Tranzistoriai yra daugelio elektroninių prietaisų pagrindas. Jis gali būti atskirų radijo komponentų pavidalu arba kaip mikroschemų dalis. Net pats sudėtingiausias mikroprocesorius susideda iš daugybės mažų tranzistorių, sandariai supakuotų į galingą kristalą.
Tranzistoriai yra skirtingi:
Dvi pagrindinės grupės yra dvipolis ir lauko. Dvipolis tranzistorius nurodytas diagramoje, kaip parodyta 1 paveiksle. Jis gali būti tiesioginio (p-p-p) ir atvirkštinio (p-p-p) laidumo. Tranzistoriaus sandara ir jame vykstantys fizikiniai procesai yra mokomi mokykloje, todėl čia apie tai nekalbėsime – taip sakant, arčiau praktikos. Iš esmės skirtumas yra tas, kad p-p-p tranzistoriai yra prijungti taip, kad teigiamas įtampos potencialas patenka į jų emiterį, o neigiamas įtampos potencialas patenka į jų kolektorių. n-p-p tranzistoriams yra priešingai, neigiamas potencialas suteikiamas emiteriui, o teigiamas potencialas - kolektoriui.
Kodėl jums reikia tranzistoriaus?
Jis daugiausia naudojamas srovei, signalams, įtampai stiprinti. O stiprinimas atsiranda dėl maitinimo šaltinio. Pabandysiu paaiškinti darbo principą „ant pirštų“. Automobilyje yra vakuuminis stabdžių stiprintuvas. Vairuotojui paspaudus stabdžių pedalą, jo membrana pajuda ir atsidaro vožtuvas, per kurį automobilio variklis įsiurbia šią membraną, papildydamas jai jėgą. Dėl to silpna stabdžių pedalo jėga lemia stiprią stabdžių trinkelių jėgą. O jėgos padidėjimas atsiranda dėl veikiančio mašinos variklio galios.
Tas pats ir su tranzistoriumi. Prie pagrindo paduodama silpna srovė (2 pav.). Veikiant šiai srovei, kolektoriaus – emiterio laidumas didėja ir iš maitinimo šaltinio per kolektorių teka daug stipresnė srovė. Silpna bazinė srovė keičiasi, o stiprios kolektoriaus srovė atitinkamai keičiasi. Idealiu atveju kolektoriaus srovės grafikas atrodo kaip padidinta bazinės srovės grafiko kopija.
Šis skirtumas tarp silpnos bazinės srovės ir stiprios kolektoriaus srovės vadinamas tranzistoriaus srovės stiprinimo koeficientu ir žymimas I21e. Jis apibrėžiamas taip: h21e \u003d Ik / I6 (kolektoriaus srovė, padalyta iš bazinės srovės). Kuo didesnis šis parametras, tuo geresnės tranzistoriaus stiprinimo savybės.
Bet visa tai idealu. Tiesą sakant, kolektoriaus srovės priklausomybė nuo bazinės įtampos nėra tokia tiesinė. Reikėtų prisiminti BAX diodą, kurio apačioje srovės charakteristikos yra labai mažos ir pradeda smarkiai kilti, kai įtampa pasiekia tam tikrą vertę. Kadangi tranzistorius yra pagrįstas tais pačiais fiziniais procesais, čia yra panašus "defektas".
Jei surinksime 3 pav. parodytą stiprintuvo grandinę ir kalbėsime į mikrofoną, garsiakalbyje nebus garso. Kadangi įtampa prie mikrofono yra labai žema, ji yra žemiau tranzistoriaus atidarymo slenksčio. Čia ne tik nebus stiprinimo, bet priešingai – bus signalo slopinimas.
