집 난방 계산 간단히 말해서 트랜지스터가 작동하는 방식입니다. 트랜지스터란 무엇이며 그 목적은 무엇입니까?

간단히 말해서 트랜지스터가 작동하는 방식입니다. 트랜지스터란 무엇이며 그 목적은 무엇입니까?

반도체 삼극관이라고도 불리는 트랜지스터는 반도체 재료를 기반으로 한 전자 장치입니다. 장치의 주요 목적은 제어 회로의 약한 전류를 변경하여 출력에서 증폭된 신호를 얻는 기능입니다. 반도체 삼극관은 라디오에서 컴퓨터에 이르기까지 많은 전자 장치 회로의 주요 구성 요소 중 하나입니다.

"트랜지스터"의 정의는 이 단어의 어원과 밀접한 관련이 있습니다. 영어 단어 transfer(전송)와 resistance(저항)의 두 단어로 구성됩니다. 실제로 장치의 작동 원리는 전기 회로의 저항 전달(변화)과 관련이 있습니다.

양극성;
필드(단극).

각 클래스는 차례로 여러 종류로 나뉩니다.

양극성:

이러한 유형의 삼극관은 모두 동일한 전자 회로에 사용될 수 있습니다. 따라서 회로의 특정 위치에 어떤 부품을 사용해야하는지 혼동하지 않기 위해 p-n-p 및 n-p-n 삼극관의 이미지가 서로 다릅니다.

필드:

p-n 접합을 갖는 단극성;
절연 게이트가 있는 MOS 트랜지스터.

장치 작동 방식

전자공학에서는 전자(n)나 정공(p) 전도성을 지닌 반도체가 사용된다. 이러한 지정은 첫 번째 경우에는 음으로 하전된 전자가 반도체에서 우세하고 두 번째 경우에는 양으로 하전된 정공이 우세함을 나타냅니다.

바이폴라 반도체 3극관의 예를 사용하여 트랜지스터가 어떻게 작동하는지 살펴보겠습니다. 외부적으로 장치는 3개의 단자가 있는 금속 또는 플라스틱 케이스에 들어 있는 작은 부품처럼 보입니다. 내부에는 세 개의 반도체 층으로 이루어진 일종의 샌드위치가 있습니다.. 중앙 레이어가 p형이면 주변 레이어는 n형입니다. 결과는 n-p-n 삼극관입니다. 베이스라고도 하는 중심이 n형인 경우 플레이트는 정공 전도성을 갖는 반도체로 만들어지며 장치의 구조는 p-n-p입니다. 외부 레이어 중 하나는 이미 터라고하고 다른 레이어는 컬렉터라고합니다. 장치의 세 부분 각각에는 해당 출력이 있습니다.

트랜지스터가 인형에 대해 어떻게 작동하는지에 대한 간략한 설명은 다음과 같습니다. n-p-n 트랜지스터를 예로 들어 보겠습니다. 이미터와 컬렉터는 주로 전자 전도성을 갖는 층이고 베이스는 정공 전도성을 갖는 층입니다.

이미 터를 전기 배터리의 음극 단자에 연결하고베이스와 컬렉터를 양극 단자에 연결합니다. 초보 전자제품 애호가는 다음과 같이 상상할 수 있습니다. 삼극관은 두 개의 다이오드로 구성, 이미터-베이스 다이오드는 순방향으로 턴온되어 전류가 흐르고, 베이스-컬렉터 다이오드는 반대방향으로 턴온되어 전류가 흐르지 않는다.

베이스에 공급되는 전압을 조절할 수 있는 가변 저항기를 베이스 회로에 포함했다고 가정해 보겠습니다. 전압이 0으로 감소하면 어떤 효과가 나타납니까? 이미터-베이스 회로의 전류 흐름이 중단됩니다. 전압을 조금 높여보겠습니다. 이미터의 n-영역에서 나온 전자는 배터리의 양극에 연결된 베이스로 돌진합니다.

중요한 세부 사항은 베이스가 최대한 얇게 만들어졌다는 것입니다. 따라서 대량의 전자가 이 층을 통과하여 배터리 양극의 영향을 받아 컬렉터에 도달하게 됩니다. 따라서 전류는 이미 터와베이스 사이뿐만 아니라 이미 터와 컬렉터 사이에도 흐르기 시작합니다. 이 경우 콜렉터 전류는 베이스 전류보다 상당히 큽니다.

또 다른 중요한 상황: 베이스 전류의 작은 변화는 콜렉터 전류의 훨씬 큰 변화를 야기합니다. 따라서 반도체 삼극관은 다양한 신호를 증폭시키는 역할을 한다. 일반적으로 양극성 삼극관은 아날로그 기술에 더 자주 사용됩니다.

전계 효과 트랜지스터

이 유형의 삼극관은 특성이나 기능이 아니라 작동 원리가 양극성 삼극관과 다릅니다. 전계 효과 3극관에서는 전류가 소스라는 단자에서 드레인이라는 단자로 한 가지 유형의 전도성 반도체(예: p)를 통해 흐릅니다. 그리고 이 전류의 강도는 세 번째 단자인 게이트의 전압을 변경하여 제어됩니다.

이 구조는 전계 효과 3극관이 주로 사용되는 현대 디지털 기술의 요구 사항을 보다 정확하게 충족합니다. 오늘날의 기술적 역량 덕분에 1~2제곱센티미터 면적의 반도체 칩에 절연 게이트가 있는 수십억 개의 MIS 요소를 배치하는 것이 가능해졌습니다. 이것이 개인용 컴퓨터의 중앙 프로세서가 생성되는 방법입니다.

디바이스 개발 전망

주로 장치의 소형화 영역에 대한 전망이 있습니다. 따라서 오늘날 미국 과학자들은 소위 단일 분자 트랜지스터를 개발하고 있습니다. 이러한 장치의 주요 요소는 세 개의 전극이 부착된 벤젠 분자입니다.

아이디어가 입증되면 초강력 컴퓨팅 시스템을 만드는 것이 가능해집니다. 결국 분자의 크기는 오늘날 실리콘 칩에 있는 MOS 삼극관의 크기보다 훨씬 작습니다.

트랜지스터는 3개의 출력을 갖는 반도체 삼극관입니다. 이들의 주요 특성은 상대적으로 낮은 입력 신호를 사용하여 회로 출력에서 높은 전류를 제어하는 능력입니다.

