Главная » Начинающим
Призовой фонд
на март 2017 г.
1. UNI-T UT-39C
Паяльник
2. Тестер компонентов LCR-T4
Паяльник
3. 100 руб.
От пользователей

Похожие статьи:


Немного о транзисторах...

Пожалуй, сегодня сложно представить себе современный мир без транзисторов, практически в любой электронике, начиная от радиоприёмников и телевизоров, заканчивая автомобилями, телефонами и компьютерами, так или иначе, они используются.

Типы транзисторов

Различают два вида транзисторов: биполярные и полевые. Биполярные транзисторы управляются током, а не напряжением. Бывают мощные и маломощные, высокочастотные и низкочастотные, p-n-p и n-p-n структуры... Транзисторы выпускаются в разных корпусах и бывают разных размеров, начиная от чип SMD (на самом деле есть намного меньше чем чип) которые предназначены для поверхностного монтажа, заканчивая очень мощными транзисторами. По рассеиваемой мощности различают маломощные до 100 мВт, средней мощности от 0,1 до 1 Вт и мощные транзисторы больше 1 Вт.

Транзисторы

Когда говорят о транзисторах, то обычно имеют в виду биполярные транзисторы. Биполярные транзисторы изготавливаются из кремния или германия. Биполярными они названы потому, что их работа основана на использовании в качестве носителей заряда как электронов, так и дырок. Транзисторы на схемах обозначаются следующим образом:

Обозначение на схемах

Одну из крайних областей транзисторной структуры называют эмиттером. Промежуточную область называют базой, а другую крайнюю — коллектором. Эти три электрода образуют два p-n перехода: между базой и коллектором — коллекторный, а между базой и эмиттером — эмиттерный. Как и обычный выключатель, транзистор может находиться в двух состояниях — во "включенном" и "выключенном". Но это не значит, что они имеют движущиеся или механические части, переключаются они из выключенного состояния во включенное и обратно с помощью электрических сигналов.

База, коллектор, эмиттер

Транзисторы предназначены для усиления, преобразования и генерирования электрических колебаний. Работу транзистора можно представить на примере водопроводной системы. Представьте смеситель в ванной, один электрод транзистора - это труба до краника (смесителя), другой (второй) – труба после краника, там где у нас вытекает вода, а третий управляющий электрод – это как раз краник, которым мы будем включать воду.
Транзистор можно представить как два последовательно соединенных диода, в случае NPN аноды соединяются вместе, а в случае PNP – соединяются катоды.

NPN и PNP транзисторы

Различают транзисторы типов PNP и NPN, PNP транзисторы открываются напряжением отрицательной полярности, NPN - положительной. В NPN транзисторах основные носители заряда - электроны, а в PNP - дырки, которые менее мобильны, соответственно NPN транзисторы быстрее переключаются.

Включение NPN и PNP транзисторов

Uкэ = напряжение коллектор-эмиттер
Uбэ = напряжение база-эмиттер
Ic = ток коллектора
Iб = ток базы

В зависимости от того, в каких состояниях находятся переходы транзистора, различают режимы его работы. Поскольку в транзисторе имеется два перехода (эмиттерный и коллекторный), и каждый из них может находиться в двух состояниях: 1) открытом 2) закрытом. Различают четыре режима работы транзистора. Основным режимом является активный режим, при котором коллекторный переход находится в закрытом состоянии, а эмиттерный – в открытом. Транзисторы, работающие в активном режиме, используются в усилительных схемах. Помимо активного, выделяют инверсный режим, при котором эмиттерный переход закрыт, а коллекторный - открыт, режим насыщения, при котором оба перехода открыты, и режим отсечки, при котором оба перехода закрыты.

При работе транзистора с сигналами высокой частоты время протекания основных процессов (время перемещения носителей от эмиттера к коллектору) становится соизмеримым с периодом изменения входного сигнала. В результате способность транзистора усиливать электрические сигналы с ростом частоты ухудшается.

