлагая бесконечное сопротивление в одном направлении и нулевое сопротивление в другом. . Следовательно, мы можем использовать эту функцию для блокировки потока тока в нежелательном направлении. Одним из самых популярных диодов является светодиодный диод или обычно известный как светоизлучающий диод.. Мы в основном используем эти диоды для излучения света.. Эти диоды очень легко припаять. тем не мение, мы должны правильно их сориентировать, иначе светодиод может не загореться.

7. Транзисторы как компоненты печатной платы

Большинство экспертов по электронике считают транзисторы основополагающим элементом современной электроники.. Это очень важные компоненты печатной платы.. Вы можете найти миллиарды транзисторов в одной ИС. тем не мение, мы не должны думать о них как о сложных инструментах. Скорее это обычные электрические переключатели и простые усилители.. Транзисторы бывают самых разных форм и размеров.. тем не мение, самый распространенный вид – биполярный транзистор. Другие категории включают варианты PNP и NPN..

Есть 3 контакты внутри биполярного транзистора. Есть коллекционер, эмиттер, а затем есть самый важный, т. е.. база. Когда через NPN-транзистор проходит крошечный ток, он идет от базы к эмиттеру.. Этот, тем не мение, устанавливает другую настройку, и ток становится намного большим. Этот больший ток затем проходит от эмиттера к коллектору..

С другой стороны, транзистор PNP ведет себя полностью противоположно транзистору NPN. Существует еще один популярный тип транзисторов, которые мы называем полевыми транзисторами или просто полевыми транзисторами.. Они позволяют току проходить через них, используя существующее электрическое поле для запуска другой настройки цепи..

8. Выпрямитель с кремниевым управлением (SCR) как компоненты печатной платы

Это неотъемлемые компоненты печатной платы, поэтому энтузиасты любят их использовать.. Люди также называют их тиристорами, потому что они очень похожи на диоды и транзисторы.. Некоторые эксперты предполагают, что они напоминают два транзистора, функционирующих вместе друг с другом. . У них четыре кремниевых слоя, и они содержат только три вывода.. Они не работают как усилители, а просто действуют как переключатели..

Один из основных моментов, на который следует обратить внимание, это то, что нам нужен только один импульс для активации переключателя.. С другой стороны, мы должны непрерывно подавать ток на транзистор, чтобы он проходил через усиление. Следовательно, они больше подходят для переключения мощности в больших количествах.

9. Интегральные схемы как компоненты печатной платы

Мы также знаем их как микросхемы, и они являются важными компонентами печатной платы.. Так, когда мы сжимаем некоторые электронные схемы и компоненты, а затем встраиваем их в тонкие полупроводниковые пленки, они называются ИС.. Они позволяют нам встраивать множество электронных компонентов в один чип.. Эта удивительная способность позволила нам производить самые первые калькуляторы.. Так, теперь они позволяют нам создавать передовые интеллектуальные устройства и революционные суперкомпьютеры. . ИС служат центральным процессором или мозгом более крупной схемы.. ИС бывают разных типов, но чаще всего они выпускаются в пластиковом корпусе черного цвета.. У них обычно есть видимые контакты, такие как выводы, выходящие из их структуры.. Иногда под ними также есть контактные площадки..

10. Кристаллические генераторы как компоненты печатной платы

Это самые важные компоненты печатной платы в сложных устройствах.. В основном мы используем их в часах, потому что они позволяют нам создавать критические схемы.. Эти критические схемы позволяют нам поддерживать стабильное, но точное время.. В их состав входит пьезоэлектрик, вырабатывающий циклический электронный сигнал.. Пьезоэлектрик – это в основном кристаллический материал, который генерирует сигналы при его колебаниях.. Мы проектируем их таким образом, чтобы они вибрировали со стабильной скоростью.. Их вибрация связана с определенной частотой. Следовательно, мы можем сделать экономичные и точные часы, используя их. Следовательно, мы также используем их в других важных устройствах, таких как кварцевые часы и микроконтроллеры. .