Kad tranzistorius veiktų kaip stiprintuvas, reikia padidinti jo pagrindo įtampą. Tai galima padaryti kažkaip padidinus įtampą mikrofono išvestyje. Bet tada prarandama stiprintuvo prasmė. Arba reikia per rezistorių įvesti tam tikrą pastovią įtampą tranzistoriaus pagrindui (4 pav.), kad tranzistorius šiek tiek atsidarytų. Ir šio tranzistoriaus pagrindui per kondensatorių pritaikykite silpną kintamąją įtampą. Dabar svarbiausia, kad silpna kintamoji įtampa prie pagrindo susidėtų su pastovia įtampa. Įtampa prie pagrindo laikui bėgant pasikeis esant silpnai kintamajai įtampai. Tačiau kadangi nuolatinė įtampa perkėlė tranzistoriaus veikimo tašką į stačią linijinę charakteristikos dalį, įvyksta stiprinimas.
Paprasčiau tariant, silpna įtampa neturėjo jėgų atidaryti tranzistorių, o į pagalbą pridėjome nuolatinę įtampą, kuri šiek tiek atidarė tranzistorių.
Nuolatinė įtampa, kuri taikoma tranzistoriaus pagrindui, kad jo veikimo režimas būtų perkeltas į regioną, kurio charakteristika yra statesnė ir tiesesnė, vadinama poslinkio įtampa. Keisdami šią įtampą galime net reguliuoti stiprintuvo pakopos stiprinimą.
Tranzistoriai ne visada naudojami su poslinkio įtampa. Pavyzdžiui, siųstuvų stiprinimo stadijose poslinkio įtampa negali būti taikoma tranzistorių bazėms, nes ten įvesties kintamos įtampos amplitudės visiškai pakanka tranzistoriui „sustatyti“.
Jei tranzistorius naudojamas ne kaip stiprintuvas, o kaip raktas, tada poslinkio įtampa bazei taip pat neteikiama. Paprasčiausiai, kai raktas turi būti uždarytas, įtampa prie pagrindo yra lygi nuliui, o kai jis turi būti atidarytas, į pagrindą tiekiama įtampa, kurios pakanka atidaryti tranzistorių. Tai dažniausiai naudojama skaitmeninėje elektronikoje, kur yra tik nuliai (nėra įtampos) ir vienetai (įtampa) ir nėra tarpinių verčių.
5 paveiksle parodyta praktinė schema, kaip padaryti kompiuterio garsiakalbį iš radijo garsiakalbio. Norint prisijungti prie radijo tinklo, jums reikia paprasto vienos programos garsiakalbio su tik vienu kištuku (daugiaprogramis turi antrą kištuką į tinklą). Nereikia keisti garsiakalbių grandinės. Jis prijungtas prie tranzistoriaus kolektoriaus taip pat, kaip ir prie radijo tinklo.
Vienos programos garsiakalbio viduje yra garsiakalbis, kintamasis rezistorius garsumo valdymui ir transformatorius. Viso to reikia, ir tai išlieka. Atidarę garsiakalbio korpusą, prilituokite tranzistoriaus kolektorių ir maitinimo šaltinio pliusą prie vietų, prie kurių prilituotas jo laidas su kištuku. Pats laidas gali būti nuimtas.
Norint prisijungti prie kompiuterio, reikia ekranuoto laido su atitinkamu kištuku gale. Arba įprastas dviejų laidų laidas. Jei laidas yra ekranuotas, prijunkite pynę prie tranzistoriaus emiterio, o centrinę šerdį - prie kondensatoriaus C1.
Signalas iš kompiuterio garso plokštės per kištuką tiekiamas į kondensatorių C1. Maitinimo įtampa tiekiama iš maitinimo šaltinio. Geriausiai tinka maitinimas iš žaidimų konsolės į televizorių, pvz., „Dandy“, „Kanga“. Apskritai tinka bet koks maitinimo šaltinis, kurio išėjimo įtampa yra nuo 7 V iki 12 V. Norint prijungti prie maitinimo šaltinio, reikalingas atitinkamas lizdas, jį reikia sumontuoti ant garsiakalbio korpuso, išgręžiant jam skylę. Nors, žinoma, galite lituoti laidus iš maitinimo šaltinio ir tiesiai į grandinę. Prijungiant maitinimą, reikia laikytis poliškumo. Iš esmės VD1 diodas nereikalingas, tačiau jis apsaugo grandinę nuo gedimo, jei supainiosite maitinimo šaltinio pliusą ir minusą. Be jo, netinkamai prijungus maitinimą, tranzistorius gali sudeginti, o su diodu, jei supainiosite maitinimo šaltinio polius, grandinė tiesiog neįsijungs.
