Elementele de bază ale electronicii pentru manechine: ce este un tranzistor și cum funcționează. Ce este un tranzistor cu efect de câmp și cum se testează Unde se folosesc tranzistorii cu efect de câmp?

Pentru experiment, vom lua un tranzistor simplu și iubit KT815B:

Să alcătuim o diagramă care vă este familiară:

De ce am pus o rezistență în fața bazei?

Pe Bat1 am setat tensiunea la 2,5 volți. Dacă furnizați mai mult de 2,5 volți, becul nu va mai arde mai puternic. Să spunem doar că aceasta este limita după care o creștere suplimentară a tensiunii la bază nu joacă niciun rol asupra puterii curentului în sarcină.

Pe Bat2 l-am setat la 6 volți, deși becul meu este de 12 volți. La 12 volți, tranzistorul meu s-a fierbinte vizibil și nu am vrut să-l ard. Aici vedem cât de mult curent consumă becul nostru și chiar putem calcula puterea pe care o consumă înmulțind aceste două valori.

Ei bine, după cum ați văzut, lumina este aprinsă și circuitul funcționează normal:

Dar ce se întâmplă dacă amestecăm colectorul și emițătorul? În mod logic, curentul ar trebui să curgă de la emițător la colector, pentru că nu am atins baza, iar colectorul și emițătorul constau din N semiconductor.

Dar, în practică, lumina nu vrea să se aprindă.

Consumul pe sursa de alimentare Bat2 este de aproximativ 10 miliamperi. Aceasta înseamnă că curentul încă mai curge prin bec, dar foarte slab.

De ce curge curentul normal când tranzistorul este conectat corect, dar nu când este conectat incorect? Ideea este că tranzistorul nu este făcut simetric.

La tranzistori, aria de contact dintre colector și bază este mult mai mare decât cea dintre emițător și bază. Prin urmare, atunci când electronii se reped de la emițător la colector, aproape toți sunt „prinși” de colector, iar când confundăm bornele, atunci nu toți electronii de la colector sunt „prinși” de emițător.

Apropo, a fost un miracol ca joncțiunea P-N a bazei emițătorului să nu spargă, deoarece tensiunea a fost furnizată cu polaritate inversă. Parametrul din fișa de date U EB max. Pentru acest tranzistor, tensiunea critică este considerată a fi de 5 volți, dar pentru noi a fost chiar puțin mai mare:

Deci, am aflat că colectorul și emițătorul inegal. Dacă amestecăm aceste terminale în circuit, atunci poate apărea o defecțiune a joncțiunii emițătorului și tranzistorul va eșua. Deci, nu confundați cablurile tranzistorului bipolar sub nicio formă!

Cum se determină bornele tranzistorului

Metoda nr. 1

Cred că este cel mai simplu. Descărcați fișa de date pentru acest tranzistor. Fiecare fișă de date obișnuită are o imagine cu inscripții detaliate despre unde este rezultatul. Pentru a face acest lucru, introduceți în Google sau Yandex numerele și literele mari care sunt scrise pe tranzistor și adăugați cuvântul „fișă de date” lângă el. Până acum nu a existat niciodată o situație în care să nu fi căutat o foaie de date pentru un element radio.

Metoda nr. 2

Cred că nu ar trebui să existe probleme cu găsirea ieșirii de bază, având în vedere că tranzistorul este format din două diode conectate în serie fie ca catozi, fie ca anozi:

Totul este simplu aici, puneți multimetrul pe pictograma de continuitate „ )))” și începeți să încercați toate variantele până găsim aceste două diode. Concluzia este în cazul în care aceste diode sunt conectate fie prin anozi, fie prin catozi - aceasta este baza. Pentru a găsi colectorul și emițătorul, comparăm căderea de tensiune între aceste două diode. Între colector și bază ohm trebuie să fie mai puțin decât între emițător și bază. Să verificăm dacă este adevărat?