현대의 복잡한 전기 장치에 사용되는 무선 구성 요소의 경우 전계 효과 트랜지스터가 사용됩니다. 이러한 요소의 특성으로 인해 인쇄 회로 기판의 전기 회로 전류가 켜지거나 꺼지거나 증폭됩니다.

전계 효과 트랜지스터란 무엇입니까?

전계 효과 트랜지스터는 두 접점에 흐르는 전류가 세 번째 접점의 전기장 전압에 의해 제어될 수 있는 3개 또는 4개 접점 장치입니다. 두 접점의 전기장은 세 번째 접점의 전압에 의해 조절됩니다. 결과적으로 이러한 트랜지스터를 전계 효과 트랜지스터라고 합니다.

장치에 있는 연락처 이름과 해당 기능:

소스 – 섹션 n에 있는 들어오는 전류와의 접점입니다.
드레인은 섹션 n에 위치한 처리된 나가는 전류와의 접점입니다.
게이트는 장치의 처리량이 조정되는 전압을 변경하여 섹션 p에 위치한 접점입니다.

n-p 접합이 있는 전계 효과 트랜지스터는 전류를 제어할 수 있는 특수 유형입니다. 일반적으로 두 구역의 경계에 형성된 p-n 접합 부분을 건너지 않고 전류가 흐른다는 점에서 단순한 것과 다릅니다. p-n 영역의 크기는 조정 가능합니다.

비디오 "전계 효과 트랜지스터에 대해 자세히"

전계 효과 트랜지스터의 유형

n-p 접합이 있는 전계 효과 트랜지스터는 다음에 따라 여러 클래스로 구분됩니다.

도체 채널 유형: n 또는 r. 채널은 부호, 극성, 제어 신호에 영향을 미칩니다. n-섹션의 부호가 반대여야 합니다.
장치의 구조에서: 확산, p-n 접합을 따라 합금화, 쇼트키 게이트, 박막.
총 연락처 수: 3개 또는 4개일 수 있습니다. 4개의 접촉 장치의 경우 기판도 게이트입니다.
사용된 재료: 게르마늄, 실리콘, 갈륨 비소.

차례로 트랜지스터의 작동 원리에 따라 클래스 구분이 발생합니다.

p-n 접합에 의해 제어되는 장치;
절연 게이트 또는 쇼트키 장벽이 있는 장치.

전계 효과 트랜지스터의 작동 원리

제어 p-n 접합이 있는 인형용 전계 효과 트랜지스터가 어떻게 작동하는지 간단히 말하면 주목할 가치가 있습니다. 무선 구성 요소는 p-접합과 n-접합의 두 섹션으로 구성됩니다. 전류는 섹션 n을 통과합니다. p 구간은 밸브의 일종인 중첩 구역이다. 일정한 압력을 가하면 해당 부위가 차단되어 전류 흐름이 차단됩니다. 또는 반대로 압력이 감소할수록 흐르는 전류의 양이 증가합니다. 이 압력의 결과로 강 부분에 위치한 게이트 접점의 전압이 증가합니다.

제어 p-n 채널 접합을 갖춘 장치는 이러한 유형 중 하나의 전기 전도성을 갖는 반도체 웨이퍼입니다. 드레인 및 소스 접점은 플레이트의 끝 부분에 연결되고 게이트 접점은 중앙에 연결됩니다. 장치의 작동 원리는 p-n 접합의 공간적 두께 변경을 기반으로 합니다. 차단 영역에는 이동 전하 캐리어가 거의 없기 때문에 전도도는 0입니다. 반도체 웨이퍼에서는 차단층이 영향을 받지 않는 영역에 전류 전도성 채널이 생성됩니다. 소스에 음의 전압이 인가되면 전하 캐리어가 흐르는 게이트에 전류가 형성됩니다.

절연 게이트는 그 위에 얇은 유전체 층을 배치하는 것이 특징입니다. 이 장치는 전기장의 원리로 작동합니다. 그것을 파괴하는 데는 약간의 전기만 필요합니다. 이와 관련하여 1000V를 초과할 수 있는 정전압을 방지하려면 바이러스 유형의 전기 영향을 최소화하는 장치용 특수 하우징을 만드는 것이 필요합니다.

전계 효과 트랜지스터는 무엇에 사용됩니까?

복잡한 유형의 전기 공학의 작동을 고려할 때 전계 효과 트랜지스터와 같은 집적 회로의 중요한 구성 요소의 작동을 고려해 볼 가치가 있습니다. 이 요소를 사용하는 주요 작업은 5가지 핵심 영역에 있으므로 트랜지스터는 다음 용도로 사용됩니다.

고주파 증폭.
저주파 부스트.
변조.
DC 증폭.
주요 장치(스위치).

간단한 예로, 트랜지스터 스위치의 작동은 마이크와 전구가 하나의 배열로 표현될 수 있습니다. 마이크 덕분에 소리의 진동이 포착되어 잠긴 장치 영역에 전류가 흐르는 모습에 영향을 미칩니다. 전류의 존재는 장치를 켜고 전구가 연결된 전기 회로를 켜는 데 영향을 미칩니다. 후자는 마이크가 소리를 포착한 후에 불이 들어오지만 마이크에 연결되지 않은 더 강력한 전원으로 인해 불이 붙습니다.

변조는 정보 신호를 제어하는 데 사용됩니다. 신호는 발진 주파수를 제어합니다. 변조는 고품질 오디오 무선 신호, 오디오 주파수를 TV 방송으로 전송, 컬러 이미지 및 고품질 TV 신호 방송에 사용됩니다. 변조는 고품질 재료로 작업해야 하는 모든 곳에서 사용됩니다.

증폭기로서 전계 효과 트랜지스터는 다음 원리에 따라 단순화된 형태로 작동합니다. 그래픽적으로 모든 신호, 특히 오디오는 점선으로 표시될 수 있습니다. 여기서 길이는 시간 간격이고 끊김 높이는 다음과 같습니다. 오디오 주파수. 사운드를 증폭하기 위해 무선 구성 요소에 강력한 전압 흐름이 공급되어 원하는 주파수를 획득하지만 제어 접점에 약한 신호가 공급되기 때문에 더 높은 값을 얻습니다. 즉, 장치 덕분에 원래 선이 비례적으로 다시 그려지지만 피크 값이 더 높아집니다.

