인형을 위한 전자 장치의 기초: 트랜지스터란 무엇이며 어떻게 작동합니까? 전계 효과 트랜지스터란 무엇이며 테스트 방법 전계 효과 트랜지스터는 어디에 사용됩니까?

실험을 위해 간단하고 사랑받는 트랜지스터 KT815B를 사용하겠습니다.

여러분에게 친숙한 다이어그램을 만들어 보겠습니다.

왜 베이스 앞에 저항을 두었나요?

Bat1에서는 전압을 2.5V로 설정했습니다. 2.5볼트 이상을 공급하면 전구가 더 이상 밝게 타오르지 않습니다. 이것이 베이스 전압의 추가 증가가 부하의 전류 강도에 어떤 역할도 하지 않는 한계라고 가정해 보겠습니다.

Bat2에서는 6V로 설정했지만 전구는 12V입니다. 12볼트에서는 트랜지스터가 눈에 띄게 뜨거워져서 다 타버리고 싶지 않았습니다. 여기서 우리는 전구가 소비하는 전류량을 확인하고 이 두 값을 곱하여 소비하는 전력을 계산할 수도 있습니다.

보시다시피 표시등이 켜져 있고 회로가 정상적으로 작동하고 있습니다.

하지만 컬렉터와 이미터를 섞으면 어떻게 될까요? 논리적으로는 베이스를 건드리지 않았고 컬렉터와 이미터가 N 반도체로 구성되어 있기 때문에 이미터에서 컬렉터로 전류가 흘러야 합니다.

그러나 실제로는 빛이 켜지는 것을 원하지 않습니다.

Bat2 전원 공급 장치의 소비량은 약 10밀리암페어입니다. 이는 전류가 여전히 전구를 통해 흐르지만 매우 약하다는 것을 의미합니다.

트랜지스터를 올바르게 연결하면 전류가 정상적으로 흐르고 잘못 연결하면 전류가 흐르지 않는 이유는 무엇입니까? 요점은 트랜지스터가 대칭으로 만들어지지 않았다는 것입니다.

트랜지스터에서는 컬렉터와 베이스 사이의 접촉 면적이 이미터와 베이스 사이의 접촉 면적보다 훨씬 큽니다. 따라서 전자가 이미 터에서 컬렉터로 돌진하면 거의 모든 전자가 컬렉터에 의해 "포착"되고 단자를 혼동하면 컬렉터의 모든 전자가 이미 터에 "포착"되지는 않습니다.

그런데 전압이 역 극성으로 공급 되었기 때문에 이미 터베이스의 P-N 접합이 파손되지 않은 것은 기적이었습니다. 데이터시트의 매개변수 U EB 최대. 이 트랜지스터의 경우 임계 전압은 5V로 간주되지만 우리의 경우에는 이보다 조금 더 높았습니다.

그래서 우리는 컬렉터와 이미터가 같지 않은. 회로에서 이러한 단자를 혼합하면 이미터 접합이 파손될 수 있으며 트랜지스터가 작동하지 않을 수 있습니다. 따라서 어떤 상황에서도 바이폴라 트랜지스터의 리드를 혼동하지 마십시오!

트랜지스터 단자를 결정하는 방법

방법 1번

나는 그것이 가장 간단하다고 생각합니다. 이 트랜지스터의 데이터시트를 다운로드하세요. 모든 일반 데이터시트에는 출력 위치에 대한 자세한 설명이 포함된 그림이 있습니다. 이렇게 하려면 트랜지스터에 적힌 큰 숫자와 문자를 Google이나 Yandex에 입력하고 그 옆에 "데이터시트"라는 단어를 추가하세요. 지금까지 일부 무선 요소에 대한 데이터시트를 찾지 않은 상황은 한 번도 없었습니다.

방법 2번

트랜지스터가 음극 또는 양극으로 직렬로 연결된 두 개의 다이오드로 구성되어 있다는 점을 고려하면 기본 출력을 찾는 데 문제가 없을 것이라고 생각합니다.

여기에서는 모든 것이 간단합니다. 멀티미터를 연속성 아이콘 " )))"에 놓고 이 두 개의 다이오드를 찾을 때까지 모든 변형을 시도하기 시작합니다. 결론은 이러한 다이오드가 양극 또는 음극으로 연결되는 위치이며 이것이 기본입니다. 컬렉터와 이미터를 찾기 위해 이 두 다이오드의 전압 강하를 비교합니다. 컬렉터와 베이스 사이옴 그래야만 해 이미터와 베이스 사이보다 작습니다.이것이 사실인지 확인해 볼까요?