Mai întâi, să ne uităm la tranzistorul KT315B:

E – emițător

K – colector

B – baza

Am setat multimetrul sa testeze si sa gaseasca baza fara probleme. Acum măsurăm căderea de tensiune la ambele joncțiuni. Căderea de tensiune de bază-emițător 794 milivolți

Căderea de tensiune pe baza colectorului este de 785 milivolți. Am verificat că căderea de tensiune între colector și bază este mai mică decât cea dintre emițător și bază. Prin urmare, pinul albastru din mijloc este colectorul, iar cel roșu din stânga este emițătorul.

Să verificăm și tranzistorul KT805AM. Iată pinout-ul său (locația pinii):

Acesta este un tranzistor cu o structură NPN. Să presupunem că baza a fost găsită (ieșire roșie). Să aflăm unde este colectorul și unde este emițătorul.

Să luăm prima măsurătoare.

Să luăm a doua măsurătoare:

Prin urmare, pinul albastru din mijloc este colectorul, iar cel galben din stânga este emițătorul.

Să mai verificăm un tranzistor - KT814B. El este structura noastră PNP. Baza sa este ieșirea albastră. Măsurăm tensiunea dintre bornele albastre și roșii:

si apoi intre albastru si galben:

Wow! Și aici și acolo sunt 720 de milivolți.

Această metodă nu a ajutat acest tranzistor. Ei bine, nu vă faceți griji, există o a treia cale pentru asta...

Metoda nr. 3

Aproape fiecare modernă are 6 găuri mici, iar lângă ele sunt niște litere, ceva de genul NPN, PNP, E, C, B. Aceste șase găuri minuscule sunt tocmai destinate măsurării. Voi numi aceste găuri găuri. Nu prea seamănă cu găurile))).

Punem butonul multimetrului pe pictograma „h FE”.

Determinăm ce conductivitate este, adică NPN sau PNP, și o împingem într-o astfel de secțiune. Conductibilitatea este determinată de locația diodelor în tranzistor, dacă nu ați uitat. Luăm tranzistorul nostru, care a arătat aceeași cădere de tensiune în ambele direcții la ambele joncțiuni P-N și punem baza în gaura unde este litera „B”.

Nu atingem baza, ci pur și simplu schimbăm cele două știfturi. Wow, desenul animat a arătat mult mai mult decât prima dată. Prin urmare, în gaura E există în prezent un emițător, iar în gaura C există un colector. Totul este elementar și simplu ;-).

Metoda nr. 4

Cred că acesta este cel mai simplu și mai precis mod de a verifica pinout-ul unui tranzistor. Pentru a face acest lucru, cumpărați un contor universal R/L/C/tranzistor și introduceți cablurile tranzistorului în bornele dispozitivului:

Îți va arăta imediat dacă tranzistorul tău este viu. Și dacă este în viață, își va da pinout-ul.

Buna seara prieteni!

Recent, tu și cu mine am început să cunoaștem mai îndeaproape cum funcționează hardware-ul computerului. Și ne-am întâlnit cu unul dintre „blocurile sale de construcție” - o diodă semiconductoare. este un sistem complex format din părți individuale. Înțelegând cum funcționează aceste părți individuale (mari și mici), dobândim cunoștințe.

Prin dobândirea de cunoștințe, avem șansa de a-l ajuta pe prietenul nostru de fier computer, dacă acesta se încurcă brusc.. Suntem responsabili pentru cei pe care i-am îmblânzit, nu-i așa?

Astăzi vom continua această afacere interesantă și vom încerca să ne dăm seama cum funcționează poate cel mai important „bloc de construcție” al electronicii - tranzistorul. Dintre toate tipurile de tranzistoare (există multe), acum ne vom limita la a lua în considerare funcționarea tranzistoarelor cu efect de câmp.

De ce este un tranzistor cu efect de câmp?

Cuvântul „tranzistor” este derivat din două cuvinte englezești traduce și rezistor, adică, cu alte cuvinte, este un convertor de rezistență.

Printre varietatea de tranzistoare, există și cele cu efect de câmp, adică cele care sunt controlate de un câmp electric.

Un câmp electric este creat de tensiune. Astfel, un tranzistor cu efect de câmp este un dispozitiv semiconductor controlat de tensiune.