Некоторые параметры биполярных транзисторов

Постоянное/импульсное напряжение коллектор – эмиттер.
Постоянное напряжение коллектор – база.
Постоянное напряжение эмиттер – база.
Предельная частота коэффициента передачи тока базы
Постоянный/импульсный ток коллектора.
Коэффициент передачи по току
Максимально допустимый ток
Входное сопротивление
Рассеиваемая мощность.
Температура p-n перехода.
Температура окружающей среды и пр…

Граничное напряжение Uкэо гр. является максимально допустимым напряжение между коллектором и эмиттером, при разомкнутой цепи базы и токе коллектора. Напряжение на коллекторе, меньше Uкэо гр. свойственны импульсным режимам работы транзистора при токах базы, отличных от нуля и соответствующих им токах базы (для n-p-n транзисторы ток базы >0, а для p-n-p наоборот, Iб<0).

К биполярным транзисторам могут быть отнесены однопереходные транзисторы, таковым является например КТ117. Такой транзистор представляет собой трехэлектродный полупроводниковый прибор с одним р-n переходом. Однопереходный транзистор состоит из двух баз и эмиттера.

Однопереходные транзисторы

В последнее время в схемах часто стали применять составные транзисторы, называют их парой или транзисторами Дарлингтона, они обладают очень высоким коэффициентом передачи тока, состоят они из двух или более биполярных транзисторов, но выпускаются и готовые транзисторы в одном корпусе, таким является например TIP140. Включаются они с общим коллектором, если соединить два транзистора, то они будут работать как один, включение показано на рисунке ниже. Применение нагрузочного резистора R1 позволяет улучшить некоторые характеристики составного транзистора.

Составной транзистор

Некоторые недостатки составного транзистора: низкое быстродействие, особенно перехода из открытого состояния в закрытое. Прямое падение напряжения на переходе база-эмиттер почти в два раза больше чем в обычном транзисторе. Ну и само собой, потребуется больше места на плате.

Проверка биполярных транзисторов

Поскольку транзистор состоит из двух переходов, причем каждый из них представляет собой полупроводниковый диод, проверить транзистор можно так же, как проверяют диод. Проверка транзистора обычно осуществляется омметром, проверяют оба p-n перехода транзистора: коллектор – база и эмиттер – база. Для проверки прямого сопротивления переходов p-n-p транзистора минусовой вывод омметра подключается к базе, а плюсовой вывод омметра – поочередно к коллектору и эмиттеру. Для проверки обратного сопротивления переходов к базе подключается плюсовой вывод омметра. При проверке n-p-n транзисторов подключение производится наоборот: прямое сопротивление измеряется при соединении с базой плюсового вывода омметра, а обратное сопротивление – при соединении с базой минусового вывода. Транзисторы так же можно прозванивать цифровым мультиметром в режиме прозвонки диодов. Для NPN  красный щуп прибора "+" присоединяем к базе транзистора, и поочередно прикасаемся черным щупом "-" к коллектору и эмиттеру. Прибор должен показывать некоторое сопротивление, примерно от 600 до 1200. Затем меняем полярность подключения щупов, в этом случае прибор ничего не должен показывать. Для структуры PNP порядок проверки будет обратным.

MOSFET транзисторы

Несколько слов хочу сказать про MOSFET транзисторы (metal–oxide–semiconductor field-effect transistor), (Метал Оксид Полупроводник (МОП)) – это  полевые транзисторы, не путать с обычными полевиками! У полевых транзисторов три вывода: G - затвор, D - сток, S – исток. Различают N канальный и Р, в обозначении данных транзисторов имеется диод Шоттки, он пропускает ток от истока к стоку, и ограничивает напряжение сток – исток.

MOSFET транзисторы

Применяются они в основном для коммутации больших токов, управляются они не током, как биполярные транзисторы, а напряжением, и как правило, имеет очень малое сопротивление открытого канала, сопротивление канала величина постоянная и не зависит от тока. MOSFET транзисторы специально разработаны для ключевых схем, можно сказать как замена реле, но в некоторых случаях можно и усиливать, применяются в мощных усилителях НЧ.

Плюсы у данных транзисторов следующие:
Минимальная мощность управления и большой коэффициент усиления по току
Лучшие характеристики, например большая скорость переключения.
Устойчивость к большим импульсам напряжения.
Схемы, где применяются такие транзисторы, обычно более простые.

