Тринистор это: 6.3.      Тринисторы | Электротехника

6.3.      Тринисторы | Электротехника

Тринистор отличается от динистора наличием третье­го вывода от базовой области. Это позволяет путем пода­чи на него напряжения управлять напряжением включе­ния. Поэтому тринисторы в отличие от динисторов иногда называют управляемыми переключателями.

Управляющий электрод (УЭ) может быть подведен к любой из баз тринистора. При выводе от р-базы тринистор называют управляемым по катоду (рис. 6.6, а). Если вывод сделан от n-базы, то тринистор называют управляе­мым по аноду (рис. 6.6, б). Внешне это выразится лишь в выборе нужной полярности источника напряжения управ­ляющего электрода (рис 6.7, а, б).

Увеличение тока в цепи управляющего электрода  (рис. 6.7, в) сопровождается ростом коэф­фициента передачи тока  соответствующего эмиттера. Увеличение коэффициента  приводит к тому, что ра­венство  выполняется при меньшем значе­нии анодного напряжения, и напряжение включения

 тринистора уменьшается.

Ток и напряжение цепи управления малы, а ток в анод­ной цепи может достигать сотен ампер при напряжениях источника питания от нескольких десятков до нескольких тысяч вольт. Поэтому коэффициент усиления по мощности у тринисторов достигает порядка 104…105.

Из рассмотренных тиристоров тринисторы получили наи­большее практическое применение. Они используются в импульсных схемах, в связи, радиолокации, автоматике, в мощных выпрямителях и инверторах, в устройствах управ­ления электродвигателями и т. д.

Рассмотрим тиристорную схему управления мощностью в цепи перемен­ного тока (рис. 6.8). В этой схеме тиристор включен последо­вательно с активным сопротивлением R в цепь переменно­го тока, напряжение источника питания которого (U) не пре­вышает максимально допустимое напряжение тиристора как в пря­мом, так и в обратном направлении.

Так как тиристор при отсутствии управляющего сигнала закрыт, ток i при поло­жительной полуволне напряжения вплоть до момента вре­мени t1 (рис. 6.8, б) равен нулю. В этот момент времени подается уп­равляющий сигнал, и тиристор отпирается. После этого ток в течение нескольких микросекунд достигает значения  (если пренебречь падением напряжения на тиристоре из-за его малости) и течет вплоть до окончания пря­мой полуволны напряжения. Здесь он обрывается, как только становится меньше тока выключения (удержания) .

В течение обратной полуволны напряжения тиристор находится в закрытом состоянии (i = 0) и лишь при последующей прямой полуволне напряжения в момент вре­мени t2 снова открывается. Изменяя моменты отпирания тиристора, можно плавно регулировать мощность, выделяющуюся в сопротивлении нагрузки. Этот способ использования тиристора называет­ся фазовым управлением.

Управляющий ток может иметь форму короткого им­пульса. Он должен протекать лишь до тех пор, пока ти­ристор не переключится в проводящее состояние и меха­низм внутреннего усиления не сможет поддерживать его в этом состоянии. Управляющий ток, иначе говоря, играет роль разрешающего сигнала, приводящего указанный ме­ханизм в действие. В этом и заключается основное преимущество тири­стора при переключении тока по сравнению с транзистором при использовании их в качестве ключевых элементов.

Управляющий сигнал на транзистор должен подаваться в течение всего этапа протекания тока. Это вызывает боль­шие потери мощности в цепи управления, что, естественно, крайне нежелательно. Однако наибольшее техническое значение имеют значи­тельные переключаемые мощности, которые могут обеспе­чить тиристоры. Совр
еменные мощные тиристоры достиг­ли мегаваттных областей. Для транзисторов эта граница лежит в пределах нескольких киловатт. Различие обуслов­лено, прежде всего, тем, что в тиристорах можно осущест­влять основной контакт на большей поверхности, чем в транзисторах.

Тринистор что это такое

Тринистор отличается от динистора наличием третье­го вывода от базовой области. Это позволяет путем пода­чи на него напряжения управлять напряжением включе­ния. Поэтому тринисторы в отличие от динисторов иногда называют управляемыми переключателями.

Управляющий электрод (УЭ) может быть подведен к любой из баз тринистора. При выводе от р-базы тринистор называют управляемым по катоду (рис. 6.6, а). Если вывод сделан от n-базы, то тринистор называют управляе­мым по аноду (рис. 6.6, б). Внешне это выразится лишь в выборе нужной полярности источника напряжения управ­ляющего электрода (рис 6.7, а, б).

Увеличение тока в цепи управляющего электрода (рис. 6.7,

в) сопровождается ростом коэф­фициента передачи тока соответствующего эмиттера. Увеличение коэффициента приводит к тому, что ра­венство выполняется при меньшем значе­нии анодного напряжения, и напряжение включения тринистора уменьшается.

Ток и напряжение цепи управления малы, а ток в анод­ной цепи может достигать сотен ампер при напряжениях источника питания от нескольких десятков до нескольких тысяч вольт. Поэтому коэффициент усиления по мощности у тринисторов достигает порядка 10 4 …10 5 .