인형용 전계 효과 트랜지스터를 사용하는 방법

판매용으로 시장에 진입하고 제어 p-n 접합을 갖춘 전계 효과 트랜지스터가 사용된 최초의 장치는 보청기였습니다. 그들의 발명은 20세기 50년대에 일어났습니다. 더 큰 규모에서는 전화 교환을 위한 요소로 사용되었습니다.

오늘날 이러한 장치의 사용은 다양한 유형의 전기 공학에서 볼 수 있습니다. 작은 크기와 다양한 특성을 지닌 전계 효과 트랜지스터는 주방 가전제품(토스터, 주전자, 전자레인지), 컴퓨터, 오디오 및 비디오 장비, 기타 전기 제품에서 찾아볼 수 있습니다. 화재 안전 경보 시스템에 사용됩니다.

산업 기업에서는 트랜지스터 장비를 사용하여 공작 기계의 전원을 조절합니다. 운송 부문에서는 기차와 기관차, 개인용 자동차의 연료 분사 시스템에 설치됩니다. 주택 및 공동 서비스 부문에서 트랜지스터를 사용하면 파견 및 거리 조명 제어 시스템을 모니터링할 수 있습니다.

또한 트랜지스터가 가장 널리 사용되는 분야는 프로세서에 사용되는 부품 제조입니다. 각 프로세서의 설계에는 여러 개의 소형 무선 구성 요소가 포함되어 있으며 주파수가 1.5GHz 이상 증가하면 에너지 소비도 증가합니다. 이와 관련해 프로세서 기술 개발자들은 클럭 주파수를 높이는 대신 멀티코어 장비를 만들기로 결정했다.

전계 효과 트랜지스터의 장점과 단점

전계 효과 트랜지스터의 사용은 보편적인 특성으로 인해 다른 유형의 트랜지스터를 우회하는 것이 가능해졌습니다. 그들은 스위치로서 집적 회로에 널리 적용됩니다.

장점:

일련의 부품은 소량의 에너지를 소비합니다.
증폭 표시기가 다른 유사한 장치의 값을 초과합니다.
게이트에 전류가 없기 때문에 높은 잡음 내성이 달성됩니다.
턴온 및 턴오프 속도가 더 빠르고 다른 트랜지스터가 접근할 수 없는 주파수에서 작동합니다.

결점:

고온에 대한 저항력이 낮아 파괴될 수 있습니다.
1.5GHz 이상의 주파수에서는 소비되는 에너지량이 급격히 증가합니다.
정전기 유형에 민감합니다.

전계 효과 트랜지스터의 기초로 사용되는 반도체 재료의 특성 덕분에 이 장치를 가정용 및 산업용 응용 분야에 사용할 수 있습니다. 현대인이 사용하는 각종 가전제품에는 전계효과 트랜지스터가 탑재되어 있다.

비디오 "전계 효과 트랜지스터의 설계 및 작동 원리"

트랜지스터는 대부분의 전자 장치의 핵심입니다. 이는 별도의 무선 구성 요소 형태이거나 미세 회로의 일부일 수 있습니다. 가장 복잡한 마이크로프로세서라도 그 강력한 크리스털 안에 촘촘하게 들어 있는 수많은 작은 트랜지스터로 구성되어 있습니다.

트랜지스터는 다릅니다.
두 가지 주요 그룹은 양극성과 장입니다. 그림 1과 같이 바이폴라 트랜지스터가 다이어그램에 표시되어 있습니다. 이는 순방향(p-p-p) 및 역방향(p-p-p) 전도성이 있습니다. 트랜지스터의 구조와 그 안에서 발생하는 물리적 과정은 학교에서 연구되므로 여기서는 이에 대해 이야기하지 않겠습니다. 말하자면 실습에 더 가깝습니다. 본질적으로 차이점은 pnp 트랜지스터가 연결되어 이미 터가 양의 전압 전위를 받고 컬렉터가 음의 전위를 수신한다는 것입니다. n-p-n 트랜지스터의 경우 그 반대가 적용됩니다. 이미터에는 음의 전위가 주어지고 컬렉터에는 양의 전위가 주어집니다.

왜 트랜지스터가 필요합니까?
주로 전류, 신호, 전압을 증폭하는데 사용됩니다. 그리고 전원으로 인해 증폭이 발생합니다. "손가락으로"작업하는 원리를 설명하려고 노력하겠습니다. 자동차에는 진공 브레이크 부스터가 있습니다. 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 브레이크 멤브레인이 움직이고 자동차 엔진이 이 멤브레인을 빨아들이는 밸브가 열리고 힘이 추가됩니다. 결과적으로 브레이크 페달을 약하게 밟으면 브레이크 패드에 강한 힘이 가해집니다. 그리고 기계의 구동 모터의 힘으로 인해 힘이 추가됩니다.

트랜지스터와 비슷합니다. 약한 전류가 베이스에 공급됩니다(그림 2). 이 전류의 영향으로 컬렉터-이미터 전도성이 증가하고 전원에서 나오는 훨씬 더 강한 전류가 컬렉터를 통해 흐릅니다. 약한 베이스 전류가 변하면 그에 따라 강한 컬렉터 전류도 변합니다. 이상적으로 컬렉터 전류 그래프는 베이스 전류 그래프의 확대된 복사본처럼 보입니다.
약한 베이스 전류와 강한 콜렉터 전류 사이의 이러한 차이를 트랜지스터 전류 이득이라고 하며 I21e로 표시합니다. 이는 다음과 같이 결정됩니다: h21e = Ik / I6(콜렉터 전류를 베이스 전류로 나눈 값). 이 매개변수가 클수록 트랜지스터의 증폭 특성이 좋아집니다.
그러나 이것은 모두 이상적입니다. 실제로 기본 전압에 대한 콜렉터 전류의 의존성은 그다지 선형적이지 않습니다. 전류 특성의 맨 아래 부분에서는 매우 작고 전압이 특정 값에 도달하면 급격히 증가하기 시작하는 BAX 다이오드를 기억해야합니다. 트랜지스터는 동일한 물리적 프로세스를 기반으로 하기 때문에 여기에도 비슷한 "결함"이 있습니다.

그림 3에 표시된 증폭기 회로를 조립하고 마이크에 말하면 스피커에서는 소리가 나지 않습니다. 마이크의 전압은 매우 낮기 때문에 트랜지스터의 개방 임계값보다 낮습니다. 여기서는 증폭이 없을 뿐만 아니라 반대로 신호가 약해집니다.

