Ang aparato at prinsipyo ng pagpapatakbo ng transistor

Ang praktikal na kahalagahan ng bipolar transistor sa modernong electronics at electrical engineering ay hindi masasabing labis. Ang mga bipolar transistor ay ginagamit sa lahat ng dako ngayon: upang makabuo at magpalakas ng mga signal, sa mga de-koryenteng converter, sa mga receiver at transmitter at sa maraming iba pang mga lugar, maaari itong mailista sa napakahabang panahon.

Samakatuwid, sa loob ng balangkas ng artikulong ito, hindi namin hawakan ang lahat ng posibleng mga lugar ng aplikasyon ng mga bipolar transistors, ngunit isaalang-alang lamang ang aparato at ang pangkalahatang prinsipyo ng pagpapatakbo ng kahanga-hangang aparatong semiconductor na ito, na mula noong 1950s ay pinaikot ang buong industriya ng electronics at mula noong 1970s ay malaki ang naiambag sa pagpapabilis ng teknikal na pag-unlad.

Ang bipolar transistor ay isang three-electrode semiconductor device na kinabibilangan ng tatlong base ng variable conductivity bilang base. Kaya, ang mga transistor ay nasa mga uri ng NPN at PNP. Ang mga materyales ng semiconductor kung saan ginawa ang mga transistor ay pangunahin: silikon, germanium, gallium arsenide at iba pa.

Ang silikon, germanium, at iba pang mga sangkap sa una ay mga dielectric, ngunit kung magdadagdag ka ng mga dumi sa kanila, sila ay magiging mga semiconductor. Ang mga karagdagan sa silikon tulad ng phosphorus (isang electron donor) ay gagawing silicon ang isang N-type na semiconductor, at kung ang boron (isang electron acceptor) ay idinagdag sa silicon, ang silicon ay magiging isang P-type na semiconductor.

Bilang resulta, ang N-type semiconductors ay may electron conduction at P-type semiconductors ay may hole conduction. Tulad ng naiintindihan mo, ang conductivity ay tinutukoy ng uri ng mga carrier ng aktibong charge.

Kaya, ang isang tatlong-layer na pie ng P-type at N-type semiconductors ay mahalagang isang bipolar transistor. Naka-attach sa bawat layer ang mga terminal na tinatawag na: Emitter, Collector at Base.

Ang base ay isang conductivity control electrode. Ang emitter ay ang pinagmulan ng kasalukuyang mga carrier sa circuit. Ang kolektor ay ang lugar sa direksyon kung saan nagmamadali ang kasalukuyang mga carrier sa ilalim ng pagkilos ng EMF na inilapat sa device.

Ang mga simbolo para sa NPN at PNP bipolar transistor ay iba sa mga diagram. Ang mga pagtatalaga na ito ay sumasalamin lamang sa aparato at ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng transistor sa electrical circuit. Ang arrow ay palaging iginuhit sa pagitan ng emitter at base. Ang direksyon ng arrow ay ang direksyon ng control current na ipinapasok sa base emitter circuit.

Kaya, sa isang NPN transistor, ang mga arrow ay tumuturo mula sa base hanggang sa emitter, na nangangahulugang sa aktibong mode, ang mga electron mula sa emitter ay magmadali sa kolektor, habang ang control kasalukuyang ay dapat na nakadirekta mula sa base hanggang sa emitter.

Sa isang transistor ng PNP, ito ay kabaligtaran lamang: ang arrow ay nakadirekta mula sa emitter hanggang sa base, na nangangahulugang sa aktibong mode ang mga butas mula sa emitter ay dumadaloy sa kolektor, habang ang control current ay dapat na nakadirekta mula sa emitter hanggang sa base.

Tingnan natin kung bakit ito nangyayari. Kapag ang isang palaging positibong boltahe ay inilapat sa base ng isang NPN transistor (sa rehiyon ng 0.7 volts) na may kaugnayan sa kanyang emitter, ang base-emitter pn junction ng NPN transistor na ito (tingnan ang figure) ay forward biased, at ang potensyal na hadlang sa pagitan ang collector junction -base at ang base emitter ay bumababa, ngayon ang mga electron ay maaaring lumipat dito sa ilalim ng pagkilos ng EMF sa collector-emitter circuit.

Sa sapat na base current, isang collector-emitter current ang lalabas sa circuit na ito at mangolekta kasama ang base-emitter current. Ang NPN transistor ay i-on.

Ang ugnayan sa pagitan ng kasalukuyang kolektor at ang kasalukuyang kontrol (base) ay tinatawag na kasalukuyang pakinabang ng transistor. Ang parameter na ito ay ibinigay sa dokumentasyon ng transistor at maaaring mag-iba mula sa mga yunit hanggang sa ilang daan.

Kapag ang isang palaging negatibong boltahe ay inilapat sa base ng isang PNP transistor (sa rehiyon ng -0.7 volts) na may kaugnayan sa emitter nito, ang np base-emitter junction ng PNP transistor na ito ay forward biased, at ang potensyal na hadlang sa pagitan ng kolektor- base at base junction -bumababa ang emitter, ngayon ang mga butas ay maaaring lumipat dito sa ilalim ng pagkilos ng EMF sa collector-emitter circuit.

Tandaan ang polarity ng supply sa circuit ng kolektor. Sa sapat na base current, isang collector-emitter current ang lalabas sa circuit na ito at mangolekta kasama ang base-emitter current. Bukas ang transistor ng PNP.

Ang mga bipolar transistor ay karaniwang ginagamit sa iba't ibang device sa amplifier, barrier o switch.

Sa boost mode, ang base current ay hindi bababa sa holding current, na nagpapanatili sa transistor sa isang open conducting state sa lahat ng oras. Sa mode na ito, ang mababang base current oscillations ay nagpapasimula ng kaukulang mga oscillations sa mas mataas na collector current.

Sa key mode, lumilipat ang transistor mula sa sarado patungo sa bukas na estado, na kumikilos bilang isang high-speed electronic switch. Sa barrier mode, sa pamamagitan ng pagbabago ng base current, ang load current na kasama sa collector circuit ay kinokontrol.

Tingnan din:Transistor Electronic Switch - Prinsipyo ng Operasyon at Schematic