Из рассмотренных тиристоров тринисторы получили наи­большее практическое применение. Они используются в импульсных схемах, в связи, радиолокации, автоматике, в мощных выпрямителях и инверторах, в устройствах управ­ления электродвигателями и т. д.

Рассмотрим тиристорную схему управления мощностью в цепи перемен­ного тока (рис. 6.8). В этой схеме тиристор включен последо­вательно с активным сопротивлением R в цепь переменно­го тока, напряжение источника питания которого (

U) не пре­вышает максимально допустимое напряжение тиристора как в пря­мом, так и в обратном направлении.

Так как тиристор при отсутствии управляющего сигнала закрыт, ток i при поло­жительной полуволне напряжения вплоть до момента вре­мени t1 (рис. 6.8, б) равен нулю. В этот момент времени подается уп­равляющий сигнал, и тиристор отпирается. После этого ток в течение нескольких микросекунд достигает значения (если пренебречь падением напряжения на тиристоре из-за его малости) и течет вплоть до окончания пря­мой полуволны напряжения. Здесь он обрывается, как только становится меньше тока выключения (удержания) .

В течение обратной полуволны напряжения тиристор находится в закрытом состоянии (i = 0) и лишь при последующей прямой полуволне напряжения в момент вре­мени t2 снова открывается. Изменяя моменты отпирания тиристора, можно плавно регулировать мощность, выделяющуюся в сопротивлении нагрузки. Этот способ использования тиристора называет­ся фазовым управлением.

Управляющий ток может иметь форму короткого им­пульса. Он должен протекать лишь до тех пор, пока ти­ристор не переключится в проводящее состояние и меха­низм внутреннего усиления не сможет поддерживать его в этом состоянии. Управляющий ток, иначе говоря, играет роль разрешающего сигнала, приводящего указанный ме­ханизм в действие. В этом и заключается основное преимущество тири­стора при переключении тока по сравнению с транзистором при использовании их в качестве ключевых элементов.

Управляющий сигнал на транзистор должен подаваться в течение всего этапа протекания тока. Это вызывает боль­шие потери мощности в цепи управления, что, естественно, крайне нежелательно. Однако наибольшее техническое значение имеют значи­тельные переключаемые мощности, которые могут обеспе­чить тиристоры. Совр
еменные мощные тиристоры достиг­ли мегаваттных областей. Для транзисторов эта граница лежит в пределах нескольких киловатт. Различие обуслов­лено, прежде всего, тем, что в тиристорах можно осущест­влять основной контакт на большей поверхности, чем в транзисторах.

В электронике тиристорами называют изготовленные на основе монокристаллов полупроводниковые приборы, которые имеют четырехслойную p – n – p – n структуру. В них наличествует три последовательных p – n перехода, которые характеризуются двумя устойчивыми состояниями электрического равновесия: закрытым в обратном направлении и открытым в прямом.

Диодным тиристором (или динистором) называют такую разновидность этого полупроводникового прибора, который имеет выводы только от крайних слоев. Такой прибор, у которого еще есть дополнительный вывод от одного из средних слоев, называется тринистором (или триодным тиристором).

Динистором (или диодным тиристором) в электронике принято именовать неуправляемый тиристор, у которого наличествует только два выхода. Один из них называется анодом (это крайняя p -область), а второй – катодом (это крайняя n -область).

Двухэлектродный тиристор ( динистор )

В тех случаях, когда на анод динистора от источника напряжения подается «минус», а на катод, соответственно, «плюс», то через него протекает совсем небольшой обратный ток. Это происходит потому, что при таком подключении крайние p – n -переходы оказываются включенными не в прямом, а в обратном направлении.

Если полярность подключения внешнего источника изменяется на обратную, то в прямом направлении включаются переходы 1 и 3 , а переход 2 , расположенный между ними – в направлении обратном. Что касается такого показателя, как сопротивление между катодом динистора и его анодом, то оно при этом также достаточно велико. Это приводит к тому, что через прибор протекает ток I зкр , имеющий небольшое значение. Его измеряют при напряжении U

пр.зкр.макс , то есть максимально допустимым тогда, когда тиристор находится в закрытом положении.

В тех случаях, когда происходит дальнейшее увеличение прямого напряжения, обратное напряжение, имеющееся на среднем p – n переходе, падает. Как следствие, растет проходящий через динистор прямой ток. Когда прямое напряжение достигает некоторого значения, называющегося напряжением включения ( U вкл ), происходит открытие среднего перехода. Вследствие этого сопротивление между катодом и анодом падает достаточно серьезно и составляет всего несколько десятых долей Ом. В таких случаях говорят, что динистор находится в открытом состоянии, и при этом падение напряжения на нем составляет только около 1 – 2 В. Следует заметить, что оно очень незначительно зависит от величины того тока, который протекает через этот полупроводниковый прибор. Чаще всего в справочниках указывается только то значение напряжения открытого

динистора U откр , которое возникает тогда, когда через него протекает максимально допустимый постоянный ток I откр. макс. .