트랜지스터가 증폭기로 작동하려면 베이스의 전압을 높여야 합니다. 이는 마이크 출력의 전압을 높이면 가능합니다. 그러나 그러면 증폭기의 의미가 상실됩니다. 또는 저항을 통해 트랜지스터 베이스(그림 4)에 일정한 전압을 가하여 트랜지스터가 약간 열리도록 해야 합니다. 그리고 커패시터를 통해 이 트랜지스터의 베이스에 약한 교류 전압을 가합니다. 이제 가장 중요한 것은 약한 교류 전압이 베이스의 일정한 전압과 결합된다는 것입니다. 베이스의 전압은 약한 교류 전압에 따라 시간이 지남에 따라 변경됩니다. 그러나 일정한 전압으로 인해 트랜지스터의 작동 점이 특성의 급격한 선형 부분으로 이동했기 때문에 증폭이 발생합니다.
간단히 말해서, 약한 전압은 트랜지스터를 열 힘이 없었고, 이를 돕기 위해 일정한 전압을 추가하여 트랜지스터를 약간 열었습니다.

더 가파르고 더 선형적인 특성을 갖는 영역으로 작동 모드를 전환하기 위해 트랜지스터의 베이스에 적용되는 정전압을 바이어스 전압이라고 합니다. 이 전압을 변경하면 증폭기 스테이지의 이득도 조정할 수 있습니다.

트랜지스터가 항상 바이어스 전압과 함께 사용되는 것은 아닙니다. 예를 들어, 송신기의 증폭 단계에서는 입력 교류 전압의 진폭이 트랜지스터를 "구동"하기에 충분하기 때문에 바이어스 전압이 트랜지스터의 베이스에 적용되지 않을 수 있습니다.

트랜지스터를 증폭기가 아닌 스위치로 사용하면 바이어스 전압도베이스에 적용되지 않습니다. 간단히 말해서, 키를 닫아야 할 때는 베이스의 전압이 0이고, 열어야 할 때는 베이스에 충분한 전압이 공급되어 트랜지스터가 열립니다. 이는 일반적으로 0(전압 없음)과 1(전압 있음)만 있고 그 사이에는 값이 없는 디지털 전자 장치에 사용됩니다.

그림 5는 라디오 스피커에서 컴퓨터 스피커를 만드는 방법에 대한 실제 다이어그램을 보여줍니다. 무선 네트워크에 연결하기 위한 플러그가 하나만 있는 간단한 단일 프로그램 스피커가 필요합니다(다중 프로그램 스피커에는 전기 네트워크용 두 번째 플러그가 있습니다). 스피커 회로를 변경할 필요가 없습니다. 무선 네트워크와 동일한 방식으로 트랜지스터의 컬렉터에 연결됩니다.

단일 프로그램 스피커 내부에는 스피커, 볼륨 조절용 가변 저항기 및 변압기가 있습니다. 이 모든 것이 필요하며 여전히 남아 있습니다. 스피커 하우징을 열 때 트랜지스터의 컬렉터와 전원 공급 장치의 플러스를 와이어와 플러그가 납땜되는 위치에 납땜하십시오. 와이어 자체를 제거할 수 있습니다.

컴퓨터에 연결하려면 끝에 해당 플러그가 있는 차폐선이 필요합니다. 또는 일반 2선식 와이어입니다. 와이어가 차폐된 경우 브레이드를 트랜지스터 이미터에 연결하고 중앙 코어를 커패시터 C1에 연결합니다.
컴퓨터 사운드 카드의 신호는 플러그를 통해 커패시터 C1에 공급됩니다. 공급 전압은 주 전원 공급 장치에서 공급됩니다. 최선의 선택은 "Dandy"또는 "Kanga"와 같은 게임 콘솔에서 TV로의 전원 공급 장치입니다. 일반적으로 출력 전압이 7V~12V인 모든 전원 공급 장치가 적합합니다. 전원 공급 장치에 연결하려면 해당 소켓이 필요하며 구멍을 뚫어 스피커 본체에 설치해야합니다. 물론 전원 공급 장치의 전선을 회로에 직접 납땜할 수도 있습니다. 전원을 연결할 때 극성을 준수해야 합니다. VD1 다이오드는 원칙적으로 필요하지 않지만 전원 공급 장치의 플러스와 마이너스를 혼동하면 회로가 고장 나지 않도록 보호합니다. 그것이 없으면 전원 공급 장치가 잘못 연결되면 트랜지스터가 타버릴 수 있지만 다이오드를 사용하면 전원 공급 장치의 극이 섞이면 회로가 켜지지 않습니다.

KT315 트랜지스터는 직사각형 케이스에 있으며 한쪽에 경사가 있습니다(그림 참조). 이제 이 베벨을 사용하여 리드를 위로 돌리면 왼쪽에 베이스가 있고 오른쪽에 이미터가 있으며 가운데에 컬렉터가 있습니다. 어떤 문자든 KT315 트랜지스터가 가능합니다(KT315A, KT315B...). 트랜지스터는 단자를 섞지 않고 올바르게 납땜해야 합니다. 실수로 전원을 켜면 죽을 수도 있습니다. 따라서 모든 것을 납땜한 후에는 너무 게으르지 말고 올바른 설치를 위해 트랜지스터, 커패시터 및 다이오드의 단자가 올바르게 납땜되었는지 세 번 확인하십시오. 그리고 100% 확신할 때만 켜십시오.

다이오드 VD1 유형 KD209. 양극이 표시되어 있습니다. 예를 들어 1N4004 등의 다른 다이오드를 설치할 수도 있습니다. 다이오드를 잘못 납땜하면 회로가 작동하지 않습니다. 따라서 모든 것이 켜져 있지만 작동하지 않으면 먼저 다이오드가 올바르게 연결되어 있는지 확인하십시오.

커패시터는 전해질이며 전압은 최소 12V입니다. K50-16, K50-35 또는 수입 유사품이 가능합니다. 우리 커패시터는 양극 단자 근처의 본체에 플러스가 있고 수입된 커패시터는 음극 단자 근처에 마이너스 또는 넓은 수직 줄무늬가 있다는 점에 유의해야 합니다. 10μF 커패시터 대신 2μF~20μF의 정전용량을 선택할 수 있습니다. 100μF 커패시터 대신 최소 100μF 용량의 커패시터가 적합합니다.