Минусы:
Стоят дороже, чем биполярные транзисторы.
Боятся статического электричества.
Наиболее часто для коммутации силовых цепей применяют MOSFET с N-каналом. Напряжение управления должно превышать порог 4 В, вообще, необходимо 10-12 В для надежного включения MOSFET. Напряжение управления - это  напряжение, приложенное между затвором и истоком для включения MOSFET транзистора.

Рекомендации по эксплуатации транзисторов

Значения большинства параметров транзисторов зависят от реального режима работы и температуры, причем с увеличением температуры параметры транзисторов могут меняться. В справочнике приведены, как правило, типовые (усредненные) зависимости параметров транзисторов от тока, напряжения, температуры, частоты и т. п.

Для обеспечения надежной работы транзисторов необходимо принимать меры, исключающие длительные электрические нагрузки, близкие к предельно допустимым, например заменять транзистор на аналогичный но меньшей мощности не стоит, это касается не только мощностей, но и других параметров транзистора. В некоторых случаях для увеличения мощности транзисторы можно включать параллельно, когда эмиттер соединяется с эмиттером, коллектор с коллектором и база – с базой. Перегрузки могут быть вызваны разными причинами, например от перенапряжения, для защиты от перенапряжения часто применяют быстродействующие диоды.

Что касается нагрева и перегрева транзисторов, температурный режим транзисторов не только оказывает влияние на значение параметров, но и определяет надежность их эксплуатации. Следует стремиться к тому, чтобы транзистор при работе не перегревался, в выходных каскадах усилителей транзисторы обязательно нужно ставить на большие радиаторы. Защиту транзисторов от перегрева нужно обеспечивать не только во время эксплуатации, но и во время пайки. При лужении и пайке следует принимать меры, исключающие перегрев транзистора, транзисторы во время пайки желательно держать пинцетом, для защиты от перегрева.

Теги:

Адвансед Опубликована: 2012 г. 0 2
Я собрал 0 4
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 4.8 Проголосовало: 4 чел.

Комментарии (18) | Я собрал (0) | Подписаться

+1
Александр #
Спасибо за статью. Много искал, но такого описания нет нигде. Просто и доходчиво.
Ответить
0
ВАДИМ #
Можно сделать транзистор из двух диодов?
Ответить
0
Игорь #
В транзисторе геометрические размеры базы меньше коллектора и эмиттера. Для того, чтобы минимальная часть основных носителей эмиттера рекомбинировала в базе.
Поэтому транзистор из 2-х диодов никогда не будет усиливать сигнал.
Ответить
0
Прохожий #
В NPN транзисторах основные носители заряда - электроны, а в PNP - дырки, которые менее мобильны, соответственно NPN транзисторы быстрее переключаются.
Реально что ли так?
Ответить
+1
Игорь #
Да PNP транзисторы менее быстродействующие.
Ответить
0
Миллер #
При работе транзистора с сигналами высокой частоты время протекания основных процессов (время перемещения носителей от эмиттера к коллектору) становится соизмеримым с периодом изменения входного сигнала. В результате способность транзистора усиливать электрические сигналы с ростом частоты ухудшается.
Главная причина снижения коэффициента усиления с ростом частоты вызвана эффектом Миллера. Он проявляется вследствие наличия паразитных емкостей переходов транзистора, неустранимых с технологической стороны изготовления транзисторов.
Ответить
+2
Andronomed #
В статье ошибка. На рисунке PNP транзистора не правильная полярность.
Ответить
0
Владимир #
Я считаю, что есть неясность в изложении, об ошибке судить не берусь.
Уж если нарисовали на схемах стрелочки - и синие и серые, то хотя-бы объясните, что они символизируют. Уж очень много стрелочек.
Я на этот сайт залез чтобы удостовериться, у транзисторных схем земля это плюс или минус. Знаю только, что у ламповых всё наоборот (у ламп вроде земля = минус). Ну вроде как у транзисторных должен быть плюс. Но, честно говоря, пока ответа не нашёл.
Хочу уточнить свой вопрос: В обоих схемах NPN и PNP плюс находится сверху, а стрелочки направлены по разному, Может действительно это ошибка?
Ответить
0
VIK #
В "ЭМИТТЕРЕ" Транзистора ВСЕГДА
- у PNP(прямого) - +(плюс)питания
- у NPN(обратного) - -(минус) питания
- иначе транзистор шевелиться не будет
- АВТОР (м)ЧУДАК. - хотя может и исправит
- А так как давно мАло PNP - то земля - МИНУС в 90%
- в Автомобилях - куда аккумул "-" подсоединяется?
НО! Быть внимательным надо быть и есть!
Ответить
0
Дмитрий #
Хотелось бы информацию о том, на какие параметры транзисторов следует обращать внимание и из чего должен исходить их выбор. Примеры с напряжением или силой тока управления, какая в этом случае будет зависимость на выходе?
Ответить
0
Александр #
Напряжение коллектор-эмиттер, напряжение базы. Коэффициент передачи тока (hfe/h21э). Ток К-Э. Тип основных носителей заряда (NPN для положительного напряжения и PNP для отрицательного)