În literatura engleză este folosit termenul MOSFET (MOS Field Effect Transistor). Există și alte tipuri de tranzistoare semiconductoare, în special tranzistoare bipolare, care sunt controlate de curent. În acest caz, o oarecare putere este cheltuită și pentru control, deoarece trebuie aplicată o anumită tensiune electrozilor de intrare.

Canalul tranzistorului cu efect de câmp poate fi deschis numai prin tensiune, nu trece curent prin electrozii de intrare (cu excepția curentului de scurgere foarte mic). Acestea. nu se cheltuiește puterea pentru control. În practică, totuși, tranzistoarele cu efect de câmp sunt utilizate în cea mai mare parte nu în modul static, ci sunt comutate la o anumită frecvență.

Proiectarea tranzistorului cu efect de câmp determină prezența unei capacități interne de tranziție, prin care, la comutare, circulă un anumit curent, în funcție de frecvență (cu cât frecvența este mai mare, cu atât este mai mare curentul). Deci, strict vorbind, o oarecare putere este încă cheltuită pentru control.

Unde se folosesc tranzistoarele cu efect de câmp?

Nivelul actual de tehnologie face posibilă ca rezistența canalului deschis a unui tranzistor puternic cu efect de câmp (FET) destul de mică - câteva sutimi sau miimi de Ohm!

Și acesta este un mare avantaj, deoarece atunci când curge un curent de chiar și zeci de amperi, puterea disipată de PT nu va depăși zecimi sau sutimi de watt.

Astfel, puteți elimina caloriferele voluminoase sau le puteți reduce foarte mult dimensiunea.

PT-urile sunt utilizate pe scară largă în calculatoare și stabilizatoarele de comutare de joasă tensiune pe computere.

Dintre varietatea de tipuri de FET, FET-urile cu un canal indus sunt utilizate în aceste scopuri.

Cum funcționează un tranzistor cu efect de câmp?

Un FET cu canal indus conține trei electrozi - sursă, dren și poartă.

Principiul de funcționare al PT este pe jumătate clar din denumirea grafică și denumirea electrozilor.

Canalul PT este o „conductă de apă” în care „apa” (un flux de particule încărcate care formează un curent electric) curge printr-o „sursă” (sursă).

„Apa” curge din celălalt capăt al „țevii” prin „dren” (dren). O supapă este un „robinet” care deschide sau oprește un flux. Pentru ca „apa” să curgă prin „țeavă”, este necesar să se creeze „presiune” în ea, adică. aplicați tensiune între dren și sursă.

Dacă nu se aplică nicio tensiune („fără presiune în sistem”), nu va exista curent în canal.

Dacă se aplică tensiune, atunci puteți „deschide robinetul” aplicând tensiune la poartă în raport cu sursa.

Cu cât se aplică tensiunea mai mare, cu atât „robinetul” este mai deschis, cu atât este mai mare curentul în canalul de scurgere-sursă și cu atât rezistența canalului este mai mică.

În sursele de alimentare, PT este utilizat în modul de comutare, adică. canalul este fie complet deschis, fie complet închis.

Sincer, principiile de funcționare ale PT sunt mult mai complexe, poate funcționa nu numai în modul cheie. Opera sa este descrisă de multe formule abstruse, dar nu vom descrie toate acestea aici, ci ne vom limita la aceste analogii simple.

Să spunem doar că PT-urile pot fi cu un canal n (în acest caz, curentul din canal este creat de particule încărcate negativ) și un canal p (curentul este creat de particule încărcate pozitiv). În reprezentarea grafică, săgeata pentru un PT cu un canal n este îndreptată spre interior, în timp ce pentru un PT cu un canal p săgeata este îndreptată spre exterior.

De fapt, „țeava” este o bucată de semiconductor (cel mai adesea siliciu) cu impurități de diferite tipuri de elemente chimice, ceea ce determină prezența sarcinilor pozitive sau negative în canal.

Acum să trecem la exersare și să vorbim despre

Cum se testează un tranzistor cu efect de câmp?

În mod normal, rezistența dintre orice terminale PT este infinit de mare.