다이어그램 아래 그림은 납땜 지점이 점으로 표시된 배선 다이어그램을 보여줍니다. 납땜 지점과 와이어 교차점을 혼동하지 마십시오. 설치는 부품 리드와 배선 하네스를 사용하여 힌지 방식으로 수행됩니다. 전체 회로를 스피커 하우징 내부에 배치하는 것이 좋습니다(보통 공간이 많이 있음).

모든 것이 작동하는데 소음이 많이 난다면 사운드 카드로 가는 전선이 뒤섞인 것입니다. 교환하세요.

회로는 컴퓨터의 전원 공급 장치에서 전원을 공급받아서는 안 됩니다!

스테레오 옵션의 경우 두 개의 스피커를 만들고 입력을 하나의 스테레오 케이블로 결합하여 사운드 카드에 연결하고 동일한 전원 공급 장치에서 두 스피커에 전원을 공급할 수 있습니다.

하나의 트랜지스터 캐스케이드를 사용하면 스피커 소리가 조용하지만 작은 방에서 듣기에는 충분합니다. 볼륨은 컴퓨터 조절기나 스피커에 있는 손잡이를 사용하여 조절할 수 있습니다.

트랜지스터(트랜지스터, 영어)는 반도체 재료로 만들어진 3극관으로, 3개의 출력을 가지며, 주요 특성은 상대적으로 낮은 입력 신호로 회로 출력에서 상당한 전류를 제어하는 것입니다. 전계 효과 트랜지스터는 현대의 복잡한 전기 장치가 조립되는 무선 구성 요소에 사용됩니다. 이들의 특성을 통해 인쇄 회로 기판의 전기 회로에서 전류를 끄거나 켜거나 증폭시키는 문제를 해결할 수 있습니다.

전계 효과 트랜지스터 란 무엇입니까?

전계 효과 트랜지스터는 3개 또는 4개의 접점이 있는 장치입니다. 두 접점의 전류는 조정 가능합니다.세 번째의 전기장 전압. 그래서 그들은 현장이라고 불립니다.

콘택트 렌즈:

n-p 접합이 있는 전계 효과 트랜지스터는 다음과 같은 역할을 하는 특별한 유형의 트랜지스터입니다. 전류 제어용.

이 두 영역의 경계에 형성된 영역인 p-n 접합 영역을 건너지 않고 전류가 통과한다는 점에서 단순한 일반 것과 다릅니다. p-n 영역의 크기는 조정 가능합니다.

전계 효과 트랜지스터, 유형

n-p 접합이 있는 전계 효과 트랜지스터는 다음과 같은 클래스로 구분됩니다.

도체 채널 유형별: n 또는 r. 제어 신호의 부호, 극성은 채널에 따라 다릅니다. n-zone 부호의 반대쪽에 있어야 합니다.
장치의 구조에 따라: 확산, p-n 접합을 따라 합금화, 셔터, 박막.
접점 수 기준: 3핀 및 4핀. 4핀 장치의 경우 기판은 게이트 역할도 합니다.
사용된 재료에 따르면: 게르마늄, 실리콘, 갈륨 비소.

수업은 운영 원리에 따라 구분됩니다.

p-n 접합에 의해 제어되는 장치;
절연 게이트 또는 쇼트키 장벽 장치.

전계 효과 트랜지스터, 작동 원리

간단히 말해서 전계 효과 트랜지스터가 제어 p-n 접합과 함께 작동하는 방식은 다음과 같이 말할 수 있습니다. 무선 구성 요소는 p-접합과 n-접합의 두 영역으로 구성됩니다. 전류는 구역 n을 통해 흐릅니다. 존 p는 밸브의 일종인 중첩된 존이다. 세게 누르면, 전류 통과 영역을 차단합니다.그리고 그것은 덜 통과합니다. 또는 압력이 감소하면 더 많은 양이 통과됩니다. 이 압력은 강 지역에 위치한 게이트 접점의 전압을 증가시켜 수행됩니다.

제어 p-n 채널 접합을 갖춘 장치는 이러한 유형 중 하나의 전기 전도성을 갖는 반도체 웨이퍼입니다. 접점은 플레이트 끝(드레인 및 소스)에 연결되며 중간에는 게이트 접점이 있습니다. 장치의 작동은 p-n 접합 공간 두께의 가변성을 기반으로 합니다. 차단 영역에는 이동 전하 캐리어가 거의 없기 때문에 전도도가 0이다. 반도체 웨이퍼에서는 차단층의 영향을 받지 않는 영역에 전류 전도성 채널이 생성됩니다. 소스에 대해 음의 전압이 가해지면 게이트에서 전하 캐리어가 흘러나오는 흐름이 생성됩니다.

절연 게이트의 경우 그 위에 얇은 유전체 층이 있습니다. 이 유형의 장치 전기장의 원리로 작동. 소량의 전기만으로도 파괴할 수 있습니다. 따라서 수천 볼트에 도달할 수 있는 정전압으로부터 보호하기 위해 특수 장치 하우징이 생성됩니다. 이는 바이러스 전기의 영향을 최소화하는 데 도움이 됩니다.

전계 효과 트랜지스터가 필요한 이유는 무엇입니까?

전계 효과 트랜지스터(집적 회로의 구성 요소 중 하나)의 작동과 같은 복잡한 전자 장비의 작동을 고려하면 다음과 같은 결과를 상상하기 어렵습니다. 그의 주요 작업 방향 다섯:

고주파 증폭기.
베이스 앰프.
조정.
DC 증폭기.
주요 장치(스위치).

간단한 예를 사용하면 스위치와 같은 트랜지스터의 작동은 마이크와 전구를 배열하는 것으로 상상할 수 있습니다. 마이크는 소리를 포착하여 전류를 생성합니다. 잠긴 전계 효과 트랜지스터로 이동합니다. 그것의 존재로 인해 전류가 장치를 켜고 전구가 연결된 전기 회로를 켭니다. 마이크에 소리가 들어오면 불이 들어오지만, 마이크에 연결되지 않은 전원으로 인해 불이 들어오고 더 강력해집니다.

변조 적용됨정보 신호를 제어합니다. 신호는 진동 주파수를 제어합니다. 변조는 라디오의 고품질 사운드 신호, TV 프로그램의 오디오 전송, 방송 색상 및 고품질 TV 신호에 사용됩니다. 고품질 재료로 작업해야 하는 모든 곳에 사용됩니다.

