BJT: bipolar transistör hakkında bilmeniz gereken her şey

In bizim elektronik bileşenler bölümü Farklı ticari transistör türleri hakkında zaten yeterince konuştuk. Şimdi yaygın olarak kullanılan bir transistörü daha derinlemesine incelemenin zamanı geldi; bu transistör ailesidir. BJT transistörler, yani bipolar transistörler günlük olarak kullandığımız birçok elektronik cihazda mevcuttur.

Böylece yapabilirsiniz bu transistörler ve tek kutuplu olanlarla arasındaki farklar hakkında daha fazla bilgi edinin...

Yarı iletken nedir?

Jardines de Viveros yarı iletkenler İletkenler ile yalıtkanlar arasında elektriksel iletkenliğe sahip malzemelerdir. Metallerin (iyi iletkenler) ve metal olmayanların (yalıtkanlar veya dielektrikler) aksine, yarı iletkenler, elektrik akımının akışını kontrol edecek şekilde yönlendirilmelerine olanak tanıyan benzersiz bir konuma sahiptir.

Su kristal yapıTipik olarak silikon veya germanyum gibi elementlerden oluşan, davranışını anlamak için çok önemlidir. Bu malzemelerin atomları, elektronların enerji bantlarındaki atomlar arasında paylaşıldığı kristal bir yapı oluşturur. Değerlik bandı atomlara sıkı bir şekilde bağlı olan elektronları içerirken, iletim bandı serbestçe hareket edebilen elektronları içerir.

Jardines de Viveros yarı iletken malzemeler Gelişmiş elektronik cihazların üretiminde gereklidirler. En çok kullanılan yarı iletkenlerden biri olan silikon endüstrinin her yerinde bulunur ve çiplerin ve mikroişlemcilerin temelini oluşturur. Silisyumun yanı sıra germanyum da eski teknolojilerde kullanılan bir diğer yaygın yarı iletken malzemedir. Galyum arsenit (GaAs) ve fosforen gibi yarı iletken bileşikler de özellikle yüksek frekans ve optoelektronik uygulamalarda önem kazanmıştır. Bu malzemeler, ışık yayan diyotlar (LED'ler), yüksek frekanslı transistörler ve gelişmiş sensörler gibi cihazların yaratılmasına olanak tanıyarak, teknolojik yeniliğin ön saflarında yer alan yarı iletkenlerin çok yönlülüğünü ve canlılığını ortaya koyuyor.

Kargo taşıyıcıları ve elektronik sürüş

La yarı iletkenlerin elektriği iletme yeteneği yük taşıyıcıları üretme yeteneğinde yatmaktadır. Yük taşıyıcıları, değerlik bandından iletim bandına kaydırılan elektronlardan kaynaklanan negatif yüklü elektronlar veya pozitif yüklü "delikler" olabilir.

Yarıiletkene voltaj uygulandığında elektronlar valans bandından iletim bandına geçebilir, elektrik akımı yaratıyor. Bu olay elektronik iletim olarak bilinir ve elektronik cihazların çalışması için gereklidir.

Katkı maddeleri (safsızlıklar)

Yarı iletkenlerin elektriksel özelliklerini iyileştirmek ve kontrol etmek, Doping adı verilen bir işlemle camın içine kasıtlı yabancı maddeler eklenir. Katkı atomları donör tipinde (fazladan elektron ekleyen) veya alıcı tipinde (delikler yaratan) olabilir, yani birincisi N-tipi yarı iletkenler ve ikincisi P-tipi yarı iletkenler olabilir.

Katkı maddeleri vücuda ek enerji seviyeleri katar yasak bantelektronik sürüş üzerinde daha fazla kontrole olanak tanır. Bazı yaygın katkı maddeleri örnekleri silikon için fosfor (verici) ve bordur (alıcı). Bu şekilde, temelde tek bir PN bağlantısı olan diyot veya daha sonra göreceğimiz gibi genellikle üç bölge olan yarı iletkenler gibi cihazlar oluşturmak için bölgeler veya bağlantılar oluşturulabilir.