Și, dacă testerul prezintă o ușoară rezistență, atunci PT-ul este cel mai probabil rupt și trebuie înlocuit.

Multe FET-uri au o diodă încorporată între dren și sursă pentru a proteja canalul de tensiune inversă (tensiune de polaritate inversă).

Astfel, dacă puneți „+” testerului (sondă roșie conectată la intrarea „roșie” a testerului) la sursă și „-” (sondă neagră conectată la intrarea neagră a testerului) la scurgere, atunci canalul va „suna” ca o diodă obișnuităîn direcția înainte.

Acest lucru este valabil pentru FET-urile cu canale n. Pentru un PT cu un canal p, polaritatea sondelor va fi verso.

Modul de verificare a unei diode folosind un tester digital este descris în secțiunea corespunzătoare. Acestea. în secțiunea dren-sursă tensiunea va scădea cu 500-600 mV.

Dacă schimbați polaritatea sondelor, diodei se va aplica tensiune inversă, aceasta va fi închisă și testerul va înregistra acest lucru.

Cu toate acestea, funcționalitatea diodei de protecție nu indică capacitatea de funcționare a tranzistorului în ansamblu. În plus, dacă „sunați” PT-ul fără a-l deslipi din circuit, atunci, din cauza circuitelor conectate în paralel, nu este întotdeauna posibil să trageți o concluzie fără ambiguitate chiar și cu privire la funcționalitatea diodei de protecție.

În astfel de cazuri, puteți elimina tranzistorul și folosind un mic circuit pentru testare, răspundeți fără ambiguitate la întrebare– dacă PT funcționează sau nu.

În starea inițială, butonul S1 este deschis, tensiunea la poartă în raport cu scurgerea este zero. PT este închis și LED-ul HL1 nu este aprins.

Când butonul este închis, apare o cădere de tensiune (aproximativ 4 V) la rezistorul R3 aplicat între sursă și poartă. PT se deschide și LED-ul HL1 se aprinde.

Acest circuit poate fi asamblat ca un modul cu un conector PT. Tranzistorii din pachetul D2 (care este proiectat pentru montare pe o placă de circuit imprimat) nu pot fi introduși în conector, dar puteți conecta conductori la electrozii săi și îi puteți introduce în conector. Pentru a testa un PT cu un canal p, polaritatea sursei de alimentare și a LED-ului trebuie să fie inversate.

Uneori dispozitivele semiconductoare defectează violent, cu efecte pirotehnice, de fum și de lumină.

În acest caz, se formează găuri pe corp, se crăpă sau cade în bucăți. Și puteți trage o concluzie fără ambiguitate despre funcționarea defectuoasă a acestora fără a apela la instrumente.

În concluzie, literele MOS din abrevierea MOSFET reprezintă Metal - Oxide - Semiconductor (metal - oxid - semiconductor). Aceasta este structura PT - o poartă metalică („robinet”) este separată de canalul semiconductor printr-un strat de dielectric (oxid de siliciu).

Sper că ați dat seama de „țevi”, „robinete” și alte „sanitari” astăzi.

Totuși, teoria, după cum știm, este moartă fără practică! Trebuie neapărat să experimentați cu muncitorii de pe teren, să căutați, să vă jucați cu verificarea lor, să-i atingeți, ca să spunem așa.

Apropo, Cumpără Tranzistoarele cu efect de câmp sunt posibile.

Electronicele ne înconjoară peste tot. Dar aproape nimeni nu se gândește la cum funcționează toată treaba asta. De fapt, este destul de simplu. Este exact ceea ce vom încerca să arătăm astăzi. Să începem cu un element atât de important ca tranzistorul. Vă vom spune ce este, ce face și cum funcționează tranzistorul.

Ce este un tranzistor?

tranzistor– un dispozitiv semiconductor conceput pentru a controla curentul electric.

Unde se folosesc tranzistoarele? Da peste tot! Aproape niciun circuit electric modern nu poate face fără tranzistori. Sunt utilizate pe scară largă în producția de echipamente informatice, echipamente audio și video.