Для того чтобы привести динистор в открытое состояние требуется такое напряжение его включения, которое составляет несколько сотен вольт. До тех пор, пока через этот прибор протекает ток, величина которого не меньше, чем ток удержания I уд. , он находится в открытом состоянии. Чтобы перевести его в состояние закрытое, надо или произвести полное отключение, или хотя бы уменьшить напряжение внешнего источника до величины 1 В .

От динистра тринистор с точки зрения своей конструкции отличается только тем, что у него есть еще один, третий вывод, который выведен от одной из средних областей. Он является управляющим, и именно благодаря его наличию прибор можно открывать даже тогда, когда значение напряжения меньше, чем U вкл. и даже U пр.зкр.макс. . Чтобы это сделать, нужно всего лишь пропустить открывающий ток I у.от. через управляющий электрод. Чем большее значение этого тока, тем меньше величина напряжения U вкл. , при котором тринистор отпирается.

Трехэлектродный тиристор ( тринистор )

Если в качестве нагрузки в анодную цепь тринистора включено активное сопротивление (лампа накаливания, резистор, паяльник и т.п.), то следующий от анода к катоду основной ток растет очень быстро, практически мгновенно. Для того чтобы открыть тринистор, достаточно подать на управляющий электрод очень короткий импульс (несколько микросекунд). Стоит отметить, что положительный импульс подаётся если управляющий электрод присоединен к р -базе, а отрицательный импульс если соединение планируется с n -базой.

Чтобы перевести тринистор в закрытое состояние из состояния открытого, то нужно всего лишь значение основного тока сделать меньше, чем I уд. . Чаще всего в цепях, где протекает постоянный ток, это делается краткосрочным пропусканием через прибор обратного тока (его значение должно быть больше, чем значение тока основного). Чтобы это сделать, применяют специализированное коммутационное устройство.

Те тринисторы, которые функционируют в цепях переменного тока, автоматически запираются тогда, когда полуволна основного тока завершается. Именно этим объясняется то обстоятельство, что тринисторы весьма широко используются для того, чтобы управлять электродвигателями переменного тока, в импульсных схемах, инверторах, выпрямителях, различных устройствах автоматики и т.п.

Что касается значений напряжения и тока цепи управления, то они совсем невелики, а вот значение основного тока порой достигает сотен ампер, а основного напряжения – нескольких тысяч вольт. По этой причине у тринисторов такой показатель, как коэффициент усиления по мощности, может достигать 10 4 – 10 5 .

И динисторы, и тринисторы отличаются тем, что способны пропускать основной рабочий ток только в одном направлении. Если по каким-либо причинам это естественно ограничение необходимо обойти, то применяется два тиристора, которые включаются по встречно-параллельной схеме. Есть, однако, и более простое решение, заключающееся в том, что используются полупроводниковые ключи вида p – n – p – n – p , то есть двусторонние.

Симметричный тиристор ( симистор )

Их в электронике принято именовать симисторами, симметричными тиристорами или триаками. Полупроводниковая структура этих приборов – пятислойная, на обратной и прямой ветвях вольтамперной характеристики они обладают отрицательным сопротивлением. Для того чтобы открыть симистор, надо на управляющий электрод подать соответствующий сигнал, а чтобы закрыть – изменить полярность подключения или между силовыми электродами снять разность потенциалов.

В этом посте мы попытаемся понять, что такое тиристор, как он работает, его характеристики, режимам работы, применения, преимущества и недостатки.

Тиристор в основном представляет собой двухпозиционный переключатель для управления выходной мощностью электрической цепи путем включения и выключения цепи нагрузки в определенные промежутки времени.

Что такое тиристор

Тиристор представляет собой однонаправленное полупроводниковое твердотельное устройство с четырьмя слоями чередующегося материала P и N-типа. Он состоит из трех электродов: анода, катода и затвора. Анод — это положительный конец, а катод — это отрицательный конец.

Вход контролируют поток тока между анодом и катодом. Он используется в электронных устройствах и оборудовании для контроля электроэнергии или тока. Он действует как выпрямитель и может передавать ток только в одном направлении.

Первый тиристор был выпущен в 1956 году. Самым распространенным типом тиристоров является кремниевый управляемый выпрямитель (SCR).

Как работает тиристор

Тиристор действует как диод. Он состоит из двух слоев полупроводников, а именно p-типа и n-типа, расположенных между собой для образования соединения. Анод соединен с внешним p-слоем, катод с внешним n-слоем и затвором с внутренним p-слоем. Он имеет 3 соединения, а именно J1, J2, J3.

Когда анод имеет положительный потенциал относительно катода, на затвор не подается напряжение. Соединения J1, J3 смещены в прямом направлении, а J2 — в обратном. Так что никакой проводимости здесь не происходит.