Yarı İletken Türleri: İçsel ve Dışsal

Öte yandan BJT'yi anlamak için ne olduğunu bilmek de önemlidir. yarı iletken türleri Şunlar gibi varlar:

• içsel: Bir yarı iletkene hiçbir yabancı madde eklenmediğinde, bu yarı iletken içsel olarak sınıflandırılır. Bu durumda, elektrik iletimi yalnızca yük taşıyıcılarının (elektron-delik çiftleri) termal oluşumundan kaynaklanmaktadır.
• dışsal: Bunlar, yabancı maddelerle kasıtlı olarak doping yapılmasının sonucudur. N-tipi (negatif) yarı iletkenler, donör katkı maddeleri eklenerek elde edilirken, p-tipi (pozitif) yarı iletkenler, alıcı katkı maddeleri ile oluşturulur. Bu işlemler yarı iletkenlerin elektriksel özelliklerinin uygulamaların özel ihtiyaçlarına göre ayarlanmasına olanak tanır.

PN bağlantılarına giriş

La Pn kavşağı Yarı iletken elektronik alanında diyot ve transistör gibi cihazların yaratılmasının temelini oluşturan önemli bir kavramdır. Bir yarı iletken malzemenin iki bölgesi bir araya geldiğinde bir PN bağlantısı oluşur. Bu bölgeler P-tipi bölge (pozitif yük taşıyıcılarının veya deliklerin konsantrasyonunun baskın olduğu) ve N-tipi bölgedir (negatif yük taşıyıcılarının veya elektronların konsantrasyonunun baskın olduğu). Bu iki bölge arasındaki geçiş, özel elektriksel özelliklere sahip benzersiz bir arayüz oluşturur.

La PN kavşağının oluşumu Genellikle, yarı iletken malzemeye kasıtlı yabancı maddelerin katıldığı doping adı verilen bir işlemle meydana gelir. P-tipi bölgede akseptör katkı maddeleri (bor gibi) kullanılırken, N-tipi bölgede daha önce de belirttiğim gibi donör katkı maddeleri (fosfor gibi) kullanılır. Bu işlem, bağlantı boyunca yük taşıyıcılarının konsantrasyon gradyanını yaratır, böylece potansiyel bariyeri oluşturur.

Gelince davranış Bu PN bağlantısının farklı yönlerde polarize edildiğinde benzersiz özellikleri vardır:

• En ön yargıbağlantı noktasından akım akışını kolaylaştıracak yönde bir voltaj uygulanır. Bu durumda yük taşıyıcıları potansiyel bariyeri geçerek elektrik iletimini sağlar.
• Aksine ters polarizasyonuygulanan voltaj potansiyel bariyere karşı çalışarak akımın akışını engeller. Bu durumda, PN bağlantısı bir diyot gibi davranarak bir yönde iletime izin verir ve onu ters yönde bloke eder.

PN bağlantısı birçok elektronik cihazın temelidir. Örneğin diyotlar, akımın bir yönde akmasına izin verirken diğer yönde bloke etmek için PN bağlantısının özelliğinden yararlanır. Dijital mantık ve sinyal amplifikasyonu için temel olan transistörler, NPN veya PNP bağlantılarına sahip olabilen BJT'lerde olduğu gibi çeşitli PN bağlantı noktaları kullanılarak da üretilir...

BJT transistörü nedir?

El bipolar bağlantı transistörü (BJT veya Bipolar Bağlantı Transistörü) Terminalleri üzerinden akım artışına, voltaj düşüşüne ve akım akışının kontrolüne olanak tanıyan, birbirine çok yakın iki PN bağlantısından oluşan katı hal elektronik bir cihazdır. Bu tip transistördeki iletim, her iki polaritenin (pozitif delikler ve negatif elektronlar) yük taşıyıcılarını içerir. BJT'ler analog elektroniklerde ve TTL veya BiCMOS teknolojisi gibi bazı dijital elektronik uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır.

La Bipolar transistörlerin tarihi 1947'ye kadar uzanıyorJohn Bardeen ve Walter Houser Brattain, Bell Telephone Company'de nokta temaslı bipolar transistörü icat ettiğinde. Daha sonra William Shockley, 1948'de iki kutuplu bağlantı transistörünü geliştirdi. Onlarca yıldır gerekli olmalarına rağmen, dijital entegre devrelerde kullanımları CMOS teknolojisi lehine azaldı.

Bir BJT'nin yapısı aşağıdakilerden oluşur: üç bölge:

• Verici (yüksek katkılı ve yük yayıcı olarak işlevsel)
• Taban (yayıcıyı toplayıcıdan daraltır ve ayırır)
• Toplayıcı (daha büyük uzantı).

Epitaksiyel biriktirme yaygın üretim tekniğidir. Normal çalışmada, taban-yayıcı bağlantı noktası ileri yönde öngerilimlidir, taban-kollektör bağlantısı ise ters yönde öngerilimlidir. Çalışma prensibi şunları içerir: Polarizasyon baz-yayıcı bağlantı noktasının doğrudan polarizasyonu ve baz-kollektör bağlantı noktasının ters polarizasyonu. Elektronlar yayıcıdan toplayıcıya enjekte edilerek sinyal amplifikasyonuna izin verilir. BJT, düşük giriş empedansı ile karakterize edilir ve voltaj kontrollü akım kaynağı veya akım kontrollü akım kaynağı olarak modellenebilir.

Bipolar transistörün çalışması

Operasyona gelince, NPN konfigürasyonunda iki kutuplu bir bağlantı transistöründe (BJT) var, Baz-yayıcı bağlantı noktası ileri polarizasyonludur ve taban-kollektör bağlantı noktası ters polarizasyonludur.. Termal çalkalama, yayıcıdan gelen yük taşıyıcılarının yayıcı-taban potansiyel bariyerini geçmesine ve taban ile toplayıcı arasındaki elektrik alanı tarafından tahrik edilen toplayıcıya ulaşmasını sağlar. Tipik operasyonda, baz-yayıcı bağlantısı ileri yönde eğimlidir ve elektronların baz bölgesine enjekte edilmesine ve toplayıcıya doğru ilerlemesine izin verir. Baz-kollektör bağlantısına ulaşmadan önce taşıyıcı rekombinasyonunu en aza indirmek için baz bölgesi ince olmalıdır. Kolektör-emitör akımı, baz-emetör akımı (akım kontrolü) veya baz-emetör voltajı (voltaj kontrolü) tarafından kontrol edilebilir. Bir PNP transistöründe ise durum tam tersidir...

Tek kutuplu transistör ile farklılıklar

Transistörler iki ana kategoriye ayrılabilir: bipolar ve unipolar. temel farklılıklar İkisi arasında bulduklarımız:

• BJT veya bipolar: Tıpkı tek kutuplu transistörler gibi iki kutuplu transistörler de yapılarında pozitif ve negatif yük taşıyıcılara yani P ve N katkılı bölgelere sahiptirler. Polarizasyona gelince, ihtiyaca göre doğrudan veya ters polarize edilebilirler ve NPN veya PNP tipi olabilirler. Çalışma modlarına gelince; aktif modda, kesme modunda ve doygunluk modunda çalışabilirler. Akım kontrollüdürler ve β (beta) harfiyle temsil edilen bir akım kazancına sahiptirler. Bu durumda güç kaybı tek kutuplu transistörlerden daha yüksektir ve hızı genellikle tek kutuplu transistörlerden daha yavaştır. Bu nedenle, diğerlerinin yanı sıra genellikle analog sinyal amplifikatörlerinde ve düşük frekanslı anahtarlamada kullanılırlar. BJT'ler gürültüye karşı daha hassastır.
• FET veya tek kutuplu: Tek kutuplu veya alan etkili transistörler de yük taşıyıcıları kullanır, ancak burada türüne bağlı olarak elektronlar veya delikler bulunur. Buradaki ana polarizasyon tam tersidir ve çalışma modları esas olarak doygunluktadır. Bu durumda voltaj kontrollü transistörlerimiz var. Akım kazancı bu durumda geçiş iletkenliği ile temsil edilir, güç kaybı bipolar olanlardan daha azdır ve daha hızlıdır. Bu nedenle sıklıkla yüksek frekans anahtarlama ve dijital devrelerde kullanılırlar. Tek kutuplu olanlar gürültüye daha az duyarlıdır.

BJT tipi (NPN ve PNP)

Yazının çeşitli yerlerinde belirttiğim gibi, iki ana tip BJT transistörlerin sayısı:

• NPN Transistörler: Bunlar, iki temel bipolar transistör tipinden birinin parçasıdır; burada "N" ve "P" harfleri, cihazın çeşitli bölgelerinde mevcut olan çoğunluk yük taşıyıcılarını belirtir. Şu anda çoğu bipolar transistör NPN tipindedir, çünkü elektronların hareketliliği yarı iletkenlerdeki "deliklerin"kinden daha yüksektir, dolayısıyla daha yüksek akımlara ve daha yüksek çalışma hızlarına izin verir. Bir NPN transistörün yapısı, iki N-katkılı malzeme katmanı arasında yer alan, "taban" olarak adlandırılan, P-katkılı yarı iletken malzemeden bir katman içerir.Ortak yayıcı konfigürasyonda, tabana akan küçük bir akım, tabanda yükseltilir. manifold çıkışı. NPN transistör sembolü, cihazın aktif çalışması sırasında verici terminali ve geleneksel akımın yönünü gösteren bir ok içerir.
• PNP Transistörler: İkinci tip bipolar transistör, cihazın farklı bölgelerindeki çoğunluk yüklerini ifade eden "P" ve "N" harflerine sahiptir. Günümüzde daha az yaygın olmasına rağmen, PNP transistörleri, iki P-katkılı malzeme katmanı arasında bir N-katkılı yarı iletken malzeme katmanından oluşur.Tipik operasyonda, toplayıcı toprağa bağlanır ve yayıcı, kaynağın pozitif terminaline bağlanır. harici bir elektrik yükü aracılığıyla güç kaynağı. Tabana akan küçük bir akım, vericiden toplayıcıya önemli ölçüde daha büyük bir akımın akmasını sağlar. PNP transistör sembolü üzerindeki ok, emitör terminalinde bulunur ve cihazın aktif çalışması sırasında konvansiyonel akımın yönünü gösterir. Daha düşük yaygınlıklarına rağmen, daha iyi performansları nedeniyle çoğu durumda NPN transistörleri tercih edilir.

Yukarıdaki görsellerde tüm detayları görebilirsiniz.

BJT uygulamaları

Bipolar bağlantı transistörleri (BJT'ler) çeşitli alanlarda kullanılır. elektronikteki uygulamalarDaha önce bazı durumlar hakkında yorum yapmıştım, ancak burada size bu transistörlerin bazı ana uygulamaları veya kullanımlarını içeren bir liste gösteriyorum:

• Sinyal amplifikasyonu: BJT'ler, ses ve radyo frekansı devrelerinde sensörlerden veya mikrofonlardan gelenler gibi zayıf sinyalleri yükseltmek için yaygın olarak kullanılır.
• Değiştirme: Mantık kapılarını uygulamak amacıyla dijital ve elektronik anahtarlar gibi mantık devrelerindeki akım anahtarlamasını kontrol etmek için kullanılırlar.
• Güç amplifikatörleri: Ses sistemlerinde ve RF (radyo frekansı) amplifikatörlerinde güç amplifikasyon aşamalarında kullanılırlar. Aslında bu transistörlerin tasarlandığı ilk uygulamalardan biri, önceki vakum tüplerinin yerini almasıydı.
• Enerji kaynakları: Belirli akım referans devreleri ve uygulamalarında yararlı olan sabit akım çıkışı sağlayacak şekilde yapılandırılabilirler. Bunları ayrıca güç kaynağının çıkışında sabit bir voltajı korumak için voltaj regülatör sistemlerinde veya devrelerinde de bulacaksınız.
• Osilatörler: Sinüs dalgası üreteçleri gibi periyodik sinyaller üretmek için osilatör devrelerinde kullanılırlar.
• RF amplifikasyonu: Haberleşme sistemlerinde radyo frekansı sinyal amplifikasyon aşamalarında BJT'ler kullanılır.
• Genlik ve frekans modülasyonu: Ses veya RF sinyallerinin özelliklerini değiştirmek için modülasyon devrelerinde kullanılırlar. Sinyalleri işlemek için bazı sensörlere veya dedektörlere de uygulanabilirler.

BJT transistörü nasıl kontrol edilir

Bir BJT transistörünün kontrol edilmesi, düzgün çalışmasını sağlamak için önemlidir. Bunu nasıl yapacağınızı öğrenmek istiyorsanız, bipolar transistörleri kontrol etmek için yalnızca bu işleve sahip bir multimetre veya multimetreye ihtiyacınız olacaktır. Ve ilerlemenin yolu çok basit, sadece şu adımları izlemeniz gerekiyor:

• BJT NPN'i: Öncelikle transistörünüzün içerdiği Emitter (E), Base (B) ve Collector (C) terminallerini veya pinlerini tanımlamanız gerekir. Modele bağlı olarak, bilinmesi kolay olsa da daha fazla ayrıntı için veri sayfalarına başvurabilirsiniz. Elinizdeki terminalleri ve multimetreyi belirledikten sonra, bir sonraki adım bu amaç için pinleri yuvalara doğru şekilde yerleştirmektir. Multimetrenizde bu fonksiyon yoksa diğer alternatifi kullanabilirsiniz:
  1. Multimetreyi transistör test moduna getirin, yani DC voltajını (V —) ölçme sembolünü seçmek için tekerleği çevirin.
  2. Multimetre problarıyla istediğiniz pinlere dokunun:
     • BE veya Base-Verici bağlantısını kontrol ettiğinizde, transistöre bağlı olarak ekranda 0.6 ile 0.7v arasında bir voltaj okuması görmelisiniz.
     • BC veya Base-Collector bağlantısını kontrol ettiğinizde bu diğer terminallere dokunduğunuzda voltaj değeri yukarıdakine benzer olmalıdır.
     • Mevcut kazancı (hFE) kontrol etmek için seçim kadranını hFE fonksiyonuna çevirin. Ve ikisi arasındaki ilişki olacak hFE kazancını belirlemek için verici ve tabana ve verici ve toplayıcıya problarla dokunarak.
• BJT PNP: bu diğer durumda doğrulama benzerdir, yalnızca NPN'inkinin tersi yöndedir.

Elde edilen sonuçların beklenenin dışında değerler olması durumunda transistör çalışmadığını veya arızalı olduğunu ve değiştirilmesi gerektiğini belirtecektir.

BJT'yi nereden satın alabilirim?

Eğer satın almak isterseniz ucuz BJT transistörler, bunu herhangi bir elektronik mağazasında veya özel çevrimiçi platformda yapabilirsiniz. Bu BJT cihazlarını bulabileceğiniz yerlerden biri Amazon'dur ve şunları öneriyoruz:

AUKENIEN 23 Değerleri...

Oy Yok

13,99 €

Teklifi görün Özellikleri görün