먼저 KT315B 트랜지스터를 살펴 보겠습니다.

E – 이미 터

K – 수집가

B – 베이스

문제없이 베이스를 테스트하고 찾을 수 있도록 멀티미터를 설정했습니다. 이제 두 접합점의 전압 강하를 측정합니다. 베이스 이미터 전압 강하 794밀리볼트

컬렉터 베이스의 전압 강하는 785밀리볼트입니다. 컬렉터와 베이스 사이의 전압 강하가 이미터와 베이스 사이의 전압 강하보다 작은 것을 확인했습니다. 따라서 가운데 ​​파란색 핀이 컬렉터이고 왼쪽 빨간색 핀이 이미터입니다.

KT805AM 트랜지스터도 확인해 보겠습니다. 핀아웃(핀 위치)은 다음과 같습니다.

NPN 구조의 트랜지스터입니다. 염기를 찾았다고 가정해 보겠습니다(빨간색 출력). 컬렉터가 어디에 있고 이미터가 어디에 있는지 알아봅시다.

첫 번째 측정을 해보겠습니다.

두 번째 측정을 해보겠습니다.

따라서 가운데 ​​파란색 핀이 컬렉터이고 왼쪽 노란색 핀이 이미터입니다.

KT814B라는 트랜지스터를 하나 더 확인해 보겠습니다. 그는 우리의 PNP 구조입니다. 기본은 파란색 출력입니다. 파란색과 빨간색 단자 사이의 전압을 측정합니다.

파란색과 노란색 사이:

우와! 여기 저기 모두 720밀리볼트입니다.

이 방법은 이 트랜지스터에 도움이 되지 않았습니다. 걱정하지 마십시오. 세 번째 방법이 있습니다.

방법 3번

거의 모든 최신 제품에는 6개의 작은 구멍이 있으며 그 옆에는 NPN, PNP, E, C, B와 같은 문자가 있습니다. 이 6개의 작은 구멍은 측정용으로 정확하게 고안되었습니다. 나는 이 구멍을 구멍이라고 부를 것이다. 구멍처럼 보이지 않습니다))).

멀티미터 손잡이를 "h FE" 아이콘에 놓습니다.

우리는 그것이 어떤 전도성인지, 즉 NPN 또는 PNP인지 결정하고 해당 섹션에 밀어 넣습니다. 전도도는 트랜지스터의 다이오드 위치에 따라 결정됩니다. 우리는 두 P-N 접합 모두에서 양방향으로 동일한 전압 강하를 보이는 트랜지스터를 가져와 문자 "B"가 있는 구멍에 베이스를 놓습니다.

베이스는 건드리지 않고 핀 두 개만 교체합니다. 와, 만화는 처음보다 훨씬 더 많은 것을 보여줬어요. 따라서 현재 구멍 E에는 이미터가 있고 구멍 C에는 컬렉터가 있습니다. 모든 것이 기본적이고 단순합니다 ;-).

방법 4번

이것이 트랜지스터의 핀아웃을 확인하는 가장 쉽고 정확한 방법이라고 생각합니다. 이렇게 하려면 범용 R/L/C/트랜지스터 미터를 구입하고 트랜지스터 리드를 장치 터미널에 삽입하면 됩니다.

트랜지스터가 살아 있는지 즉시 표시됩니다. 그리고 그가 살아 있다면 핀아웃을 나눠줄 것입니다.

좋은 오후 친구들!

최근에 여러분과 저는 컴퓨터 하드웨어의 작동 방식에 대해 더 자세히 알게 되었습니다. 그리고 우리는 그의 "빌딩 블록"중 하나인 반도체 다이오드를 만났습니다. 개별 부품으로 구성된 복잡한 시스템입니다. 이러한 개별 부품(크고 작은)이 어떻게 작동하는지 이해함으로써 우리는 지식을 얻습니다.

지식을 습득함으로써 우리는 철 컴퓨터 친구가 갑자기 엉망이 되었을 때 도와줄 수 있는 기회를 얻습니다.. 우리는 우리가 길들인 사람들에 대한 책임이 있습니다. 그렇지 않습니까?

오늘 우리는 이 흥미로운 사업을 계속하면서 전자 제품의 가장 중요한 "구성 요소"인 트랜지스터가 어떻게 작동하는지 알아내려고 노력할 것입니다. 모든 유형의 트랜지스터 중에서 (많은 것들이 있음) 이제 우리는 전계 효과 트랜지스터의 작동을 고려하는 것으로 제한하겠습니다.

전계 효과 트랜지스터가 왜 필요한가요?