Теперь, когда положительный потенциал увеличивается за пределами напряжения пробоя, происходит пробой соединения J2, и он начинает проводить ток. Как только происходит пробой, он продолжает проводить независимо от напряжения на затворе, пока потенциал на аноде не будет удален или ток через устройство не станет меньше, чем ток удержания.

Теперь, когда положительный потенциал приложен к клемме затвора по отношению к катоду, происходит пробой соединения J2. Чтобы быстро включить тиристор, необходимо выбрать соответствующее значение потенциала.

Вход действует как управляющий электрод. Когда небольшое напряжение, известное как импульс затвора, подается на его затвор, устройство переключается в состояние проводимости. Это продолжается до тех пор, пока напряжение на устройстве не изменится или не будет снято.

Ток запуска затвора изменяется обратно пропорционально напряжению затвора, и для его запуска требуется минимальный заряд затвора. Таким образом, переключением тиристоров можно управлять через его импульс затвора.

Двухтранзисторная аналогия тиристора

Ток коллектора от NPN-транзистора подается непосредственно на базу PNP-транзистора, а ток коллектора PNP-транзистора подается на базу NPN-транзистора. Эти соединенные транзисторы полагаются друг на друга для проводимости.

Таким образом, для проведения одного из транзисторов требуется базовый ток. Когда анодный вывод тиристора является отрицательным по отношению к катоду, NP-переход становится смещенным вперед, а PN-переход становится обратным смещением.

Два транзисторных аналога тиристора

Здесь поток обратного тока блокируется до тех пор, пока не будет приложено напряжение пробоя. После пробивного напряжения оно начинает проводить без подачи сигнала затвора. Это одна из отрицательных характеристик тиристоров, так как она запускает проводимость при обратном разрыве напряжения.

Когда анодный вывод сделан положительным по отношению к катоду, внешние переходы смещены в прямом направлении, а центральный переход NP смещен в обратном направлении и блокирует прямой ток. Таким образом, чтобы вызвать его в проводимости, положительный ток прикладывается к базе транзисторов.

Два транзистора соединены в регенеративном контуре, и это заставляет транзистор проводить насыщение. Таким образом, можно сказать, что тиристоры блокируют ток как в направлении источника переменного тока в выключенном состоянии, так и могут включаться путем приложения положительного тока к базе транзистора.

Характеристики Тиристора

Тиристоры могут иметь прямое или обратное смещение. Посмотрим, как это работает в обоих направлениях.

Тиристоры в состоянии смещения вперед

Когда анод становится положительным, PN-соединения на концах смещены вперед, а центральное соединение (NP) становится смещенным назад. Он будет оставаться в заблокированном (ВЫКЛ) режиме (также известном как этап прямой блокировки) до тех пор, пока он не будет вызван импульсом тока затвора или приложенное напряжение не достигнет напряжения прямого отключения.

Запуск по импульсу тока затвора Когда он запускается импульсом тока затвора, он начинает проводить и будет действовать как переключатель замыкания. Тиристоры остаются во включенном состоянии, то есть остаются в заблокированном состоянии. Здесь вход теряет контроль, чтобы выключить устройство.

Запуск по напряжению прямого отключения — Когда подается прямое напряжение, ток утечки начинает протекать через блокировку (J2) в среднем соединении тиристоров. Когда напряжение превышает прямое отключение перенапряжения или критического предела, то J2 выходит из строя и достигает состояния ON.

Когда ток затвора (Ig) увеличивается, он уменьшает площадь блокировки и, таким образом, уменьшается прямое отключающее напряжение. Он включится, когда будет поддерживаться минимальный ток, называемый запирающим током.

Когда ток затвора Ig = 0 и ток анода падают ниже определенного значения, называемого удерживающим током, во время состояния ВКЛ, он снова достигает своего состояния прямой блокировки.

Тиристоры в обратном смещенном состоянии

Если анод является отрицательным по отношению к катоду, то есть с приложением обратного напряжения, оба PN-перехода на конце, то есть J1 и J3, становятся смещенными в обратном направлении, и центральное соединение J2 становится смещенным в прямом направлении. Через него протекает только небольшой ток утечки. Это режим блокировки обратного напряжения или выключенное состояние тиристора.

Когда обратное напряжение увеличивается еще больше, то при определенном напряжении происходит лавинный пробой J1 и J2, и он начинает проводить в обратном направлении. Максимальное обратное напряжение, при котором тиристор начинает проводить ток, называется обратным напряжением пробоя.

  • Тиристор блокирует напряжение как в прямом, так и в обратном направлении, и, таким образом, образуется симметричная блокировка.
  • Тиристор включается при приложении положительного тока затвора и выключается, когда напряжение на аноде падает до нуля.
  • Небольшой ток от затвора к катоду может запустить тиристор, изменив его с разомкнутой цепи на короткое замыкание.

Режимы работы тиристора

Тиристор имеет три режима работы:

  • Блокировка вперед
  • Обратная блокировка
  • Прямая проводимость
Блокировка вперед

В этом состоянии или режиме прямая проводимость тока блокируется. Верхний диод и нижний диод смещены в прямом направлении, а соединение в центре — в обратном направлении. Таким образом, тиристор не включается, поскольку затвор не срабатывает, и через него не протекает ток.

