Ηλεκτρονικά Στοιχεία: Κοιτάξτε μέσα σε ένα Τρανζίστορ

Έχετε πάρει ποτέ ένα ηλεκτρονικό gadget μόνο για να δείτε όλα τα κομψά ηλεκτρονικά πράγματα μέσα; Εάν ναι, πιθανότατα έχετε δει πολλά τρανζίστορ ήδη. Σκεφτείτε αυτό μια ξενάγηση των τρανζίστορ μέσα στο ηλεκτρονικό gizmos.

Υπάρχουν πολλά διαφορετικά είδη τρανζίστορ. Το πιο βασικό είδος καλείται διπολικό τρανζίστορ . Τα διπολικά τρανζίστορ είναι τα πιο εύκολα κατανοητά και είναι αυτά με τα οποία είστε πιο πιθανό να εργαστείτε ως χομπίστ.

Τώρα ας κοιτάξουμε μέσα σε ένα διπολικό τρανζίστορ για να δούμε πώς λειτουργεί.

Υπενθυμίζουμε ότι μια δίοδος είναι το απλούστερο είδος ημιαγωγού, που κατασκευάζεται από μία διασταύρωση pn, η οποία είναι απλά μια διασταύρωση δύο διαφορετικών τύπων ημιαγωγών, μία που λείπει μερικά ηλεκτρόνια και έχει έτσι μια θετική ( p-type ημιαγωγός) και το άλλο με μερικά επιπλέον ηλεκτρόνια, με αρνητικό φορτίο ( η-τύπου ημιαγωγός).

Από μόνη της, μια διακλάδωση p-n λειτουργεί ως μια μονόδρομη πύλη για το ρεύμα. Με άλλα λόγια, μια διακλάδωση p-n επιτρέπει στο ρεύμα να ρέει προς μία κατεύθυνση αλλά όχι το άλλο. Μια δίοδος είναι απλά μια σύνδεση p-n με ένα μόλυβδο συνδεδεμένο και στα δύο άκρα.

Ένα τρανζίστορ είναι σαν μια δίοδος με ένα τρίτο στρώμα από ημιαγωγούς τύπου p ή τύπου η σε ένα άκρο. Έτσι, ένα τρανζίστορ έχει τρεις περιοχές και όχι δύο. Η διεπαφή μεταξύ καθεμιάς από τις περιοχές σχηματίζει μια σύνδεση p-n. Έτσι, ένας άλλος τρόπος να σκεφτείς ένα τρανζίστορ είναι σαν ένας ημιαγωγός με δύο κόμβους p-n.

Τρανζίστορ NPN και PNP και τα σχηματικά τους σύμβολα.

Ένας τρόπος για να φτιαχτεί ένα τρανζίστορ είναι με ημιαγωγό τύπου p σε σάντουιτς μεταξύ δύο ημιαγωγών τύπου η. Αυτός ο τύπος τρανζίστορ ονομάζεται NPN τρανζίστορ επειδή έχει τρεις περιοχές: n-τύπου, τύπου p και τύπου n.

Ο άλλος τρόπος για να φτιαχτεί ένα τρανζίστορ είναι ακριβώς το αντίθετο, με ημιαγωγό η-τύπου σε σάντουιτς μεταξύ δύο ημιαγωγών τύπου ρ. Αυτός ο τύπος ονομάζεται τρανζίστορ PNP επειδή οι τρεις περιοχές του είναι τύπου ρ, τύπου n και τύπου ρ.

Κάθε μία από τις τρεις περιοχές του ημιαγωγού υλικού σε ένα τρανζίστορ έχει έναν ηλεκτρόδιο συνδεδεμένο σε αυτό και κάθε ένα από αυτά τα καλώδια δίνεται ένα όνομα:

• Συλλέκτης: Αυτός ο αγωγός συνδέεται με τη μεγαλύτερη περιοχή των ημιαγωγών. Το ρεύμα ρέει μέσω του συλλέκτη στον πομπό όπως ελέγχεται από τη βάση.

• Πομπός: Επισυνάπτεται στη δεύτερη μεγαλύτερη περιοχή των ημιαγωγών. Όταν η τάση βάσης επιτρέπει, το ρεύμα ρέει μέσω του συλλέκτη στον πομπό.

• Βάση: Επισυνάπτεται στη μεσαία περιοχή ημιαγωγών.Αυτή η περιοχή χρησιμεύει ως gatekeeper που καθορίζει πόσο ρεύμα επιτρέπεται να ρέει μέσω του κυκλώματος συλλέκτη-εκπομπού. Όταν εφαρμόζεται τάση στη βάση, επιτρέπεται η ροή ρεύματος.

Αυτές οι δύο διαδρομές ρεύματος είναι σημαντικές σε ένα τρανζίστορ:

• Συλλέκτης-εκπομπός: Το κύριο ρεύμα που ρέει μέσω του τρανζίστορ. Η τάση που τοποθετείται στον συλλέκτη και τον πομπό συχνά αναφέρεται ως V _ce και το ρεύμα που διέρχεται από τη διαδρομή συλλέκτη-εκπομπού ονομάζεται I _ce .

• Base-emitter: Η τρέχουσα διαδρομή που ελέγχει τη ροή ρεύματος μέσω της διαδρομής του συλλέκτη-εκπομπού. Η τάση σε όλη τη διαδρομή βάσης-εκπομπού αναφέρεται ως V _BE και μερικές φορές καλείται τάση πόλωσης . Το ρεύμα μέσω της διαδρομής βάσης-εκπομπού ονομάζεται I _BE .

Εδώ είναι μερικά επιπλέον σημεία που πρέπει να αναλογιστούμε σχετικά με τα τρανζίστορ:

• Σε ένα τρανζίστορ NPN, ο εκπομπός είναι η αρνητική πλευρά του τρανζίστορ. Ο συλλέκτης και η βάση είναι οι θετικές πλευρές.

• Σε ένα τρανζίστορ PNP, ο πομπός είναι η θετική πλευρά του τρανζίστορ. Ο συλλέκτης και η βάση είναι οι αρνητικές πλευρές.

• Τα περισσότερα κυκλώματα που μπορείτε να φτιάξετε με ένα τρανζίστορ NPN μπορούν επίσης να κατασκευαστούν με ένα τρανζίστορ PNP. Αλλά αν το κάνετε, πρέπει να θυμάστε να γυρίσετε τις συνδέσεις ρεύματος.

• Σε ένα σχηματικό διάγραμμα, τα τρανζίστορ συνήθως αντιπροσωπεύονται από το γράμμα Q.