"트랜지스터"라는 단어는 영어 단어 번역(translate)과 저항(resistor) 두 단어에서 파생되었습니다. 즉, 저항 변환기입니다.

다양한 트랜지스터 중에는 전계 효과도 있습니다. 전기장에 의해 제어되는 것들.

전기장은 전압에 의해 생성됩니다. 따라서 전계 효과 트랜지스터는 전압 제어 반도체 장치입니다.

영문 문헌에서는 MOSFET(MOS Field Effect Transistor)이라는 용어가 사용됩니다. 전류에 의해 제어되는 다른 유형의 반도체 트랜지스터, 특히 바이폴라 트랜지스터가 있습니다. 이 경우 입력 전극에 일부 전압을 적용해야 하므로 제어에도 일부 전력이 소비됩니다.

전계 효과 트랜지스터 채널은 전압에 의해서만 열릴 수 있습니다, 입력 전극을 통해 전류가 흐르지 않습니다(매우 작은 누설 전류 제외). 저것들. 제어에 전력이 소비되지 않습니다. 그러나 실제로 전계 효과 트랜지스터는 대부분 정적 모드가 아닌 특정 주파수에서 전환됩니다.

전계 효과 트랜지스터의 설계는 내부 전이 커패시턴스의 존재를 결정하며, 이를 통해 스위칭 시 주파수에 따라 특정 전류가 흐릅니다(주파수가 높을수록 전류가 커짐). 따라서 엄밀히 말하면 일부 권한은 여전히 ​​제어에 소비됩니다.

전계 효과 트랜지스터는 어디에 사용됩니까?

현재의 기술 수준을 통해 강력한 전계 효과 트랜지스터(FET)의 개방 채널 저항을 매우 작게 만드는 것이 가능합니다. 옴의 수백 또는 수천분의 1!

그리고 이는 수십 암페어의 전류가 흐를 때에도 PT에서 소비되는 전력이 1/10 또는 100분의 1와트를 초과하지 않기 때문에 큰 이점입니다.

따라서 부피가 큰 라디에이터를 제거하거나 크기를 크게 줄일 수 있습니다.

PT는 컴퓨터 및 컴퓨터의 저전압 스위칭 안정기에 널리 사용됩니다.

다양한 유형의 FET 중에서 유도 채널이 있는 FET가 이러한 목적으로 사용됩니다.

전계 효과 트랜지스터는 어떻게 작동합니까?

유도 채널 FET에는 소스, 드레인, 게이트의 세 전극이 포함되어 있습니다.

PT의 작동 원리는 그래픽 명칭과 전극 이름에서 절반 정도 명확합니다.

PT 채널은 "물"(전류를 형성하는 하전 입자의 흐름)이 "소스"(소스)를 통해 흐르는 "수도관"입니다.

"물"은 "배수구"(배수구)를 통해 "파이프"의 다른 쪽 끝에서 흘러 나옵니다. 밸브는 흐름을 열거나 차단하는 "탭"입니다. "물"이 "파이프"를 통해 흐르기 위해서는 그 안에 "압력"을 생성해야 합니다. 드레인과 소스 사이에 전압을 가한다.

전압이 적용되지 않으면("시스템에 압력이 없음") 채널에 전류가 흐르지 않습니다.

전압이 가해지면 소스를 기준으로 게이트에 전압을 가하여 "탭을 열" 수 있습니다.

적용되는 전압이 높을수록 "수도꼭지"가 더 많이 열리고 드레인-소스 채널의 전류가 커지고 채널 저항이 낮아집니다.

전원 공급 장치에서 PT는 스위칭 모드에서 사용됩니다. 채널은 완전히 열려 있거나 완전히 닫혀 있습니다.

솔직히 PT의 운영 원리는 훨씬 더 복잡합니다. 키 모드뿐만 아니라. 그의 작업은 많은 난해한 공식으로 설명되지만 여기서는 이 모든 것을 설명하지 않고 이러한 간단한 비유에만 국한하겠습니다.

PT에 n채널(이 경우 채널의 전류는 음전하 입자에 의해 생성됨)과 p채널(전류는 양전하 입자에 의해 생성됨)이 있을 수 있다고 가정해 보겠습니다. 그래픽 표현에서 n채널이 있는 PT의 화살표는 안쪽을 향하고, p채널이 있는 PT의 화살표는 바깥쪽을 향합니다.

실제로 "파이프"는 채널의 양전하 또는 음전하의 존재를 결정하는 다양한 유형의 화학 원소의 불순물이 포함된 반도체(주로 실리콘) 조각입니다.

이제 실습으로 넘어가서 이야기해 봅시다.

전계 효과 트랜지스터를 테스트하는 방법은 무엇입니까?