11. Переключатели и реле как компоненты печатной платы

Они являются основными компонентами печатной платы, но мы часто забываем об их важности.. Переключатель позволяет нам контролировать поток тока в любой данной цепи.. Переключатель позволяет нам переключаться между замкнутыми и разомкнутыми цепями.. Они бывают самых разных форм и размеров.. тем не мение, некоторые из распространенных включают ползунки, рычаг, ключи, нажмите на кнопки, и поворотный. С другой стороны, электроотрицательный переключатель известен как реле. Реле работает через соленоид. Следовательно, когда ток течет через него, соленоид действует как временный магнит. Следовательно, они работают как переключатели и могут, следовательно, увеличить меньшее количество тока до большего количества.

12. Датчики как компоненты печатной платы

Датчики – это те компоненты печатной платы, которые способны обнаруживать изменения в своей атмосфере.. Как только они обнаружат это изменение, они имеют тенденцию генерировать сигнал, чтобы отразить его. Затем этот электронный сигнал отправляется на различные компоненты печатной платы.. Так, датчики в основном преобразуют физическую энергию в электрическую.. Следовательно, мы часто рассматриваем датчики как преобразователи (потому что они способны преобразовывать энергию из одной формы в другую.).

Датчики бывают разных типов, и все они имеют разное назначение.. Некоторые из наиболее широко известных датчиков включают датчик температуры., датчики влажности, датчики давления, датчики света, и датчики движения. Они очень распространены, и мы часто используем их в повседневной жизни.. Например, мы используем светодиоды для обнаружения ИК-сигналов в пульте от телевизора. Также мы используем датчики огня и влажности в пожарной и дымовой сигнализации.. Так, мы можем использовать датчики как компоненты печатной платы, чтобы оптимизировать различные производственные процессы.

Теперь, когда вы узнали о компонентах печатной платы, вам следует подумать о создании собственного проекта печатной платы. . Если вы хотите заказать запчасти или нуждаетесь в дополнительных инструкциях, обратитесь к МОКО Технология.

Что такое транзистор и для чего он используется?

Транзисторы — одно из важнейших изобретений 20 века. Вы можете найти их почти в каждом электронном устройстве, от радиоприемников до телевизоров и компьютеров. Но что такое транзистор и как он работает?

Что такое транзистор?

Транзистор представляет собой электронное устройство с тремя выводами, которое усиливает или переключает электронные сигналы. Его основными компонентами являются два полупроводниковых материала, обычно кремний, с противоположными свойствами, известные как p-тип и n-тип.

Когда два материала помещаются вместе, они образуют барьер истощенного слоя. Этот слой действует как переключатель, позволяя электрическому току протекать или не протекать, в зависимости от напряжения, подаваемого на третий вывод, известный как затвор.

Транзисторы используются почти во всех электронных устройствах и являются важными компонентами интегральных схем или микросхем. Изобретенные в 1947 году Джоном Бардином, Уолтером Браттейном и Уильямом Шокли из Bell Laboratories, транзисторы произвели революцию в электронике, сделав возможными более компактные, дешевые и более надежные устройства.

Транзисторы состоят из трех основных частей:

• База
• Коллектор
• Эмиттер

Базовая клемма управляет протеканием тока между двумя другими клеммами. Коллектор собирает ток, идущий от базы, а эмиттер излучает ток от коллектора.

Транзисторы могут работать как усилители или переключатели. Транзистор увеличивает ток, протекающий через него, когда используется в качестве усилителя. Транзисторы могут включать или выключать ток при использовании в качестве переключателя.

Как работает транзистор?

Транзистор работает очень просто. Когда ток не протекает через базу, транзистор находится в выключенном состоянии. Это означает, что через клеммы коллектора и эмиттера не может протекать ток.

При подаче тока на клемму базы транзистор переходит во включенное состояние. Это позволяет току течь через клеммы коллектора и эмиттера. Величина тока, который может протекать через транзистор, зависит от величины, подаваемой на базовую клемму.

Что делают транзисторы? Применение транзисторов

Транзисторы используются в различных электронных устройствах и имеют широкий спектр применения.

Микросхемы компьютерной памяти

Одним из наиболее распространенных применений транзисторов являются микросхемы компьютерной памяти. Эти чипы хранят информацию в виде электрических зарядов, а транзисторы действуют как крошечные переключатели, которые могут включать и выключать заряды. Это делает их идеальными для хранения данных, поскольку они могут хранить множество информации в компактном пространстве. Кроме того, они быстрые, что важно для компьютеров, которым необходимо быстро получать доступ к большим объемам данных.

Переключатели

Транзисторы часто используются в качестве переключателей, поскольку они быстро включаются и выключаются. Это делает их идеальными для цифровых цепей, где они могут с большой точностью управлять потоком электричества.

Усилители

Транзисторы также используются в качестве усилителей. Усилители берут слабый электрический сигнал и усиливают его, делая его сильнее. Первое коммерческое применение транзисторов было в слуховых аппаратах и ​​карманных радиоприемниках. Сегодня транзисторы используются во множестве приложений для усиления звука, например, в стереосистемах и усилителях музыкальных инструментов.

Цифровые логические схемы

Транзисторы также используются в цифровых логических схемах. Цифровые логические схемы являются строительными блоками цифровой электроники, такой как компьютеры и сотовые телефоны. Эти схемы используют транзисторы для выполнения булевых логических операций, которые являются основой для всех цифровых вычислений.

Транзисторы — строительные блоки современной электроники

Мы прошли долгий путь с тех пор, как в 1947 году был изобретен первый транзистор. Сегодня транзисторы можно найти во всем, от сотовых телефонов до автомобилей, и они играют важную роль в нашей жизни.

Хотя вы можете и не задумываться о них, транзисторы находятся за кулисами, следя за тем, чтобы ваш телефон звонил, ваша машина заводилась, а ваше любимое шоу шло по телевизору. Надеюсь, это помогло вам лучше понять один из самых фундаментальных компонентов всей электроники.

Что такое транзистор? (Определение, принцип работы, пример)

Транзисторы изготовлены из таких материалов, как кремний или германий, которые способны пропускать электрический ток контролируемым образом. Материалы транзисторов легированы или «обработаны» примесями для создания структуры, называемой p-n переходом. В этом случае «p» означает положительный результат, а «n» — отрицательный. Эти обозначения относятся к типу легирующих атомов (примесей), добавленных в полупроводниковый материал.

Наиболее распространенным типом транзистора является полевой транзистор металл-оксид-полупроводник (MOSFET), который широко используется в электронных устройствах, таких как компьютеры, смартфоны и телевизоры.

Компоненты транзистора

Транзистор состоит из трех основных частей: эмиттера, базы и коллектора. Эмиттер служит источником электронов, коллектор – стоком, а база – терминалом управления.

Еще от этого экспертаЧто такое диэлектрическая проницаемость?

 

Как работают транзисторы?

Когда через базу протекает слабый ток, он управляет потоком гораздо большего тока между эмиттером и коллектором. Это связано с тем, что переход база-эмиттер смещен в прямом направлении, что позволяет электронам течь от эмиттера к базе. Переход база-коллектор имеет обратное смещение, что означает, что электроны не могут течь от базы к коллектору. Однако, когда через базу протекает ток, он открывает переход база-коллектор и позволяет электронам течь от эмиттера к коллектору.

Этот процесс позволяет базе управлять потоком тока между эмиттером и коллектором, поэтому мы можем использовать транзистор различными способами.