KT315 tranzistorius stačiakampiame korpuse, kurio vienoje pusėje yra nuožulnus (pavaizduotas paveikslėlyje). Jei nusuksite jį nuo savęs šiuo kampu ir su laidais aukštyn, tada pagrindas bus kairėje, emiteris - dešinėje, o kolektorius - viduryje. Tinkamas tranzistorius KT315 su bet kokia raide (KT315A, KT315B ...). Tranzistorius turi būti lituojamas teisingai, nepainiojant jo išvadų. Jei padarysite klaidą ir įjungsite maitinimą, jis gali mirti. Todėl viską sulitavę netingėkite tris kartus patikrinti montavimo teisingumą, ar tinkamai lituoti tranzistoriaus, kondensatorių ir diodo gnybtai. Ir tik tada, kai būsite 100% tikri, įjunkite.
Diodas VD1 tipas KD209. Ant jo yra anodas. Galite įdėti kitą diodą, pavyzdžiui, 1N4004 ar kitą. Jei diodas yra lituojamas neteisingai, grandinė neveiks. Taigi, jei viskas įjungta, bet neveikia, pradėkite nuo tinkamo diodo prijungimo patikrinimo.
Kondensatoriai – elektrolitiniai, ne žemesnei kaip 12V įtampai. Tiks mūsų K50-16, K50-35 arba importuoti analogai. Reikėtų pažymėti, kad mūsų korpuso kondensatoriai turi pliusą šalia teigiamo gnybto, o importuoti - minusą arba plačią vertikalią juostelę prie neigiamo gnybto. Vietoj 10 uF kondensatoriaus galite pasirinkti bet kokią talpą nuo 2 uF iki 20 uF. Vietoj 100 uF kondensatoriaus tiks bet kokios bent 100 uF talpos kondensatorius.
Paveikslėlyje po diagrama parodyta laidų schema, ant kurios litavimo taškai pažymėti taškais. Nepainiokite litavimo jungčių su vielos kryžminėmis vietomis. Montavimas atliekamas šarnyriniu būdu, naudojant dalių ir laidų išvadas. Visą grandinę pageidautina įdėti į garsiakalbio korpusą (ten paprastai yra daug vietos).
Jei viskas veikia, bet skleidžia daug triukšmo, vadinasi, sumaišėte laidus, einančius į garso plokštę. Pakeiskite juos.
NENAUDOKITE grandinės maitinimo iš kompiuterio maitinimo šaltinio!
Stereofoninėje versijoje galite pagaminti du garsiakalbius, sujungę įvestis į vieną stereo kabelį, skirtą prijungti prie garso plokštės, ir maitinti abu garsiakalbius iš vieno maitinimo šaltinio.
Su viena tranzistoriaus pakopa garsiakalbis skambės ne garsiai, bet pakankamai klausytis mažame kambaryje. Garsumą galima reguliuoti tiek kompiuterio reguliatoriumi, tiek rankenėle, kurią turi garsiakalbis.
Tranzistorius, kitaip vadinamas puslaidininkiniu triodu, yra elektroninis prietaisas, pagrįstas puslaidininkinėmis medžiagomis. Pagrindinis prietaiso tikslas yra galimybė, keičiant žemą srovę valdymo grandinėje, gauti sustiprintą signalą išėjime. Puslaidininkinis triodas yra vienas iš pagrindinių daugelio elektroninių prietaisų grandinių komponentų – nuo radijo imtuvo iki kompiuterio.