일반적으로 PT 단자 사이의 저항은 무한히 높습니다.

그리고 테스터가 약간의 저항을 보이면 PT가 파손되었을 가능성이 높으므로 교체해야 합니다.

많은 FET에는 역전압(역극성 전압)으로부터 채널을 보호하기 위해 드레인과 소스 사이에 다이오드가 내장되어 있습니다.

따라서 테스터의 "+"(테스터의 "빨간색" 입력에 연결된 빨간색 프로브)를 소스에 연결하고 "-"(테스터의 검정색 입력에 연결된 검정색 프로브)를 드레인에 연결하면, 그러면 채널이 "벨이 울립니다" 일반 다이오드처럼앞으로 방향으로.

이는 n채널 FET의 경우에도 마찬가지입니다. p-채널이 있는 PT의 경우 프로브의 극성은 다음과 같습니다. 뒤집다.

디지털 테스터를 사용하여 다이오드를 확인하는 방법은 해당 섹션에서 설명합니다. 저것들. 드레인-소스 섹션에서 전압은 500-600mV로 떨어집니다.

프로브의 극성을 변경하면 다이오드에 역전압이 적용되고 닫히고 테스터는 이를 기록합니다.

그러나 보호 다이오드의 서비스 가능성이 트랜지스터 전체의 서비스 가능성을 나타내는 것은 아닙니다. 또한 회로에서 납땜을 제거하지 않고 PT를 "링"하면 병렬 연결된 회로로 인해 보호 다이오드의 서비스 가능성에 대해서도 명확한 결론을 내리는 것이 항상 가능한 것은 아닙니다.

이런 경우에는 트랜지스터를 제거하고 테스트를 위해 작은 회로를 사용하여 질문에 명확하게 대답하십시오.– PT가 작동하는지 여부.

초기 상태에서 버튼 S1은 열려 있고 드레인에 대한 게이트의 전압은 0입니다. PT가 닫혀 있고 HL1 LED가 켜지지 않습니다.

버튼이 닫히면 소스와 게이트 사이에 적용된 저항 R3에 전압 강하(약 4V)가 나타납니다. PT가 열리고 HL1 LED가 켜집니다.

이 회로는 PT 커넥터를 사용하여 모듈로 조립할 수 있습니다. 인쇄 회로 기판에 장착하도록 설계된 D2 팩 패키지의 트랜지스터는 커넥터에 삽입할 수 없지만 도체를 전극에 연결하고 커넥터에 삽입할 수 있습니다. p-채널이 있는 PT를 테스트하려면 전원 공급 장치와 LED의 극성을 바꿔야 합니다.

때때로 반도체 장치는 불꽃, 연기, 조명 효과로 인해 심하게 고장납니다.

이 경우 본체에 구멍이 생기고, 깨지거나 조각으로 떨어지게 됩니다. 그리고 장비를 사용하지 않고도 오작동에 대해 명확한 결론을 내릴 수 있습니다.

결론적으로, 약어 MOSFET의 MOS 문자는 Metal - Oxide - Semiconductor(금속 - 산화물 - 반도체)를 나타냅니다. 이것이 PT의 구조입니다. 금속 게이트("수도꼭지")는 유전체(산화규소) 층에 의해 반도체 채널과 분리되어 있습니다.

오늘 "파이프", "수도꼭지" 및 기타 "배관"에 대해 알아냈기를 바랍니다.

그러나 우리가 알고 있듯이 이론은 실천이 없으면 죽은 것입니다! 말하자면 현장 작업자와 함께 실험하고, 주변을 둘러보고, 확인하고, 만져보고, 확인해야 합니다.

그런데, 구입하다전계 효과 트랜지스터가 가능합니다.

전자 제품은 어디에서나 우리를 둘러싸고 있습니다. 그러나 이 모든 것이 어떻게 작동하는지에 대해 생각하는 사람은 거의 없습니다. 실제로는 매우 간단합니다. 이것이 바로 오늘 우리가 보여주려고 하는 것입니다. 트랜지스터와 같은 중요한 요소부터 시작하겠습니다. 트랜지스터가 무엇인지, 어떤 역할을 하는지, 트랜지스터가 어떻게 작동하는지 알려드리겠습니다.

트랜지스터란 무엇입니까?

트랜지스터– 전류를 제어하도록 설계된 반도체 장치.

트랜지스터는 어디에 사용되나요? 응, 어디서나! 현대 전기 회로는 트랜지스터 없이는 거의 할 수 없습니다. 그들은 컴퓨터 장비, 오디오 및 비디오 장비 생산에 널리 사용됩니다.