Типовая структура транзистора, состоящего из эмиттера, коллектора и базы. | Изображение: Shutterstock

 

Почему мы используем транзисторы?

Транзистор может действовать как переключатель или затвор для электронных сигналов. На практике это означает, что мы используем транзисторы в качестве электронных переключателей, которые включают или выключают электронные схемы. Это основная функция, которую мы используем в цифровых логических схемах, например, в компьютерах, где мы используем транзисторы для представления единиц и нулей двоичного кода.

Мы также можем использовать транзисторы для управления питанием различных электронных компонентов. Транзистор действует как переключатель для включения и выключения тока. Кроме того, мы можем использовать транзисторы для регулировки уровня напряжения, что позволяет эффективно использовать мощность в электронных устройствах.

Одним из наиболее важных применений транзисторов является усилитель. Мы можем использовать транзисторы для усиления слабых сигналов, таких как выходной сигнал микрофона, до уровней, которые могут управлять громкоговорителем.

Произошла ошибка.

Невозможно выполнить JavaScript. Попробуйте посмотреть это видео на сайте www.youtube.com или включите JavaScript, если он отключен в вашем браузере.

Описание транзисторов — принцип работы транзисторов. | Видео: Образ мышления инженеров

 

Какие существуют два основных типа транзисторов?

BJT

В BJT переход база-эмиттер смещен в прямом направлении небольшим током. Эта конфигурация позволяет электронам течь от эмиттера к базе. Переход база-коллектор имеет обратное смещение, тем самым действуя как барьер для потока электронов. Однако переход база-эмиттер с прямым смещением позволяет небольшому количеству электронов проходить через переход база-коллектор. Этот процесс создает небольшой ток между клеммами коллектора и эмиттера, который контролируется базовым током.

Хотите узнать больше о физике? Мы вас поняли. Что такое ЭМИ?

 

FET

В FET вывод затвора отделен от канала изоляционным материалом. Подача напряжения на клемму затвора создает электрическое поле, которое может притягивать или отталкивать свободные электроны в канале. Этот процесс изменяет проводимость канала и, таким образом, контролирует протекание тока между выводами истока и стока. Полевые транзисторы имеют высокий входной импеданс, что означает, что они потребляют очень мало тока от входного сигнала.

Таким образом, транзисторы действуют как переключатель или усилитель, в зависимости от того, как они подключены и какой ток протекает через них. Входной ток управляет выходным током, который мы можем использовать для усиления или переключения сигналов.

 

Почему важны транзисторы?

На изображении показана печатная плата с транзисторами. | Изображение: Shutterstock

Транзисторы являются основными строительными блоками современной электроники. Это универсальные устройства, которые могут действовать как переключатели, усилители и регуляторы сигнала, что позволяет обрабатывать и хранить цифровую информацию. Широкое использование транзисторов в электронных устройствах сильно повлияло на нашу повседневную жизнь, позволив использовать современные технологии связи, развлечений, транспорта и здравоохранения. Например, транзисторы позволили миниатюризировать электронные схемы, что привело к созданию портативных устройств, таких как смартфоны, ноутбуки и носимые устройства.

Если бы не изобрели транзисторы, наш мир был бы совсем другим. Вполне вероятно, что компьютерной революции и стремительного развития электроники не произошло бы, поскольку транзисторы являются ключевым компонентом цифровых схем и современных вычислений. Это замедлило бы технологический прогресс в таких областях, как связь, развлечения, транспорт и здравоохранение. Электронные устройства были бы намного больше, медленнее и менее эффективны. Между тем, портативных устройств, таких как смартфоны, ноутбуки и носимые устройства, вообще не существовало бы.

Узнайте больше с помощью встроенного технического словаряЧто такое электрический заряд?

 

Примеры транзисторов

Транзисторы используются в самых разных электронных устройствах и оборудовании, вот некоторые распространенные области применения:

• Компьютеры : Транзисторы являются основным строительным блоком современных компьютеров.