„Tranzistoriaus“ apibrėžimas yra glaudžiai susijęs su šio žodžio etimologija. Jis sudarytas iš dviejų angliškų žodžių: transfer (transfer) ir rezistorius (resistance). Iš tiesų, prietaiso veikimo principas yra susijęs su varžos perkėlimu (keitimu) elektros grandinėje.
- bipolinis;
- laukas (vienapolis).
Kiekviena klasė savo ruožtu yra suskirstyta į keletą veislių.
Dvipolis:
Abu šių tipų triodai gali būti naudojami toje pačioje elektroninėje grandinėje. Todėl, kad nebūtų painiojama, kuri dalis turi būti naudojama konkrečioje grandinės vietoje, p-n-p ir n-p-n triodų vaizdai skiriasi vienas nuo kito.
Laukas:
- vienpolis su p-n sandūra;
- MIS tranzistoriai su izoliuotais užtaisais.
Prietaiso veikimo principas
Elektronikoje naudojami puslaidininkiai su elektroniniu (n) arba skyliniu (p) laidumu. Šie žymėjimai rodo, kad pirmuoju atveju puslaidininkyje vyrauja neigiamo krūvio elektronai, antruoju – teigiamai įkrautos skylės.
Panagrinėkime, kaip tranzistorius yra išdėstytas naudojant bipolinio puslaidininkinio triodo pavyzdį. Išoriškai prietaisas atrodo kaip maža dalis metaliniame arba plastikiniame korpuse su trimis laidais. Viduje – savotiškas trijų puslaidininkių sluoksnių sumuštinis. Jei centrinis sluoksnis yra p tipo, tai aplinkiniai sluoksniai yra n tipo. Pasirodo, n-p-n triodas. Jei centras, dar vadinamas pagrindu, yra n tipo, tai plokštės pagamintos iš puslaidininkio, kurio laidumas yra skylė, o įrenginio struktūra yra p-n-p. Vienas iš išorinių sluoksnių vadinamas emiteriu, kitas – kolektorius. Kiekviena iš šių trijų įrenginio dalių yra prijungta prie atitinkamos išvados.
Trumpas paaiškinimas, kaip veikia tranzistorius, „manekenams“ atrodo taip. Paimkime, pavyzdžiui, n-p-n tranzistorių, kur emiteris ir kolektorius yra sluoksniai, kurių laidumas daugiausia elektroninis, o pagrindas yra su skyle.
Prie neigiamo elektros akumuliatoriaus gnybto jungiame emiterį, o prie teigiamo gnybto – pagrindą ir kolektorių. Naujokas elektronikos entuziastas gali tai įsivaizduoti Triodas sudarytas iš dviejų diodų., be to, emiterio-bazinis diodas yra įjungtas į priekį ir per jį teka srovė, o bazinis kolektoriaus diodas yra įjungtas priešinga kryptimi, o srovės nėra.
Tarkime, į bazinę grandinę įtraukėme kintamąjį rezistorių, kuriuo galime reguliuoti į bazę tiekiamą įtampą. Kokį poveikį gausime, kai įtampa bus sumažinta iki nulio? Srovė emiterio-bazės grandinėje nustos tekėti. Šiek tiek padidinkime įtampą. Elektronai iš n - emiterio srities skubės į pagrindą, prijungtą prie akumuliatoriaus pliuso.
Svarbi detalė – pagrindas pagamintas kuo plonesnis. Todėl elektronų masė praeina per šį sluoksnį ir patenka į kolektorių veikiama teigiamo akumuliatoriaus poliaus, prie kurio ji traukiama. Taigi srovė pradeda eiti ne tik tarp emiterio ir pagrindo, bet ir tarp emiterio bei kolektoriaus. Šiuo atveju kolektoriaus srovė yra daug didesnė už bazinę srovę.
Dar viena svarbi aplinkybė: Nedidelis bazinės srovės pokytis sukelia daug didesnį kolektoriaus srovės pokytį. Taigi puslaidininkinis triodas sustiprina įvairius signalus. Paprastai analoginėse technologijose dažniau naudojami bipoliniai triodai.
FET
Šio tipo triodas nuo dvipolio skiriasi ne savybėmis ar funkcijomis, o veikimo principu. Lauko triode srovė teka iš gnybto, vadinamo šaltiniu, į gnybtą, vadinamą nutekėjimu, per vieno laidumo puslaidininkį, pavyzdžiui, p. Ir šios srovės stiprumo valdymas atliekamas keičiant įtampą trečiajame išėjime - vartuose.
Tokia konstrukcija tiksliau atitinka šiuolaikinių skaitmeninių technologijų, kur daugiausia naudojami lauko triodai, reikalavimus. Šiandieninės technologinės galimybės leidžia ant 1–2 kvadratinių centimetrų ploto puslaidininkinio lusto sudėti kelis milijardus MOS elementų su izoliuotais užtaisais. Taip sukuriami asmeninių kompiuterių centriniai procesoriai.
Prietaisų kūrimo perspektyvos
Perspektyvos visų pirma yra tolesnio įrenginių miniatiūrizavimo srityje. Taigi Amerikos mokslininkai šiandien kuria vadinamąjį vienos molekulės tranzistorių. Pagrindinis tokio prietaiso elementas yra benzeno molekulė, prie kurios pritvirtinti trys elektrodai.
Jei idėja pasiteisins, bus galima sukurti itin galingas skaičiavimo sistemas. Galų gale, molekulės dydis yra daug mažesnis nei šiandieninių MOS triodų, esančių silicio lusto lustoje.
Yra dešimtys tūkstančių tranzistorių. Visi jie gali būti suskirstyti į keletą tipų pagal jų savybes. Aš jums pasakysiu, kokie tranzistorių tipai egzistuoja ir kuo jie skiriasi vienas nuo kito.
Tranzistoriai gali būti suskirstyti į tipus pagal tokias charakteristikas kaip:
- Fizinė struktūra
- Veikimo principas
- Galia
- Dažnio juostos plotis
- srovės padidėjimas
- ir tt
Tačiau pagrindiniai yra keturi: fizinė tranzistoriaus sandara, tranzistoriaus veikimo principas, tranzistoriaus galios ir veikimo dažnių juosta.
Pagal veikimo principą visus tranzistorius galima suskirstyti į dvi dideles grupes: dvipolius tranzistorius ir lauko tranzistorius. Jie skiriasi tiek veikimo principu, tiek fizine struktūra. Tuo pačiu skiriasi ir tranzistoriaus struktūra, ir jų veikimo principas. Išoriškai abu tipai atlieka tas pačias funkcijas, tačiau lauko ir bipolinių tranzistorių viduje viskas veikia skirtingai.
Pažvelkite į aukščiau pateiktą diagramą. Kaip jau pastebėjote, tiek bipoliniai, tiek lauko tranzistoriai turi bendras charakteristikas: galią ir dažnį. Kuris gali būti mažas, vidutinis, aukštas.
Tranzistoriaus galios išsklaidymas
Tuo pačiu metu tranzistoriai laikomi mažos galios, kurie gali išsklaidyti ne daugiau kaip 0,3 W, vidutinės galios tranzistoriai gali išsklaidyti jau nuo 0,3 W iki 1,5 W. Na, galingi tranzistoriai išsklaido daugiau nei 1,5 W.
Tranzistoriaus pralaidumas
Tai dažnių diapazono, kuriame tranzistorius išlaiko savo tranzistoriaus savybes, pavadinimas. Tranzistoriaus pasirinkimą pagal dažnį labai įtakoja jūsų įrenginio tipas ir su kokiais išeinančių signalų dažniais jis turi veikti tinkamai.
bipolinis tranzistorius
Aš neaprašysiu tranzistoriaus struktūros, tam yra ir kitų straipsnių. Šį kartą noriu atkreipti jūsų dėmesį į tai, kad bipolinių tranzistorių šeimoje yra du klanai. Tai tranzistorių klanas su N-P-N struktūra ir klanas su P-N-P struktūra. Be fizinių kitų struktūrinių skirtumų tarp jų nėra.
