Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Існують різні види напівпровідникових приладів - тиристори, тріоди, вони класифікуються за призначенням і типом конструкції. Напівпровідникові біполярні транзистори здатні переносити одночасно заряди двох типів, в той час, як польові тільки одного.

Конструкція і принцип роботи

Раніше замість транзисторів в електричних схемах використовувалися спеціальні малошумні електронні лампи, але вони були більші габарити і працювали за рахунок розжарювання. Біполярний транзистор ГОСТ 18604.11-88 - це напівпровідниковий електричний прилад, який є керованим елементом і характеризується тришарової структурою, застосовується для управління СВЧ. Може перебувати в корпусі і без нього. Вони бувають pnp і n-p-n типу. Залежно від порядку розташування шарів, базою може бути пластина p або n, на яку наплавляється певний матеріал. За рахунок дифузії під час виготовлення виходить дуже тонкий, але міцний шар покриття.

Фото - мпрінціпіальние схеми включення

Щоб визначити, який перед Вами транзистор, потрібно знайти стрілку еммітерной переходу. Якщо її напрямок йде в бік бази, то структура pnp, якщо від неї - то npn. Деякі полярні імпортні аналоги (IGBT і інші) можуть мати буквене позначення переходу. Крім цього бувають ще біполярні комплементарні транзистори. Це пристрої, у яких однакові характеристики, але різні типи провідності. Така пара знайшла застосування в різних радіосхемах. Дану особливість потрібно враховувати, якщо необхідна заміна окремих елементів схеми.

Фото - конструкція

Область, яка знаходиться в центрі, називається базою, з двох сторін від неї розташовуються еммітер і колектор. База дуже тонка, часто її товщина не перевищує пари 2 мікрон. В теорії існує таке поняття, як ідеальний біполярний транзистор. Це модель, у якій відстань між еммітерной і колекторної областями однакове. Але, найчастіше, емміторний перехід (область між базою і еммітером) в два рази більше колекторного (ділянка між основою і колектором).

Фото - види біполярних триодов

По виду підключення і рівню пропускається харчування, вони діляться на:

  1. високочастотні;
  2. Низькочастотні.

За потужністю на:

  1. малопотужні;
  2. Середньої потужності;
  3. Силові (для управління необхідний транзисторний драйвер).

Принцип роботи біполярних транзисторів заснований на тому, що два серединних переходу розташовані по відношенню один до одного в безпосередній близькості. Це дозволяє істотно посилювати що проходять через них електричні імпульси. Якщо прикласти до різних ділянок (областям) електричну енергію різних потенціалів, то певна область транзистора зміститься. Цим вони дуже схожі на діоди.

Фото - приклад

Наприклад, при позитивному відкривається область pn, а при негативному вона закривається. Головною особливістю дії транзисторів є те, що при зміщенні будь-якій області база насичується електронами або вакансіями (дірками), це дозволяє знизити потенціал і збільшити провідність елемента.

Існують наступні ключові види роботи:

  1. Активний режим;
  2. відсічення;
  3. Подвійний або насичення;
  4. Інверсійний.

Перед тим, як визначити режим роботи в біполярних тріодах, потрібно розібратися, чим вони відрізняються один від одного. Високовольтні найчастіше працюють в активному режимі (він же ключовий режим), тут під час включення живлення зміщується перехід емітера, а на колекторному ділянці присутня зворотна напруга. Інверсійний режим - це антипод активного, тут все зміщене прямо-пропорційно. Завдяки цьому, електронні сигнали значно посилюються.

Під час відсічення виключені всі типи напруги, рівень струму транзистора зведений до нуля. В цьому режимі розмикається транзисторний ключ або польовий тріод з ізольованим затвором, і пристрій відключається. Є ще також подвійний режим або робота в насиченні, при такому виді роботи транзистор не може виступати як підсилювач. На підставі такого принципу підключення працюють схеми, де потрібно не посилення сигналів, а розмикання і замикання контактів.

Через різницю рівнів напруги і струму в різних режимах, для їх визначення можна перевірити біполярний транзистор мультиметром, так, наприклад, в режимі посилення справний транзистор npn повинен показувати зміна каскадів від 500 до 1200 Ом. Принцип вимірювання описаний нижче.

Основне призначення транзисторів - це зміна певних сигналів електричної мережі в залежності від показників струму і напруги. Їх властивості дозволяють управляти посиленням за допомогою зміни частоти струму. Іншими словами, це перетворювач опору і підсилювач сигналів. Використовується в різній аудіо- та відеоапаратури для управління малопотужними потоками електроенергії і в якості УМЗЧ, трансформаторах, контролю двигунів верстатного устаткування і т. Д.

Відео: як працює біполярні транзистори

Перевірка

Найпростіший спосіб виміряти h21e потужних біполярних транзисторів - це продзвонити їх мультиметром. Для відкриття напівпровідникового тріода pnp подається негативна напруга на базу. Для цього мультиметр переводиться в режим омметра на -2000 Ом. Норма для коливання опору від 500 до 1200 Ом.

Щоб перевірити інші дільниці, потрібно на базу подати плюсове опір. При цій перевірці індикатор повинен показати більший опір, в іншому випадку, тріод несправний.

Іноді вихідні сигнали перебиваються резисторами, які встановлюють для зниження опору, але зараз така технологія шунтування рідко використовується. Для перевірки характеристики опору імпульсних транзисторів npn потрібно підключати до бази плюс, а до висновків еммітера і колектора - мінус.

Технічні характеристики та маркування

Головними параметрами, за якими підбираються ці напівпровідникові елементи, є цоколевка і кольорове маркування.

Фото - цоколевка малопотужних біполярних триодов
Фото - цоколевка силових

Також використовується колірна маркування.

Фото - приклади кольорового маркування
Фото - таблиця кольорів

Багато вітчизняних сучасні транзистори також позначаються літерним шифром, в який включається інформація про групу (польові, біполярні), типі (кремнієві і т. Д., ) Рік і місяці випуску.

Фото - розшифровка

Основні властивості (параметри) триодов:

  1. Коефіцієнт посилення по напрузі струму;
  2. Вхідна напруга;
  3. Складові частотні характеристики.

Для їх вибору ще використовуються статичні характеристики, які включають порівняння вхідних і вихідних ВАХ.

Установки можна обчислити, якщо зробити розрахунок за основними характеристиками (розподіл струмів каскаду, розрахунок ключового режиму). Колекторний струм: Ik = (Ucc-Uкенас) / Rн

  • Ucc - напруга мережі;
  • Uкенас - насичення;
  • Rн - опір мережі.

Втрати потужності при роботі:

P = Ik * Uкенас

Купити біполярні транзистори SMD, IGBT і інші можна в будь-якому електротехнічному магазині. Їх ціна варіюється від декількох центів до десятка доларів, в залежності від призначення і характеристик.

Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Категорія: