БЈТ: све што треба да знате о биполарном транзистору

У нашем одељак за електронске компоненте Већ смо довољно говорили о различитим врстама комерцијалних транзистора. Сада је време да се удубимо у широко коришћени транзистор, то је породица БЈТ транзистори, односно биполарни транзистори, толико присутни у многим електронским уређајима које свакодневно користимо.

Тако можете сазнајте више о овим транзисторима и разликама са униполарним...

Шта је полупроводник?

Л полупроводници То су материјали који имају електричну проводљивост између проводљивости проводника и изолатора. За разлику од метала (добрих проводника) и неметала (изолатора или диелектрика), полупроводници заузимају јединствену позицију која им омогућава да се њима манипулише како би се контролисало проток електричне струје.

Su кристална структура, који се обично састоји од елемената као што су силицијум или германијум, од суштинског је значаја за разумевање његовог понашања. Атоми ових материјала формирају кристалну структуру у којој се електрони деле између атома у енергетским појасевима. Валентни појас садржи електроне који су чврсто везани за атоме, док проводни појас садржи електроне који се могу слободно кретати.

Л полупроводнички материјали Они су неопходни у производњи напредних електронских уређаја. Силицијум, као један од најчешће коришћених полупроводника, је свеприсутан у индустрији и чини основу чипова и микропроцесора. Поред силицијума, германијум је још један уобичајени полупроводнички материјал који се користио у старијим технологијама. Полупроводничка једињења као што су галијум арсенид (ГаАс) и фосфорен такође су добила на значају, посебно у високофреквентним и оптоелектронским применама. Ови материјали омогућавају стварање уређаја као што су диоде које емитују светлост (ЛЕД), високофреквентни транзистори и напредни сензори, показујући свестраност и виталност полупроводника на челу технолошких иновација.

Носачи терета и електронска вожња

La способност полупроводника да проводе електрицитет лежи у његовој способности да генерише носиоце набоја. Носиоци наелектрисања могу бити негативно наелектрисани електрони или позитивно наелектрисане „рупе“, које су резултат електрона који су померени из валентног појаса у проводни појас.

Када се напон примени на полупроводник, електрони може прећи из валентног појаса у проводни појас, стварајући електричну струју. Ова појава је позната као електронска проводљивост и неопходна је за рад електронских уређаја.

Допанти (нечистоће)

За побољшање и контролу електричних својстава полупроводника, Намерне нечистоће се уносе у стакло кроз процес који се назива допинг. Атоми допанта могу бити типа донора (додавање додатних електрона) или типа акцептора (стварање рупа), то јест, први би били такозвани полупроводници Н-типа, а други полупроводници П-типа.

Допанти уносе додатне нивое енергије у забрањен бенд, омогућавајући већу контролу над електронском вожњом. Неки уобичајени примери додатака су фосфор (донатор) и бор (акцептор) за силицијум. На овај начин се могу креирати зоне или спојеви за креирање уређаја као што је диода, која је у основи један ПН спој, или полупроводници, који су обично три зоне, као што ћемо касније видети.

Типови полупроводника: унутрашњи и спољашњи

С друге стране, да бисте разумели БЈТ, такође је важно знати шта врсте полупроводника Они постоје, као што су:

• Интринсиц: Када се у полупроводник не додају нечистоће, он се класификује као интринзичан. У овом случају, електрична проводљивост је последица искључиво термичког стварања носилаца наелектрисања (парови електрон-рупа).
• екстринзично: Они су резултат намерног допинга примесама. Полупроводници Н-типа (негативни) се добијају додавањем донорских додатака, док се полупроводници п-типа (позитивни) формирају акцепторским додацима. Ови процеси омогућавају прилагођавање електричних својстава полупроводника у складу са специфичним потребама апликација.

Увод у ПН спојеве

La ПН спој То је суштински концепт у полупроводничкој електроници који поставља темеље за стварање уређаја као што су диоде и транзистори. ПН спој се формира када се два региона полупроводничког материјала споје. Ови региони су регион П-типа (где је преовлађујућа концентрација носилаца позитивног наелектрисања или рупа) и регион Н-типа (где је преовлађујућа концентрација носилаца негативног наелектрисања или електрона). Прелаз између ова два региона ствара јединствен интерфејс са посебним електричним својствима.

La формирање ПН споја Обично се дешава кроз процес који се назива допинг, где се намерно уводе нечистоће у полупроводнички материјал. У региону П-типа користе се акцепторске допанте (као што је бор), док се у региону Н-типа користе донорске допанте (као што је фосфор), као што сам раније поменуо. Овај процес ствара градијент концентрације носилаца наелектрисања преко споја, чиме се успоставља потенцијална баријера.