FET
Lauko tranzistorius, taip pat ir dvipolius, galima suskirstyti į P ir N tipo tranzistorius. Tačiau be to, jie turi dar du tipus: MOSFET ir JFET. MOSFET yra izoliuotas vartų FET, o JFET yra FET su viena PN jungtimi.
| Skirtumas tarp lauko ir bipolinių tranzistorių | ||
| Veikimo principas | dvipolis | lauke |
| Valdoma srovė. Kad veiktų, į bazę reikia tiekti pradinę poslinkio srovę | Valdomas pagal įtampą. Viskas, ko jiems reikia, kad jie veiktų, yra įtampos tiekimas į vartus. | |
|
Jie turi palyginti mažą įėjimo varžą, todėl sunaudoja daugiau srovės nei poliniai |
Jie turi didelę įėjimo varžą, o tai reiškia, kad praktiškai nėra tranzistoriaus įvesties srovės. Leidžia mažiau apkrauti maitinimo šaltinį dėl mažesnės srovės suvartojimo iš šaltinio | |
| srovės padidėjimas | Bipoliniai tranzistoriai turi didesnį koeficientą. stiprinimas. | Koefas. stiprinimas yra mažesnis nei dvipolio tranzistoriaus. |
| Dydis | Jie yra vidutinio ir didelio dydžio. | Galima gaminti lauko tranzistorius, skirtus montuoti ant paviršiaus. Taip pat naudoti integriniuose grandynuose. |
| Populiarumas | Šiandien bipoliniai tranzistoriai pradėjo užleisti vietą FET | FET tranzistoriai tampa vis populiaresni ir aktyviai naudojami komercinėje programinėje įrangoje. |
| Kaina | Bipoliniai tranzistoriai yra pigūs gaminti. | FET, o ypač MOSFET, gamyba yra žymiai brangesnė nei bipolinių tranzistorių. |
Tai viskas. Žinoma, gilūs tranzistorių veikimo principai liko už kadro. Bet tai buvo padaryta tyčia. Apie juos pakalbėsiu kitą kartą.
Prieš svarstydami apie tranzistorių tipus, turėtumėte išsiaiškinti, kas yra tranzistorius ir kam jis naudojamas.
Kas yra tranzistorius
Tranzistorius yra puslaidininkinis triodas, kuris yra radijo elektronikos srityje naudojamas komponentas, pagamintas iš puslaidininkinių medžiagų. Jis turi tris išėjimus, kurie leidžia valdyti elektros srovę grandinėje naudojant įvesties signalą.
Dėl savo savybių jis naudojamas tais atvejais, kai reikia konvertuoti, generuoti ar sustiprinti elektrinius signalus. Pavadinimas tranzistorius naudojamas ir kitiems įrenginiams, kurie imituoja pagrindinę tranzistoriaus kokybę – galimybę keisti signalą dviejose skirtingose būsenose, kartu keičiant valdymo elektrodo signalą.
Tipai ir charakteristikos
Visi tranzistoriai skirstomi į du tipus – NPN ir PNP. Šiose iš pažiūros sudėtingose santrumpose nėra nieko ypač sudėtingo. Šie raidžių žymėjimai nustato konkrečių sluoksnių taikymo tvarką. Tokie sluoksniai yra jų gamybai naudojamų puslaidininkinių medžiagų pn sandūros. Vizualiai žvelgiant į bet kurį puslaidininkį, neįmanoma nustatyti puslaidininkinės konstrukcijos tipo, esančios pakuotės viduje. Šiuos duomenis nurodo ant bylos uždėtas žymėjimas. Tranzistoriaus tipas turi būti žinomas iš anksto, nes jo naudojimas grandinėje gali būti labai skirtingas.