Более узко используются также параметры:
Верхняя рабочая частота(связана с паразитной ёмкостью перехода). Сопротивление открытого канала и рассеиваемая мощность

Пример использования:
Есть транзистор NPN. К нему на коллектор подаётся основное напряжение, допустим 5 Вольт. Между базой и коллектором ставится переменный резистор. С эмиттера снимается напряжение.

Теперь расчёты:
Допустим, коэффициент hfe = 100(средне-высокий для силовых транзисторов), а резистор 100 кОм.
Тогда на выходе, при выкручивании ползунка резистора до конца, получается 5В/10^5(Ом)= 0.00005 А управляющий ток базы. 50 мкА * 100(hfe) = 5 mA ток К-Э.
На половине ползунка резистора мы получим: (5÷(5×10^4))*100=10 mA ток К-Э.
Чтобы не пожечь транзистор коротким, лучше добавить последовательно переменному, постоянный резистор с учётом максимального тока транзистора.

Если же два транзистора соединить последовательно, VCC-К-Э*К-Э-GND
(VCC - питающее напряжение, GND - нейтраль, нуль, минус), то со звездочки, места соединения двух транзюков, можно брать поделенное напряжение. Как именно - оставлю на домашнее задание. Это просто.

Чтобы не пожечь лишние детали и быстро и удобно тренироваться с электроникой, рекомендую использовать симуляторы схем.
Ответить
0
Alz #
PNP транзисторы открываются напряжением отрицательной полярности, NPN - положительной. В NPN транзисторах основные носители заряда - электроны, а в PNP - дырки, которые менее мобильны, соответственно NPN транзисторы быстрее переключаются.
Сказано, что PNP открывается от минуса, и сказано, что открывается от дырок. Минус - электроны. Электроны - противоположность дыркам. По моему, тут недоразумение.
Ответить
0
Михаил #
Прибор должен показывать некоторое сопротивление, примерно от 600 до 1200
... ээ, я думаю, это падение напряжения в мВ.
Ответить
0
kloundead #
Самого главного не хватает - определение выводов транзистора, цоколевка
Ответить
0
kitkit #
Как бы читать буквы внимательнее надобно. Перечитай абзац "Проверка биполярных транзисторов"
А вообще в документации к любому транзистору будет полнейшее его описание, а переписывать все в одну статью несколько глупо, не находишь?
Ответить
0
Электронкин #
Подключаю pnp - база к земле, коллектор к нагрузке +12, эмиттер к питанию +12. Нагрузка всегда работает, есть земля на базе или нет. Получается база вообще не участвует в замыкании/размыкании. Что я делаю не так?
Ответить
0
Egoist42 #
Нужен подтягивающий резистор с базы на эмиттер, тогда без минуса на базе переход будет закрыт.
Ответить
0
Иван #
Подскажите как найти контакт "база"для проверки транзистора?
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется электрическое сопротивление?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Набор начинающего радиолюбителя
Набор начинающего радиолюбителя
Лазерный модуль 650нм 5мВт Мини гравер 125 Ватт
вверх