Обратная блокировка

В этом режиме соединение анода и катода меняется на обратное, и через него по-прежнему не протекает ток. Тиристоры могут проводить ток только в одном направлении, и он блокирует в обратном направлении, поэтому поток тока блокируется.

Прямая проводимость

При подаче тока на затвор срабатывает тиристор, и он начинает проводить ток. Он остается включенным до тех пор, пока прямой ток не упадет ниже порогового значения, и этого можно достичь, отключив цепь.

Типы тиристоров

Основываясь на возможностях включения и выключения и физической структуре, тиристоры классифицируются как:

  • Тиристоры с силиконовым управлением (SCR)
  • Тиристор отключения эмиттера (ETO)
  • Тиристоры с быстрым переключением (SCR)
  • Светоактивированные кремниевые выпрямители (LASCR)
  • Ворота отключают тиристоры (GTO)
  • Тиристоры с обратной проводимостью (RCT)
  • Тиристоры с управлением FET (FET-CTH)
  • MOS-контролируемый тиристор (MTO)
  • Двунаправленные фазово-управляемые тиристоры (BCT)

Применение тиристора

Тиристор используется в различных применениях, таких как:

  • В основном используется в двигателях с переменной скоростью.
  • Используется для управления электроприводом высокой мощности.
  • Используется в основном в двигателях переменного тока, светильниках, сварочных аппаратах и ​​т. Д.
  • Используется в ограничителе тока короткого замыкания и выключателе.
  • Быстрая скорость переключения и низкая проводимость возможны в тиристоре ETO.
  • Используется в качестве диммеров на телевидении, в кинотеатрах.
  • Используется в фотографии для вспышек.
  • Может использоваться в охранной сигнализации.
  • Используется в регулировании скорости вращения электрического вентилятора.
  • Используется в автомобильных зажиганиях.

Преимущества тиристора

Преимущества тиристора включают в себя:

  • Бюджетный.
  • Может быть защищен с помощью предохранителя.
  • Может обрабатывать большое напряжение / ток.
  • Способен контролировать мощность переменного тока.
  • Очень легко контролировать.
  • Легко включить.
  • Тиристор GTO или Gate Turnoff обладает высокой эффективностью.
  • Занимает меньше времени на работу.
  • Тиристорные выключатели могут работать с большой частотой.
  • Требует меньше места по сравнению с механическими переключателями.
  • Может использоваться для надежных операций.
  • Стоимость обслуживания тиристора очень меньше.
  • Очень прост в использовании для сложного управления.
  • Грузоподъемность очень хорошая.
  • Может использоваться в качестве генератора в цифровых цепях.
  • Может быть подключен параллельно и последовательно для обеспечения электронного управления на высоких уровнях мощности.
  • Тиристоры проводят ток только в одном направлении.
  • Он может использоваться как защитное устройство, как предохранитель в линии электропередачи.

Недостатки тиристора

К недостаткам тиристора можно отнести:

  • Не может использоваться для более высоких частот.
  • В цепи переменного тока тиристор должен быть включен на каждом цикле.
  • SCR требуется время для включения и выключения. Это вызывает задержку или повреждение в нагрузке.
  • Он может остановить двигатель при подключении, но не может удерживать его в неподвижном состоянии.
  • Скорость отклика тиристора очень низкая.
  • Не часто используется в цепях постоянного тока, так как тиристор нельзя отключить, просто сняв привод затвора.
  • Низкая эффективность.
  • Ток фиксации и удержания больше в тиристоре GTO.
  • Возможность обратной блокировки напряжения меньше возможности прямой блокировки.
  • Надежность тиристора TRIAC меньше, чем SCR.
  • TRIAC имеют более низкий рейтинг dv / dt по сравнению с SCR.

Тимеркаев Борис — 68-летний доктор физико-математических наук, профессор из России. Он является заведующим кафедрой общей физики в Казанском национальном исследовательском техническом университете имени А. Н. ТУПОЛЕВА — КАИ

Что такое тиристор | значение термина | техническая информация


тиристор это
полупроводниковый прибор на монокристалле с многослойной структурой (типа p – n – p – n) с тремя или более электронно-дырочными переходами; обладает свойствами управляемого электрического вентиля. Обычно тиристор имеет три вывода: два из них (катод и анод) контактируют с крайними областями монокристалла, а третий (управляющий) электрод – с одной из промежуточных областей.
Такой управляемый тиристор называют триодным или тринистором, в отличие от неуправляемого, имеющего два вывода (катод и анод) и называемого динистором.
Схематическое изображение тиристора