Reikėtų prisiminti, kad NPN ir PNP yra visiškai skirtingi. Todėl jų negalima tiesiog supainioti ar pakeisti vienas kitu. Tam tikromis sąlygomis galima vieną pakeisti kitu. Pagrindinė sąlyga yra reikšmingas šių tranzistorių perjungimo grandinės pasikeitimas. Taigi tam tikriems radijo inžinerijos prietaisų mazgams naudojami tik jų pačių, specifiniai prekės ženklai, kitaip įrenginys tiesiog suges ir neveiks.
Technologiniai skirtumai
Be pn jungties tipo, jie visi skiriasi ir jų gamybos technologija.
Šiuo atžvilgiu galima pastebėti dviejų tipų tranzistorius, kurie skiriasi parametrais:
- Bipoliniai - skiriasi nedidelio srovės kiekio tiekimu į jų bazę. Ši srovė, savo ruožtu, padeda valdyti srovės, tekančios tarp emiterio ir kolektoriaus, kiekį.
- - įrengti trys išėjimai, vadinami vartais, kanalizacija ir šaltiniu. Šiuo atveju tranzistoriaus vartus veikia ne srovė, o įtampa. Šie tranzistoriai yra skirtingo poliškumo.
Vienu metu tranzistoriai atėjo pakeisti vakuuminius vamzdžius. Taip buvo dėl to, kad jie turi mažesnius matmenis, didelį patikimumą ir pigesnes gamybos sąnaudas. Dabar bipoliniai tranzistoriaiyra pagrindiniai elementai visose stiprinimo grandinėse.
Tai puslaidininkinis elementas, turintis trijų sluoksnių struktūrą, kuris sudaro dvi elektronų skylių jungtis. Todėl tranzistorius gali būti pavaizduotas kaip du vienas kitą papildantys diodai. Priklausomai nuo to, kokie bus pagrindiniai krūvininkai, jų yra p-n-p ir n-p-n tranzistoriai.
Bazė- puslaidininkio sluoksnis, kuris yra tranzistoriaus konstrukcijos pagrindas.
skleidėjas vadinamas puslaidininkiniu sluoksniu, kurio funkcija – krūvininkų įpurškimas į pagrindinį sluoksnį.
Kolekcininkas vadinamas puslaidininkiniu sluoksniu, kurio funkcija – surinkti per pagrindinį sluoksnį praėjusius krūvininkus.
Paprastai emiteryje yra daug daugiau pagrindinių krūvių nei bazėje. Tai yra pagrindinė tranzistoriaus veikimo sąlyga, nes šiuo atveju, esant emiterio jungties poslinkiui į priekį, srovę nustatys pagrindiniai emiterio nešikliai. Emiteris galės atlikti savo pagrindinę funkciją – nešiklių įpurškimą į pagrindinį sluoksnį. Atvirkštinio emiterio srovė dažniausiai stengiamasi būti kuo mažesnė. Daugumos emiterio nešiklių padidėjimas pasiekiamas naudojant didelę priemaišų koncentraciją.
Pagrindas daromas kuo plonesnis. Tai susiję su mokesčių galiojimo trukme. Krūvnešiai turi kirsti pagrindą ir kuo mažiau rekombinuotis su pagrindiniais bazės nešikliais, kad pasiektų kolektorių.
Kad kolektorius galėtų pilniau surinkti per bazę pralėkusius nešiklius, stengiamasi ją padaryti platesnę.
Tranzistoriaus veikimo principas
Apsvarstykite p-n-p tranzistoriaus pavyzdį.
Jei nėra išorinių įtampų, tarp sluoksnių nustatomas potencialų skirtumas. Pervažose įrengiami galimi barjerai. Be to, jei emiterio ir kolektoriaus skylių skaičius yra toks pat, potencialūs barjerai bus vienodo pločio.