증폭기처럼전계 효과 트랜지스터는 단순화된 방식으로 작동합니다. 그래픽적으로 모든 신호, 특히 오디오 시리즈는 파선으로 표시될 수 있으며, 여기서 길이는 시간이고 파단 높이는 사운드 주파수입니다. 사운드를 증폭하기 위해 무선 구성 요소에 강력한 전압이 공급되어 필요한 주파수를 획득하지만 제어 접점에 약한 신호가 공급되기 때문에 더 높은 값을 갖습니다. 즉, 장치는 원래 선을 비례적으로 다시 그리지만 피크 값은 더 높습니다.

전계 효과 트랜지스터의 응용

제어 pn 접합을 갖춘 전계 효과 트랜지스터를 사용하여 판매된 최초의 장치는 보청기. 그 출현은 지난 세기 50년대에 기록되었습니다. 산업 규모에서는 전화 교환에 사용되었습니다.

현대 사회에서는 장치가 사용됩니다. 모든 전기 공학에서. 전계 효과 트랜지스터는 작은 크기와 다양한 특성으로 인해 주방 가전, 오디오 및 TV 장비, 컴퓨터 및 어린이 전자 장난감에서 볼 수 있습니다. 이는 보안 메커니즘과 화재 경보기의 경보 시스템에 사용됩니다.

트랜지스터 장비는 공장에서 사용됩니다. 기계 전력 조절기용. 운송 분야에서는 기차와 기관차의 장비 작동부터 개인 차량의 연료 분사 시스템까지. 파견 시스템부터 거리 조명 제어 시스템까지 주택 및 공동 서비스에 사용됩니다.

트랜지스터의 가장 중요한 응용 분야 중 하나는 프로세서 생산. 실제로 전체 프로세서는 많은 소형 무선 구성 요소로 구성됩니다. 그러나 1.5GHz 이상의 작동 주파수로 이동하면 눈사태처럼 에너지를 소비하기 시작합니다. 따라서 프로세서 제조업체는 클럭 속도를 높이기보다는 멀티 코어의 길을 택했습니다.

전계 효과 트랜지스터의 장단점

특성을 지닌 전계 효과 트랜지스터 다른 종들보다 훨씬 뒤떨어져장치. 이는 집적 회로에서 스위치로 널리 사용됩니다.

일련의 부품은 에너지를 거의 소비하지 않습니다.
이득은 다른 종보다 높습니다.
게이트에 전류가 흐르지 않아 높은 잡음 내성이 달성됩니다.
더 높은 켜기 및 끄기 속도 - 다른 트랜지스터에 접근할 수 없는 주파수에서 작동할 수 있습니다.

다른 종보다 파괴 온도가 낮습니다.
1.5GHz의 주파수에서는 에너지 소비가 급격히 증가하기 시작합니다.
정전기에 대한 민감성.

전계효과 트랜지스터의 기초가 되는 반도체 소재의 특성이 이를 가능하게 했다. 일상생활과 생산에 기기를 사용하다. 트랜지스터를 기반으로 가전제품은 현대인에게 친숙한 형태로 탄생했다. 고품질 신호 처리, 프로세서 및 기타 고정밀 부품 생산은 현대 과학의 성과 없이는 불가능합니다.

안녕하세요, 친애하는 친구 여러분! 오늘 우리는 바이폴라 트랜지스터에 대해 이야기할 것이며 이 정보는 주로 초보자에게 유용할 것입니다. 따라서 트랜지스터가 무엇인지, 작동 원리 및 일반적으로 사용되는 용도에 관심이 있다면 좀 더 편안한 의자에 가까이 다가가십시오.

계속하세요. 여기에 콘텐츠가 있으므로 기사를 탐색하는 것이 더 편리할 것입니다. :)

트랜지스터의 종류

트랜지스터는 주로 바이폴라 트랜지스터와 전계 효과 트랜지스터의 두 가지 유형으로 나뉩니다. 물론 한 기사에서 모든 유형의 트랜지스터를 고려하는 것이 가능했지만 머리 속에서 죽을 요리하고 싶지는 않습니다. 따라서 이 기사에서는 바이폴라 트랜지스터만 살펴보고 다음 기사 중 하나에서 전계 효과 트랜지스터에 대해 이야기하겠습니다. 모든 것을 하나로 묶지 말고 하나하나 주의 깊게 살펴보도록 합시다.

바이폴라 트랜지스터

바이폴라 트랜지스터는 20세기 텔레비전에 사용되었던 진공관 3극관의 후손입니다. 삼극관은 망각에 빠졌고 트랜지스터 또는 오히려 바이폴라 트랜지스터와 같은 더 기능적인 형제에게 자리를 내주었습니다.

드문 경우를 제외하고 음악 애호가를 위한 장비에는 3극관이 사용됩니다.

바이폴라 트랜지스터는 다음과 같이 보일 수 있습니다.

보시다시피 바이폴라 트랜지스터에는 세 개의 단자가 있으며 구조적으로 완전히 다르게 보일 수 있습니다. 그러나 전기 다이어그램에서는 단순하고 항상 동일하게 보입니다. 그리고 이 모든 그래픽의 화려함은 다음과 같습니다.

이 트랜지스터 이미지를 UGO(기존 그래픽 기호)라고도 합니다.

또한 바이폴라 트랜지스터는 다양한 유형의 전도성을 가질 수 있습니다. NPN형과 PNP형 트랜지스터가 있습니다.

n-p-n 트랜지스터와 p-n-p 트랜지스터의 차이점은 전하(전자 또는 "정공")의 "운반체"라는 것뿐입니다. 저것들. pnp 트랜지스터의 경우 전자는 이미터에서 컬렉터로 이동하고 베이스에 의해 구동됩니다. n-p-n 트랜지스터의 경우 전자는 컬렉터에서 이미터로 이동하고 베이스에 의해 제어됩니다. 결과적으로 우리는 회로에서 한 전도성 유형의 트랜지스터를 다른 전도성 유형의 트랜지스터로 교체하려면인가 전압의 극성을 변경하는 것으로 충분하다는 결론에 도달했습니다. 또는 어리석게 전원의 극성을 변경하십시오.

바이폴라 트랜지스터에는 컬렉터, 이미터, 베이스의 세 가지 단자가 있습니다. UGO와 혼동하기 어려울 것이라고 생각하지만, 실제 트랜지스터에서는 그 어느 때보다 혼동하기 쉽습니다.

일반적으로 출력이 결정되는 위치는 참고서에 있지만 간단하게 할 수 있습니다. 트랜지스터의 단자는 공통 지점(트랜지스터 베이스 영역)에 연결된 두 개의 다이오드처럼 들립니다.

왼쪽에는 p-n-p 유형 트랜지스터의 사진이 있는데, 테스트할 때 (멀티미터 판독을 통해) 음극으로 한 지점에서 연결된 두 개의 다이오드가 앞에 있다는 느낌을 받습니다. n-p-n 트랜지스터의 경우 베이스 포인트의 다이오드는 양극으로 연결됩니다. 멀티미터로 실험해 보면 더 명확해질 것 같습니다.

바이폴라 트랜지스터의 작동 원리

이제 우리는 트랜지스터가 어떻게 작동하는지 알아 내려고 노력할 것입니다. 이 정보는 혼란을 줄 뿐이므로 트랜지스터의 내부 구조에 대해 자세히 설명하지 않겠습니다. 이 그림을 살펴보는 것이 좋습니다.

이 이미지는 트랜지스터의 작동 원리를 가장 잘 설명합니다. 이 이미지에서 사람은 가변 저항을 사용하여 컬렉터 전류를 제어합니다. 그는 베이스 전류를 살펴보고 베이스 전류가 증가하면 트랜지스터 h21E의 이득을 고려하여 콜렉터 전류도 증가합니다. 기본 전류가 떨어지면 컬렉터 전류도 감소합니다. 사람은 가변 저항을 사용하여 이를 수정합니다.

이 비유는 트랜지스터의 실제 작동과는 아무런 관련이 없지만 작동 원리를 더 쉽게 이해할 수 있도록 해줍니다.

트랜지스터의 경우, 이해하기 쉽도록 규칙을 기록할 수 있습니다. (이 규칙은 책에서 따왔습니다.)

컬렉터는 이미터보다 더 많은 양의 전위를 가집니다.
이미 말했듯이 베이스 컬렉터와 베이스 이미터 회로는 다이오드처럼 작동합니다.
각 트랜지스터는 콜렉터 전류, 베이스 전류 및 콜렉터-이미터 전압과 같은 제한 값을 특징으로 합니다.
규칙 1-3을 따르면 컬렉터 전류 Ik는 베이스 전류 Ib에 정비례합니다. 이 관계는 공식으로 작성할 수 있습니다.

이 공식을 통해 우리는 트랜지스터의 주요 특성을 표현할 수 있습니다. 작은 베이스 전류가 큰 컬렉터 전류를 제어합니다.

현재 이득.

다음과 같이 표시되기도 합니다.

위의 내용을 바탕으로 트랜지스터는 네 가지 모드로 작동할 수 있습니다.

트랜지스터 차단 모드- 이 모드에서는 베이스-이미터 접합이 닫힙니다. 이는 베이스-이미터 전압이 충분하지 않을 때 발생할 수 있습니다. 결과적으로 베이스 전류가 없으므로 컬렉터 전류도 없습니다.
트랜지스터 활성 모드- 이것은 트랜지스터의 정상적인 작동 모드입니다. 이 모드에서는 베이스-이미터 전압이 베이스-이미터 접합을 개방하기에 충분합니다. 베이스 전류는 충분하며 컬렉터 전류도 사용 가능합니다. 콜렉터 전류는 베이스 전류에 이득을 곱한 값과 같습니다.
트랜지스터 포화 모드 -베이스 전류가 너무 커져서 전원의 전력이 콜렉터 전류를 더 증가시키기에 충분하지 않을 때 트랜지스터는 이 모드로 전환됩니다. 이 모드에서는 베이스 전류가 증가해도 컬렉터 전류가 증가할 수 없습니다.
역 트랜지스터 모드— 이 모드는 극히 드물게 사용됩니다. 이 모드에서는 트랜지스터의 컬렉터와 이미터가 교체됩니다. 이러한 조작의 결과로 트랜지스터의 이득이 크게 저하됩니다. 트랜지스터는 원래 이러한 특수 모드에서 작동하도록 설계되지 않았습니다.

트랜지스터의 작동 방식을 이해하려면 특정 회로 예를 살펴봐야 하므로 그 중 일부를 살펴보겠습니다.

스위치 모드의 트랜지스터

스위치 모드의 트랜지스터는 공통 이미 터를 갖는 트랜지스터 회로의 경우 중 하나입니다. 스위칭 모드의 트랜지스터 회로는 매우 자주 사용됩니다. 이 트랜지스터 회로는 예를 들어 마이크로 컨트롤러를 사용하여 강력한 부하를 제어해야 할 때 사용됩니다. 컨트롤러 다리는 강력한 부하를 끌어당길 수 없지만 트랜지스터는 그럴 수 있습니다. 컨트롤러는 트랜지스터를 제어하고 트랜지스터는 강력한 부하를 제어하는 것으로 나타났습니다. 글쎄요, 먼저 할 일이요.

이 모드의 주요 아이디어는 베이스 전류가 컬렉터 전류를 제어한다는 것입니다. 또한 콜렉터 전류는 베이스 전류보다 훨씬 큽니다. 여기서는 전류 신호가 증폭되는 것을 육안으로 확인할 수 있습니다. 이 증폭은 전원의 에너지를 사용하여 수행됩니다.

그림은 스위칭 모드에서 트랜지스터의 작동 다이어그램을 보여줍니다.

트랜지스터 회로의 경우 전압은 큰 역할을 하지 않으며 전류만 중요합니다. 따라서 베이스 전류에 대한 콜렉터 전류의 비율이 트랜지스터의 이득보다 작으면 모든 것이 정상입니다.

이 경우 베이스에 5V, 컬렉터 회로에 500V의 전압이 적용되어도 아무런 문제가 발생하지 않으며 트랜지스터는 고전압 부하를 순종적으로 전환합니다.

가장 중요한 것은 이러한 전압이 특정 트랜지스터의 한계 값(트랜지스터 특성에 설정됨)을 초과하지 않는다는 것입니다.

우리가 아는 한, 현재 값은 부하의 특성입니다.