Тринистор представляет собой пластинку кремниевого полупроводника с четырьмя чередующимися слоями различной электропроводности, образующими три p – n- перехода. Крайний слой пластинки с дырочной электропроводностью р – типа служит анодом, а другой крайний, имеющий электронную проводимость n – типа, служит катодом. При подаче на управляющий электрод кратковременного импульса напряжения тринистор открывается, и через него может пройти ток от источника питания (электрической сети) к нагрузке (напр., к электродвигателю). Для приведения тринистора в закрытое, непроводящее состояние размыкают электрическую цепь, в которую он включён.
В зависимости от назначения и принципа действия тиристоры делятся на запираемые (включаемые по цепи управляющего электрода), быстродействующие, импульсные, фототиристоры и др. Выпускаются на токи от 1 мА до 10 кА и напряжения от нескольких вольт до нескольких киловольт. Тиристоры компактны, надёжны, имеют большой срок службы, малую инерционность. Применяются в силовых устройствах преобразовательной техники, тиристорном электроприводе, генераторах мощных импульсов, в линиях передачи электроэнергии постоянного тока и в системах автоматического управления. Тиристоры в основном вытеснили электромагнитные реле с механически замыкаемыми контактами, электровакуумные, газоразрядные и ртутные вентили. Основные конструкции тиристоров – штыревая и таблеточная.
Внешний вид тиристора штыревой конструкции

Источник: Энциклопедия «Техника». — М.: Росмэн. 2006.

Вы знали что это такое?

тиристор

Проведем некоторые эксперименты, позволяющие понять работу тринистора и особенности управления. Возмем тринистор КУ201, миниатюрную лампу накаливания на 24В, источник постоянного напряжения на 18…24В при токе нагрузке 0,15…0,17А и источником переменного напряжения 12…14В.

 

Как открыть тринистор

 

Как открыть тринистор

Движок переменного резистора установим в нижнее по схеме (максимальное сопротивление) положение и подключим каскад на тринисторе к источнику постоянного тока. Нажав на кнопку, будем плавно перемещать движок переменного резистора вверх по схеме (до минимального сопротивления) до тех пор пока не зажжется лампочка. Это укажет на то, что тринистор открылся. При этом кнопку можно будет отпустить, лампа будет продолжать светить.
Чтобы закрыть тринистор и привести его в закрытое состояние, достаточно на мгновение отключить источник питания. Лампа погаснет. Если нажать на кнопку вновь, тринистор снова откроется и лампа зажжется. Погасить можно и другим способом — при отпущенной кнопке замкнуть куском проволоки или пинцетом выводы анода и катода.
Чтобы измерить открывающий ток тринистора, необходимо включить в разрыв цепи управляющего электрода (в точке А) миллиамперметр и, плавно перемещая движок переменного резистора из нижнего (максимального значения) положения в верхнее (минимальное значение), дождать момента загорания лампочки. Таким образом стрелка или табло миллиамперметра зафиксирует искомое значение тока открытия.
Подобным образом можно узнать и ток удержания тринистора. В этом случае необходимо включить миллиамперметр в разрыв цепи в точке Б, а последовательно с ним добавить переменный резистор номиналом 2,2…3,3кОм. При этом пере5д началом необходимо вывести сопротивление резистора до нуля. Плавно увеличивая сопротивление резистора, дождать пока значение милииамперметра не упадет скачком до нуля. Предшествующее этому моменту показание миллиамперметра и будет минимальным значением тока удержания тринистора.

 

Как тринистор управляется импульсом

 

Управление импульсом

Соберем схему, показанную на рисунке. Теперь на управляющий электрод постоянное напряжение не подается, но тиристор по-прежнему управляем. Подадим на каскад питание и нажмем кнопку. Мгновенно зарядится конденсатор, и его ток заряда в виде импульса пройдет через резистор и управляющий электрод. Времени зарядки будет достаточно, что тринистор успел открыться. Лампа останется гореть. А конденсатор разрядится через резисторы и будет готов к следующему пропуску импульса.
Теперь возьмем оксидный конденсатор не менее 100мкФ и на мгновение подключим его к выводам анода и катода. Через оксидный конденсатор пройдет импульс зарядного тока, тринистор в момент протекания зарядного тока окажется зашунтирован и закроется.

 

Тринистор как регулятор мощности

Способности тринистора открываться при разном анодном напряжении в зависимости от тока управляющего электрода широко используются в регуляторах мощности, изменяющих средний ток, протекающий через нагрузку.

Триодный тиристор — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Триодный тиристор

Cтраница 1

Триодный тиристор может управляться не только световым потоком, но и подачей тока через управляющий электрод.  [1]

Триодные тиристоры называют также тринисторами или переключающими четырехслойными управляемыми диодами, а диодные тиристоры — динисторами или переключающими четырехслойными неуправляемыми диодами.  [2]

Триодный тиристор имеет катод, управляющий электрод и анод. К аноду и управляющиму электроду прикладывается положительный потенциал. Для включения тиристора в работу необходима подача открывающего импульса на управляющий электрод. Закрывание тиристора возможно только при переходе потенциала на аноде через нуль.  [3]