Kad tranzistorius veiktų tinkamai, emiterio jungtis turi būti pakreipta į priekį, o kolektoriaus jungtis - atvirkštine.. Tai atitiks aktyvųjį tranzistoriaus režimą. Norint užmegzti tokį ryšį, reikalingi du šaltiniai. Šaltinis su įtampa Ue yra prijungtas teigiamu poliumi prie emiterio, o neigiamu - prie pagrindo. Šaltinis su įtampa Uk yra prijungtas neigiamu poliumi prie kolektoriaus, o teigiamu - prie pagrindo. Ir Ue< Uк.
Veikiant įtampai Ue, emiterio sandūra pasislenka į priekį. Kaip žinoma, kai elektronų skylės perėjimas yra pakreiptas į priekį, išorinis laukas nukreipiamas priešingai nei pereinamasis laukas, todėl jį sumažina. Pagrindiniai nešikliai pradeda praeiti per perėjimą, emiteryje tai yra 1-5 skylės, o baziniuose elektronuose - 7-8. Ir kadangi skylių skaičius emiteryje yra didesnis nei elektronų skaičius bazėje, emiterio srovė daugiausia yra dėl jų.
Emiterio srovė yra emiterio srovės skylės komponento ir pagrindo elektroninio komponento suma.
Kadangi naudingas tik skylės komponentas, jie stengiasi, kad elektroninis komponentas būtų kuo mažesnis. Emiterio sandūros kokybinė charakteristika yra įpurškimo santykis.
Jie bando priartinti įpurškimo koeficientą prie 1.
Skylės 1-5, patekusios į pagrindą, kaupiasi ant emiterio jungties ribos. Taigi prie emiterio susidaro didelė skylių koncentracija, o prie kolektoriaus sandūros – maža, ko pasekoje prasideda skylių difuzinis judėjimas iš emiterio į kolektoriaus sandūrą. Bet prie kolektoriaus sandūros skylių koncentracija lieka nulinė, nes vos tik skylės pasiekia sandūrą, jos yra pagreitinamos jos vidinio lauko ir ištraukiamos (įtraukiamos) į kolektorių. Šis laukas atstumia elektronus.
Kol skylės kerta pagrindinį sluoksnį, jos rekombinuojasi su ten esančiais elektronais, pavyzdžiui, kaip skylė 5 ir elektronas 6. O kadangi skylės nuolat patenka, jos sukuria teigiamo krūvio perteklių, todėl turi patekti ir elektronai, kurios traukiamos per bazinį gnybtą ir sudaro bazinę srovę Ibr. Tai svarbi tranzistoriaus veikimo sąlyga – skylių koncentracija bazėje turi būti maždaug lygi elektronų koncentracijai. Kitaip tariant turi būti užtikrintas pagrindo elektrinis neutralumas.
Skylių, kurios pasiekė kolektorių, skaičius yra mažesnis nei skylių, kurios paliko emiterį, skaičių rekombinuotų skylių pagrindu. Tai yra, Kolektoriaus srovė nuo emiterio srovės skiriasi bazine srove.
Iš čia ateina perdavimo koeficientas vežėjų, kuriuos taip pat stengiasi priartinti prie 1.
Tranzistoriaus kolektoriaus srovė susideda iš skylės komponento Icr ir kolektoriaus atvirkštinės srovės.
Atvirkštinė kolektoriaus srovė atsiranda dėl kolektoriaus sandūros atvirkštinio poslinkio, todėl ją sudaro skylės 9 ir elektrono 10 mažumos nešikliai. Būtent todėl, kad atvirkštinę srovę formuoja mažumos nešikliai, ji priklauso tik nuo šilumos generavimo procesas, ty esant temperatūrai. Todėl dažnai vadinamas šiluminė srovė.
Tranzistoriaus kokybė priklauso nuo šiluminės srovės dydžio, kuo jis mažesnis, tuo tranzistorius geresnis.
Kolektoriaus srovė yra prijungta prie emiterio srovės perdavimo koeficientas.