Vreme când Microcircuitele sovietice erau cele mai mari din lume, au trecut, iar dimensiunea tranzistoarelor moderne este foarte mică. Astfel, cele mai mici dispozitive sunt de ordinul unui nanometru!

Consolă nano- denotă o valoare de ordinul a zece până la minus a noua putere.

Cu toate acestea, există și exemplare gigantice care sunt folosite în primul rând în domeniile energiei și industriei.

Există diferite tipuri de tranzistoare: bipolare și polare, conducție directă și inversă. Cu toate acestea, funcționarea acestor dispozitive se bazează pe același principiu. Un tranzistor este un dispozitiv semiconductor. După cum se știe, într-un semiconductor purtătorii de sarcină sunt electroni sau găuri.

Regiunea cu electroni în exces este indicată prin literă n(negativ), iar regiunea cu conductivitatea orificiilor este p(pozitiv).

Cum funcționează un tranzistor?

Pentru a face totul foarte clar, să ne uităm la lucru tranzistor bipolar (cel mai popular tip).

(denumit în continuare pur și simplu tranzistor) este un cristal semiconductor (cel mai des folosit siliciu sau germaniu), împărțit în trei zone cu conductivități electrice diferite. Zonele sunt denumite în consecință colector, bazaȘi emițător. Dispozitivul tranzistorului și reprezentarea sa schematică sunt prezentate în figura de mai jos

Tranzistori de conducție înainte și invers. Tranzistoarele P-n-p se numesc tranzistori cu conducție directă, iar tranzistoarele n-p-n se numesc tranzistori cu conducție inversă.

Acum să vorbim despre cele două moduri de funcționare ale tranzistoarelor. Funcționarea tranzistorului în sine este similară cu funcționarea unui robinet sau supapă de apă. Doar în loc de apă există curent electric. Există două stări posibile ale tranzistorului - funcționare (tranzistor deschis) și stare de repaus (tranzistor închis).

Ce înseamnă? Când tranzistorul este oprit, nu trece curent prin el. În starea deschisă, când un curent de control mic este aplicat la bază, tranzistorul se deschide și un curent mare începe să curgă prin emițător-colector.

Procese fizice într-un tranzistor

Și acum mai multe despre de ce totul se întâmplă astfel, adică de ce se deschide și se închide tranzistorul. Să luăm un tranzistor bipolar. Lăsați-l să fie n-p-n tranzistor.

Dacă conectați o sursă de alimentare între colector și emițător, electronii colectorului vor începe să fie atrași de pozitiv, dar nu va exista curent între colector și emițător. Acest lucru este împiedicat de stratul de bază și de stratul emițător însuși.

Dacă conectați o sursă suplimentară între bază și emițător, electronii din regiunea n a emițătorului vor începe să pătrundă în regiunea de bază. Ca urmare, zona bazei va fi îmbogățită cu electroni liberi, dintre care unii se vor recombina cu găuri, unii vor curge către plusul bazei, iar unii (majoritatea) vor merge la colector.

Astfel, tranzistorul se dovedește a fi deschis, iar curentul emițător-colector curge în el. Dacă tensiunea de bază este crescută, va crește și curentul colector-emițător. Mai mult, cu o mică modificare a tensiunii de control, se observă o creștere semnificativă a curentului prin colector-emițător. Pe acest efect se bazează funcționarea tranzistorilor în amplificatoare.

Aceasta, pe scurt, este esența modului în care funcționează tranzistoarele. Trebuie să calculați un amplificator de putere folosind tranzistori bipolari peste noapte sau să faceți lucrări de laborator pentru a studia funcționarea unui tranzistor? Aceasta nu este o problemă nici măcar pentru un începător dacă apelați la ajutorul specialiștilor noștri de servicii pentru studenți.

Nu ezitați să căutați ajutor profesional în chestiuni importante, cum ar fi studiul! Și acum că aveți deja o idee despre tranzistori, vă sugerăm să vă relaxați și să urmăriți videoclipul de la Korn „Twisted transistor”! De exemplu, decideți să contactați Studentul prin corespondență.