Tranzistorius

Šioje temoje susipažįstama su tranzistoriumi – puslaidininkiniu prietaisu, turinčiu dvi skylines-elektronines sandūras, ir jo veikimo principu. Aptariama npn ir pnp tranzistorių sandara, veikimas, taip pat palyginami tranzistoriaus ir triodo veikimo principai. Taip pat sužinoma, kaip tranzistorius stiprina įtampą.

Npn tranzistoriaus struktūra
npn tranzistorius yra sudarytas iš trijų skirtingo laidumo puslaidininkių sluoksnių: emiterio (n tipo), bazės (p tipo) ir kolektoriaus (n tipo). Kiekvienas iš šių sluoksnių turi išvadą, skirtą prijungti prie elektros grandinės. Emiteris veikia kaip laisvųjų elektronų šaltinis, jame yra didelė donorinių priemaišų koncentracija. Bazė yra labai plonas sluoksnis (kelių mikrometrų storio), pagamintas iš p tipo puslaidininkio, turinčio mažai priemaišų. Kolektorius yra n tipo puslaidininkis, turintis nedidelį priemaišų kiekį. npn tranzistoriuje pagrindiniai krūvininkai yra laisvieji elektronai, kurie juda iš emiterio į kolektorių. Elektros srovė (teigiamų krūvių judėjimo kryptis) teka iš kolektoriaus į emiterį. Schemose npn tranzistoriaus rodyklė yra nukreipta nuo bazės į emiterį. pnp tranzistoriuje pagrindiniai krūvininkai yra skylės, o rodyklė schemose yra nukreipta nuo emiterio į bazę.
Npn tranzistoriaus veikimo principas
npn tranzistoriaus veikimas yra pagrįstas elektronų judėjimu iš emiterio į kolektorių, per bazės sritį. Pirmoji npn tranzistoriaus sandūra (tarp emiterio ir bazės) yra jungiama tiesiogine kryptimi, o antroji sandūra (tarp bazės ir kolektoriaus) – užtvarine kryptimi. Dėl to, kad bazė yra plona ir joje yra mažai skylių, didžioji dalis elektronų, kurie patenka į bazę iš emiterio, nespėja rekombinuoti ir difuzijos būdu pasiekia kolektorių. Kolektoriuje šiuos elektronus pagauna elektrinis laukas, ir susidaro kolektoriaus srovė (IK). Kolektoriaus srovė yra beveik lygi emiterio srovei (IE ≈ IK) ir kinta kartu su ja. Valdant emiterio srovę kintamosios įtampos šaltiniu, galima keisti įtampą ant rezistoriaus (R), kuri gali būti gerokai didesnė nei įtampa emiterio grandinėje. Tai leidžia tranzistoriui stiprinti įtampą.
Tranzistoriaus apibrėžimas
Tranzistorius – puslaidininkinis prietaisas su dviem pn sandūromis, išrastas 1948 m. Jį sukūrė amerikiečių fizikai Džonas Bardinas (John Bardeen), Volteris Bratenas (Walter Houser Brattain) ir Viljamas Šoklis (William Shockley). 1956 m. jie gavo Nobelio premiją už šį išradimą. Tranzistoriai (iš anglų k. transfer – pernešti, resistor – varža) naudojami elektriniams virpesiams generuoti, stiprinti ir valdyti elektrines grandines. Jie pakeitė dideles, daug energijos naudojančias elektronines lempas (triodus). Pagal vidurinio puslaidininkio tipo, tranzistoriai skirstomi į npn (vidurinis sluoksnis – p tipo) ir pnp (vidurinis sluoksnis – n tipo).
Tranzistoriaus ir triodo palyginimas
Tranzistoriaus ir elektroninės lempos triodo veikimo principai yra panašūs. Tranzistoriuje kolektoriaus srovė yra reguliuojama keičiant bazės srovę, o triode anodo srovė yra reguliuojama keičiant tinklelio įtampą. Esminis skirtumas yra tas, kad tranzistoriams nereikalingas katodas, kurį reikia įkaitinti atskiru elektros srovės šaltiniu, todėl jie yra efektyvesni.

Prisijungti

arba
Real 2
„X“ yra inovatyvi mokymosi platforma, kurios tikslas – teikti aukštos kokybės mokymo medžiagą įvairiausių klasių mokiniams. Patyrusių specialistų parengtas turinys skatina smalsumą, padeda išsamiau ir giliau suprasti mokomus dalykus bei sėkmingai pasiruošti akademiniams iššūkiams.
Atsisiųsk programėlę:
Susisiek su mumis: info@knowledgenestapp.com