Триодные тиристоры имеют очень широкое применение в различных схемах радиоэлектроники, автоматики, промышленной электроники. От источника Е через резистор R сравнительно медленно заряжается конденсатор С. Пока напряжение ис на конденсаторе невелико, триодный тиристор находится в закрытом состоянии.  [5]

Триодный тиристор имеет катод, управляющий электрод и анод. К аноду и управляющиму электроду прикладывается положительный потенциал. Для включения тиристора в работу необходима подача открывающего импульса на управляющий электрод. Закрывание тиристора возможно только при переходе потенциала на аноде через нуль.  [6]

Триодный тиристор, или просто тиристор, включается импульсами тока управления, а выключается или подачей обоат-ного напряжения или прерыванием тока с помощью другого аппарата.  [7]

Триодный тиристор, структура которого представлена на рис. 5.5, б, можно рассматривать также как два диодных тиристора, имеющих общие анод, одну эмиттерную и обе базовые области. Структура основного тиристора выполнена с зашунти-рованным эмиттерным переходом.  [8]

Триодный тиристор кроме анодного и катодного выводов имеет еще вывод управляющего электрода УЭ. Последний подключается либо к ближайшей к катоду / — области, либо к ближайшей к аноду области. В соответствии с этим различают катодное и анодное управление тиристором. Первое подключение более распространено. Структура тиристора с катодным управлением, его условное изображение и ВАХ приведены на рис. 10.28. При изменении напряжения управления U изменяется и напряжение включения тиристора вкя.  [9]

Триодный тиристор, структура которого представлена на рис. 5.5, б, можно рассматривать также как два диодных тиристора, имеющих общие анод, одну эмиттерную и обе базовые области. Структура основного тиристора выполнена с зашунти-рованным эмиттерным переходом.  [10]

Триодный тиристор ( триод-тиристор, тринистор) — это полупроводниковый прибор, представляющий собой четырехслойную структуру типа рпрп ( или прпр), имеющую вывод от двух крайних областей и от одной внутренней ( базовой) области. Такие приборы называют также управляемыми переключающими диодами.  [11]

Триодный тиристор кроме анодного и катодного выводов имеет еще вывод управляющего электрода УЭ. Последний подключается либо к ближайшей к катоду — области, либо к ближайшей к аноду и-области. В соответствии с этим различают катодное и анодное управление тиристором. Первое подключение более распространено.  [12]

Триодный тиристор, или просто тиристор, включается импульсами тока управления, а выключается или подачей обратного напряжения или прерыванием тока с помощью другого аппарата.  [13]

Триодный тиристор имеет управляющий электрод. При подаче прямого тока ( относительно катода на управляющем электроде при этом положительное напряжение) напряжение включения тиристора уменьшается. При управ-ляк) щем токе, равном току спрямления, тиристор включается и остается во вклю — ченном состоянии и после снятия управляющего тока. Выключить триодный тиристор, как и динистор, мойсно путем уменьшения анодного тока или снятия анодного напряжения.  [14]

Триодные тиристоры, выпускаемые отечественной промышленностью ( КУ101, КУШ, КУ202, КУ204 с модификациями и др.), имеют напряжение анода в закрытом состоянии до 300 В, постоянный ток анода до 10 А, импульсный ток до 50 А.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

Тиристор | Электротехнический журнал


Тиристор — это полупроводниковый прибор, который выполняется на монокристалле с тремя и более p-n переходами. Тиристор имеет два устойчивых состояния — «открыт» и «закрыт». В закрытом состоянии тиристор имеет очень малую проводимость, практически равной нулю, а в открытом состоянии тиристор имеет очень малое сопротивление. Тиристор, как полупроводниковый прибор, может использоваться только как прибор ключевого действия.

Классификация тиристоров

Тиристоры классифицируют на три функциональных типа:

  • Тринистор (собственно, сам тиристор, в таком понимание, как мы привыкли его понимать),
  • Динистор (тиристор, без управляющего электрода, открытие происходит по достижению определённого открывающего уровня напряжения между выводами тиристора),
  • Симистор (симметричный тиристор, т.е. тиристор, который может регулировать ток и в прямом и в обратном направлении).

Кроме того, тиристоры бывают незапираемыми и запираемыми. Запираемые тиристоры более сложны в исполнении, имеют дополнительный запирающий электрод, при подачи импульса на который тиристор закрывается, какой бы потенциал между катодом и анодом не был.

Тиристоры бывают с управлением по катоду и по аноду.

Характеристики тиристоров

Разные характеристики тиристоров соответствуют разным значениям тока управления на управляющем электроде. Важно помнить, что тиристоры на практике управляются не постоянным, а импульсным током управления.

Рассчитывая схем с использованием тиристоров так же используют характеристику цепи управления, то есть цепи «управляющий электрод- катод». Такая зависимость выглядит как:

iу = f (uук),

Современные тиристоры изготовляют на токи от 1 мА до 10 кА; на напряжения от нескольких В до нескольких кВ; скорость нарастания в них прямого тока достигает 109 А/с, напряжения — 109 В/с, время включения составляет величины от нескольких десятых долей до нескольких десятков мкс, время выключения — от нескольких единиц до нескольких сотен мкс; КПД достигает 99 %.