우리는 전구의 저항을 모르지만 전구의 작동 전류가 100mA라는 것을 알고 있습니다. 트랜지스터가 열려 이러한 전류가 흐르게 하려면 적절한 베이스 전류를 선택해야 합니다. 베이스 저항의 값을 변경하여 베이스 전류를 조정할 수 있습니다.

트랜지스터 이득의 최소값은 10이므로 트랜지스터가 열리려면 베이스 전류가 10mA가 되어야 합니다.

우리에게 필요한 전류는 알려져 있습니다. 베이스 저항에 걸리는 전압은 다음과 같습니다. 저항에 걸리는 이 전압 값은 베이스-에미터 접합에서 0.6V-0.7V가 떨어지기 때문에 발생하며 이를 고려하는 것을 잊지 말아야 합니다.

결과적으로 저항의 저항을 쉽게 찾을 수 있습니다.

남은 것은 여러 저항기에서 특정 값을 선택하는 것뿐입니다.

이제 트랜지스터 스위치가 제대로 작동할 것이라고 생각하시나요? 베이스 저항이 +5V에 연결되면 전구에 불이 들어오고, 끄면 전구가 꺼지나요? 대답은 '예'일 수도 있고 아닐 수도 있습니다.

문제는 여기에 작은 뉘앙스가 있다는 것입니다.

저항 전위가 접지 전위와 같아지면 전구가 꺼집니다. 저항이 단순히 전압 소스에서 분리되면 모든 것이 그렇게 간단하지 않습니다. 베이스 저항의 전압은 간섭이나 다른 세상의 악령으로 인해 기적적으로 발생할 수 있습니다. :)

이 효과가 발생하지 않도록 하려면 다음을 수행하십시오. 또 다른 저항 Rbe는 베이스와 이미터 사이에 연결됩니다. 이 저항은 기본 저항 Rb보다 최소 10배 더 큰 값으로 선택됩니다(이 경우 4.3kOhm 저항을 사용했습니다).

베이스가 전압에 연결되면 트랜지스터가 정상적으로 작동하고 저항 Rbe가 간섭하지 않습니다. 이 저항은 베이스 전류의 극히 일부만을 소비합니다.

베이스에 전압이 가해지지 않는 경우 베이스는 접지 전위까지 끌어 올려져 모든 종류의 간섭으로부터 보호됩니다.

그래서 원칙적으로 우리는 키 모드에서 트랜지스터의 작동을 알아 냈고, 보시다시피 키 작동 모드는 일종의 신호 전압 증폭입니다. 결국 5V의 낮은 전압을 이용하여 12V의 전압을 제어하게 되었습니다.

이미터 팔로어

이미터 팔로워는 공통 컬렉터 트랜지스터 회로의 특별한 경우입니다.

공통 이미터(트랜지스터 스위치 옵션)가 있는 회로와 공통 콜렉터가 있는 회로의 특징은 이 회로가 전압 신호를 증폭하지 않는다는 것입니다. 베이스를 통해 들어간 것은 동일한 전압으로 이미터를 통해 나왔습니다.

실제로 베이스에 10V를 적용했는데 베이스-에미터 접합부에서 약 0.6~0.7V가 떨어지는 것을 알고 있다고 가정해 보겠습니다. 출력 (에미 터, 부하 Rн)에서 마이너스 0.6V의 기본 전압이 발생하는 것으로 나타났습니다.

한마디로 9.4V가 들어오고 나가는 것과 거의 같은 것으로 나타났습니다. 우리는 이 회로가 전압을 증가시키지 않는지 확인했습니다.

“그렇다면 이렇게 트랜지스터를 켜는 이유가 무엇입니까?”라고 당신은 묻습니다. 그러나 이 계획에는 또 다른 매우 중요한 특성이 있다는 것이 밝혀졌습니다. 트랜지스터를 공통 컬렉터와 연결하는 회로는 전력 측면에서 신호를 증폭합니다. 전력은 전류와 전압의 곱이지만 전압은 변하지 않기 때문에 전류로 인해 전력이 증가합니다.! 부하 전류는 베이스 전류와 콜렉터 전류의 합입니다. 그러나 베이스 전류와 콜렉터 전류를 비교해 보면 베이스 전류는 콜렉터 전류에 비해 매우 작습니다. 부하 전류는 컬렉터 전류와 동일하다는 것이 밝혀졌습니다. 그리고 그 결과가 바로 이 공식입니다.

이제 이미 터 팔로워 회로의 본질이 무엇인지 분명하다고 생각하지만 그게 전부는 아닙니다.

이미터 팔로워는 또 다른 매우 귀중한 품질, 즉 높은 입력 임피던스를 가지고 있습니다. 이는 이 트랜지스터 회로가 입력 전류를 거의 소비하지 않으며 신호 소스 회로에 부하를 생성하지 않음을 의미합니다.

트랜지스터의 작동 원리를 이해하려면 이 두 개의 트랜지스터 회로로 충분합니다. 그리고 손에 납땜 인두를 들고 실험을 하면 깨달음이 여러분을 기다리게 하지 않을 것입니다. 왜냐하면 이론은 이론이고 실천과 개인적인 경험이 수백 배 더 가치 있기 때문입니다!

트랜지스터는 어디서 구입할 수 있나요?

다른 모든 라디오 부품과 마찬가지로 트랜지스터도 근처 라디오 부품 매장에서 구입할 수 있습니다. 외곽 어딘가에 살고 있고 이전에 그랬던 것처럼 그러한 상점에 대해 들어 본 적이 없다면 마지막 옵션은 남아 있습니다. 온라인 상점에서 트랜지스터를 주문하는 것입니다. 나 역시 온라인 상점을 통해 라디오 부품을 주문하는 경우가 많다. 일반 오프라인 상점에서는 제품을 구입할 수 없기 때문이다.

그러나 순전히 자신을 위해 장치를 조립하는 경우 걱정할 필요가 없으며 오래된 장치에서 추출하여 말하자면 오래된 라디오 구성 요소에 새 생명을 불어 넣습니다.

친구 여러분, 그게 전부입니다. 오늘 계획한 일을 다 말했어요. 질문이 있으면 댓글로 물어보고, 질문이 없으면 어쨌든 댓글을 쓰세요. 귀하의 의견은 항상 저에게 중요합니다. 그리고, 처음으로 댓글을 남겨주시는 모든 분들께 선물을 드린다는 사실도 잊지 마세요.

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해당 없음에서 Vladimir Vasiliev

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