Као понашање овог ПН споја, има јединствена својства када је поларизован у различитим правцима:

• En поларизација напред, напон се примењује у правцу који фаворизује струјни ток кроз спој. У овом случају, носиоци наелектрисања се крећу преко потенцијалне баријере, омогућавајући електричну проводљивост.
• Напротив, у обрнута поларизација, примењени напон ради против потенцијалне баријере, ометајући проток струје. У овом стању, ПН спој делује као диода, дозвољавајући провод у једном смеру и блокирајући га у супротном смеру.

ПН спој је основа многих електронских уређаја. Диоде, на пример, користе предност својства ПН споја да омогуће струјни ток у једном правцу и блокирају га у другом. Транзистори, основни за дигиталну логику и појачавање сигнала, такође су направљени коришћењем различитих ПН спојева, као у случају БЈТ који могу имати НПН или ПНП спојеве...

Шта је БЈТ транзистор?

El биполарни спојни транзистор (БЈТ или биполарни спојни транзистор) То је електронски уређај у чврстом стању састављен од два веома блиска ПН споја, омогућавајући повећање струје, смањење напона и контролу тока струје кроз његове терминале. Провођење у овом типу транзистора укључује носиоце наелектрисања оба поларитета (позитивне рупе и негативни електрони). БЈТ се широко користе у аналогној електроници и неким апликацијама дигиталне електронике, као што су ТТЛ или БиЦМОС технологија.

La Историја биполарних транзистора датира из 1947. године, када су Јохн Бардеен и Валтер Хоусер Браттаин изумили биполарни транзистор са тачкастим контактом у компанији Белл Телепхоне Цомпани. Касније је Вилијам Шокли 1948. развио транзистор биполарног споја. Иако су деценијама били неопходни, њихова употреба је опала у корист ЦМОС технологије у дигиталним интегрисаним колима.

Структура БЈТ се састоји од три региона:

• Емитер (високо допиран и функционалан као емитер наелектрисања)
• База (сужава и одваја емитер од колектора)
• Колектор (већи наставак).

Епитаксијално таложење је уобичајена производна техника. У нормалном раду, спој база-емитер је преднапредан, док је спој база-колектор напојен обрнуто. Принцип рада укључује Поларизација директна поларизација споја база-емитер и реверзна поларизација споја база-колектор. Електрони се убризгавају од емитера до колектора, омогућавајући појачање сигнала. БЈТ карактерише ниска улазна импеданса и може се моделовати као извор струје контролисан напоном или струјни извор струје.

Рад биполарног транзистора

Што се тиче рада, имамо то у биполарном спојном транзистору (БЈТ) у НПН конфигурацији, Спој база-емитер је поларизован унапред, а спој база-колектор је обрнуто поларизован.. Термичко мешање омогућава носиоцима наелектрисања из емитера да пређу потенцијалну баријеру емитер-база и стигну до колектора, вођени електричним пољем између базе и колектора. У типичном раду, спој база-емитер је нагнут напред, што омогућава да се електрони убризгавају у базни регион и путују ка колектору. Базни регион мора бити танак да би се рекомбинација носача свела на минимум пре него што дође до споја база-колектор. Струја колектор-емитер може се контролисати струјом база-емитер (контрола струје) или напоном база-емитер (контрола напона). У ПНП транзистору је обрнуто...

Разлике са униполарним транзистором

Транзистори се могу поделити у две главне категорије: биполарни и униполарни. Тхе ključne razlike Оно што налазимо између њих двоје су:

• БЈТ или биполарни: Баш као и униполарни транзистори, биполарни транзистори такође имају позитивне и негативне носиоце наелектрисања, односно са П и Н допираним регионима у својој структури. Што се тиче поларизације, оне могу бити поларизоване директно или обрнуто, у зависности од тога шта је потребно, и могу бити типа НПН или ПНП. Што се тиче режима рада, они могу да раде у активном режиму, режиму резања и режиму засићења. Они се контролишу струјом и имају струјно појачање представљено словом β (бета). Губитак снаге у овом случају је већи него код униполарних транзистора и његова брзина је генерално спорија од униполарних транзистора. Због тога се често користе у аналогним појачавачима сигнала и нискофреквентном комутацији, између осталог. БЈТ-и су подложнији буци.
• ФЕТ или униполарни: Униполарни или транзистори са ефектом поља такође користе носиоце наелектрисања, али овде имамо електроне или рупе, у зависности од типа. Овде је главна поларизација обрнута, а режими рада су углавном у засићењу. У овом случају имамо транзисторе контролисане напоном. Струјни добитак је у овом случају представљен транскондуктивношћу, губитак снаге је мањи него код биполарних и они су бржи. Из тог разлога се често користе за високофреквентно пребацивање и дигитална кола. Униполарне су мање подложне буци.

БЈТ тип (НПН и ПНП)

Као што сам коментарисао у неколико делова чланка, постоје два главна типа БЈТ транзистора:

• НПН транзистори: Они су део једног од два основна типа биполарних транзистора, где слова "Н" и "П" означавају већину носилаца наелектрисања присутних у различитим деловима уређаја. Тренутно је већина биполарних транзистора типа НПН, пошто је покретљивост електрона већа од покретљивости "рупа" у полупроводницима, што омогућава веће струје и веће радне брзине. Структура НПН транзистора се састоји од слоја полупроводничког материјала допираног П, названог „база“, који се налази између два слоја материјала допираног Н. У конфигурацији заједничког емитера, мала струја која тече у базу се појачава на излаз разводника. Симбол НПН транзистора укључује стрелицу која показује на терминал емитера и правац конвенционалне струје током активног рада уређаја.
• ПНП Трансисторс: Други тип биполарног транзистора, имају слова "П" и "Н" која се односе на већину набоја у различитим регионима уређаја. Иако су данас мање уобичајени, ПНП транзистори се састоје од слоја Н-допираног полупроводничког материјала између два слоја материјала допираног П. У типичном раду, колектор је повезан са земљом, а емитер је повезан са позитивним терминалом извора. напајање преко спољашњег електричног оптерећења. Мала струја која тече у базу омогућава знатно већу струју да тече од емитера до колектора. Стрелица у симболу ПНП транзистора налази се на терминалу емитера и показује у правцу конвенционалне струје током активног рада уређаја. Упркос њиховој мањој распрострањености, НПН транзистори су пожељнији у већини ситуација због својих бољих перформанси.

Све детаље можете видети на сликама изнад.

Примене БЈТ

Биполарни спојни транзистори (БЈТ) се користе у различитим примене у електроници, Већ сам раније коментарисао неке случајеве, али овде вам показујем листу са неким од главних примена или употреба ових транзистора:

• Појачавање сигнала: БЈТ се обично користе за појачавање слабих сигнала, као што су они са сензора или микрофона, у аудио и радио фреквенцијским колима.
• комутација: Користе се за контролу струјног пребацивања у дигиталним и логичким колима, као што су електронски прекидачи, у циљу имплементације логичких капија.
• Појачала снаге: Користе се у степеницама за појачавање снаге у аудио системима и РФ (радио фреквенцијским) појачивачима. У ствари, једна од првих примена за које су ови транзистори били дизајнирани била је за ово, замена претходних вакуумских цеви.
• Извори енергије: Могу се конфигурисати за излаз константне струје, што је корисно у одређеним струјним референтним колима и апликацијама. Такође ћете их наћи у системима или круговима регулатора напона за одржавање константног напона на излазу напајања.
• Осцилатори: Користе се у осцилаторским колима за генерисање периодичних сигнала, као што су генератори синусних таласа.
• РФ појачање: У комуникационим системима, БЈТ се користе у степеновима појачања радио фреквенцијских сигнала.
• Амплитудна и фреквенцијска модулација: Користе се у модулационим колима за промену карактеристика аудио или РФ сигнала. Такође се могу имплементирати у неке сензоре или детекторе за обраду сигнала.

Како проверити БЈТ транзистор

Провера БЈТ транзистора је важна да би се осигурало његово правилно функционисање. Ако желите да знате како то да урадите, биће вам потребан само мултиметар или мултиметар који има ову функцију за проверу биполарних транзистора. А начин да наставите је веома једноставан, само морате да следите ове кораке:

• БЈТ НПН: Прво морате да идентификујете терминале или пинове емитера (Е), базе (Б) и колектора (Ц) које ваш транзистор укључује. У зависности од модела, можете консултовати табеле са подацима за више детаља, иако је то лако сазнати. Када идентификујете терминале и мултиметар при руци, следећа ствар је да једноставно правилно уметнете игле у уторе за ову сврху. Ако ваш мултиметар нема ову функцију, можете користити ову другу алтернативу:
  1. Ставите мултиметар у режим тестирања транзистора, односно окрените точак да бисте изабрали симбол за мерење једносмерног напона (В —).
  2. Додирните жељене игле помоћу сонди мултиметра:
     • Када проверите спој БЕ или база-емитер, требало би да видите очитавање напона на екрану између 0.6 и 0.7в, у зависности од транзистора.
     • Када проверите спој БЦ или база-колектор, додирнете ове друге терминале и очитавање напона би требало да буде слично горе наведеном.
     • Да бисте проверили тренутно појачање (хФЕ), окрените точкић за избор на функцију хФЕ. И додиривањем емитера и базе, и емитера и колектора сондама одредити појачање хФЕ, што ће бити однос између њих.
• БЈТ ПНП: у овом другом случају, верификација је слична, само на супротан начин од НПН-а.

Ако су добијени резултати вредности изван очекивања, транзистор ће показати да не ради или је неисправан и да га треба заменити.

Где купити БЈТ

Ако желите да купите јефтини БЈТ транзистори, то можете учинити у било којој продавници електронике или специјализованој онлајн платформи. Једно место где ћете пронаћи ове БЈТ уређаје је на Амазону, а ми препоручујемо ове:

АУКЕНИЕН 23 Вредности...

Нема рецензија

КСНУМКС €

Погледајте понуду Погледајте карактеристике