때 소련의 마이크로 회로는 세계에서 가장 컸습니다., 통과되었으며 현대 트랜지스터의 크기는 매우 작습니다. 따라서 가장 작은 장치의 크기는 나노미터 정도입니다!

콘솔 나노-는 10의 마이너스 9제곱 정도의 값을 나타냅니다.

그러나 주로 에너지 및 산업 분야에서 사용되는 거대 표본도 있습니다.

트랜지스터에는 양극성 및 극성, 직접 전도 및 역전도 등 다양한 유형이 있습니다. 그러나 이러한 장치의 작동 원리는 동일합니다. 트랜지스터는 반도체 소자이다. 알려진 바와 같이, 반도체에서 전하 캐리어는 전자 또는 정공입니다.

과잉 전자가 있는 영역은 문자로 표시됩니다. N(음수), 정공 전도성이 있는 영역은 피(긍정적인).

트랜지스터는 어떻게 작동하나요?

모든 것을 명확하게하기 위해 작업을 살펴 ​​보겠습니다. 바이폴라 트랜지스터(가장 널리 사용되는 유형).

(이하 간단히 트랜지스터라고 함)은 반도체 결정 (가장 많이 사용됨) 규소또는 게르마늄), 전기 전도도가 다른 세 개의 영역으로 나뉩니다. 그에 따라 구역의 이름이 지정됩니다. 수집기, 베이스그리고 이미 터. 트랜지스터의 장치와 그 개략도는 아래 그림에 나와 있습니다.

순방향 및 역방향 전도 트랜지스터를 분리합니다. P-n-p 트랜지스터를 순방향 전도 트랜지스터라고 하고, n-p-n 트랜지스터를 역방향 전도 트랜지스터라고 합니다.

이제 트랜지스터의 두 가지 작동 모드에 대해 이야기하겠습니다. 트랜지스터 자체의 작동은 수도꼭지나 밸브의 작동과 유사합니다. 물 대신에 전류가 있습니다. 트랜지스터에는 작동(트랜지스터 개방)과 정지 상태(트랜지스터 폐쇄)의 두 가지 가능한 상태가 있습니다.

무슨 뜻이에요? 트랜지스터가 꺼지면 전류가 흐르지 않습니다. 열린 상태에서 베이스에 작은 제어 전류가 가해지면 트랜지스터가 열리고 이미터-컬렉터를 통해 큰 전류가 흐르기 시작합니다.

트랜지스터의 물리적 프로세스

이제 모든 일이 이런 식으로 일어나는 이유, 즉 트랜지스터가 열리고 닫히는 이유에 대해 자세히 알아보십시오. 바이폴라 트랜지스터를 살펴보겠습니다. 순리에 맡기다 n-p-n트랜지스터.

컬렉터와 이미터 사이에 전원을 연결하면 컬렉터의 전자가 양극으로 끌리기 시작하지만 컬렉터와 이미터 사이에는 전류가 흐르지 않습니다. 이는 기본 레이어와 이미터 레이어 자체에 의해 방해됩니다.

베이스와 이미터 사이에 추가 소스를 연결하면 이미터의 n 영역에서 전자가 베이스 영역으로 침투하기 시작합니다. 결과적으로, 베이스 영역은 자유 전자로 풍부해지며, 그 중 일부는 정공과 재결합하고, 일부는 베이스의 플러스로 흐르고, 일부(대부분)는 컬렉터로 이동합니다.

따라서 트랜지스터는 열려 있고 이미 터-컬렉터 전류가 그 안에 흐릅니다. 기본 전압이 증가하면 컬렉터-이미터 전류도 증가합니다. 또한 제어 전압의 작은 변화로 콜렉터 이미 터를 통과하는 전류가 크게 증가하는 것이 관찰됩니다. 증폭기의 트랜지스터 작동은 이러한 효과에 기초합니다.

간단히 말해서 이것이 트랜지스터 작동 방식의 핵심입니다. 밤새 바이폴라 트랜지스터를 사용하여 전력 증폭기를 계산해야 합니까, 아니면 트랜지스터 작동을 연구하기 위해 실험실 작업을 해야 합니까? 저희 학생서비스 전문가의 도움을 받으신다면 초보자라도 문제가 되지 않습니다.

공부와 같은 중요한 문제에 대해서는 주저하지 말고 전문가의 도움을 구하세요! 이제 여러분은 이미 트랜지스터에 대한 아이디어를 얻었으므로 긴장을 풀고 Korn의 "Twisted Transistor" 비디오를 시청하는 것이 좋습니다! 예를 들어, 통신 학생에게 연락하기로 결정했습니다.