К распространённым отечественным тиристорам можно отнести приборы КУ202 (25-400 В, ток 10 А), к импортным — MCR100 (100-600 В, 0.8 А), 2N5064 (200 В, 0.5 A), C106D (400 В, 4 А), TYN612 (600 В, 12 А), BT151 (800 В, 7.5-12 А) и другие. Также следует помнить, что не все тиристоры допускают приложение обратного напряжения, сравнимого с допустимым прямым напряжением.

Примечания

  • В.И. Лачин, Н.С. Савелов. Электроника для ВУЗов.

( Пока оценок нет )

Читать «Путеводитель в мир электроники. Книга 2» — Шелестов Игорь Петрович, Семенов Борис Юрьевич — Страница 43

Рис. 13.1. Упрощенное внутреннее строение, условное обозначение на схеме и вольт-амперная характеристика динистора

Как видно из этого рисунка, динистор представляет собой 4-слойный полупроводник с чередующимися областями р- и n-типа. В отличие от биполярного транзистора, где имеется только два р-n-перехода, у тиристора их уже 3, из-за чего появляются особые свойства. В обычном состоянии динистор ведет себя как обратносмещенный полупроводниковый диод, то есть диод, включенный в обратном направлении, — он не проводит ток. Кстати, отличие динистора от диода в этом состоянии все же есть: он не проводит ток в обе стороны. Но — до определенного предела. Если в схеме, показанной на рис. 13.1, повышать напряжение источника G1 до значения, равного напряжению включения (Uвкл), динистор откроется, и его сопротивление скачком станет маленьким. Но самое интересное заключается как раз в другом: при открывании через динистор потечет ток, и напряжение на нем (в открытом состоянии) установится на уровне 1,4 В. Чтобы закрыть динистор, требуется снизить ток до уровня тока удержания (Iуд). Обратное включение динистора не имеет смысла, так как в этом положении его свойства не проявляются.

Напряжение включения у динисторов из отечественной серии КН102(А — И), может быть от 20 до 150 В (в зависимости от последней буквы в обозначении), а ток удержания имеет постоянное значение и равен 15 мА. Максимальный постоянный ток в открытом состоянии для всех динисторов этой серии составляет 200 мА. Внешне динисторы похожи на обычные полупроводниковые диоды, так что отличать их придется по маркировке.

Чтобы было более понятно, какую пользу можно извлечь от динистора, надо познакомиться с практическими схемами. Наиболее часто на нем делают генератор низкочастотных импульсов. В некоторых схемах динистор используется просто как пороговый элемент, срабатывающий («открывающийся» при нужном напряжении). Например, на рис. 13.2 показана схема блокиратора второго параллельного телефонного аппарата, если снята трубка на любом из них. В этом случае никто не помешает вашему разговору.

Рис. 13.2. Простейший блокиратор параллельных телефонных аппаратов, выполненный на динисторах

Принцип работы очень простой. Сигнал вызова в телефонной линии имеет большую амплитуду и проходит через открывающиеся динисторы на все аппараты. Но, если снять трубку на любом из аппаратов, то откроется только тот динистор, через который протекает ток удержания (через разговорный узел телефона). При этом в линии напряжение снизится и будет недостаточным для открывания всех остальных, если на них тоже снять трубки.

Главный недостаток динисторов, из-за чего они применяются в схемах чрезвычайно редко, — это невозможность регулировки напряжения включения (порога). Гораздо чаще можно встретить управляемые тринисторы, или, как их еще называют, тиристоры. Тринистор и внешне и по внутренней структуре не отличается от динистора, но имеет дополнительный вывод, называемый управляющим электродом. Вообще, тринистор легко может стать динистором, если на управляющий электрод не подавать никаких сигналов. А вот если между катодом и управляющим электродом включить небольшой источник напряжения G2, как показано на рис. 13.3, напряжение включения начнет снижаться, причем тем больше, чем больше величина напряжения этого источника.

Рис. 13.3. Упрощенное устройство, условное обозначение и вольт-амперная характеристика тринистора (тиристора)

При определенном значении напряжения G2 вольт-амперная характеристика тринистора станет такой, как у полупроводникового диода (он открывается сразу). Управляющий электрод после открывания тринистора теряет свои управляющие свойства. Закрыть тринистор можно уже только так, как это делается у динистора, — уменьшив ток через него ниже тока удержания (это происходит при снижении напряжения).

В качестве примера практического применения тиристора на рис. 13.4 показан простейший регулятор температуры жала паяльника.

Рис. 13.4. Схема регулятора температуры жала паяльника (а) и график, поясняющий работу (б)

Как видно из схемы, тиристор работает только на одной полуволне переменного напряжения(положительной относительно общего провода), а вторая полуволна (отрицательная) проходит в нагрузку через включенный параллельно тиристору диод. Сделано это специально для упрощения схемы — ведь для данного применения нам не нужно регулировать мощность, поступающую в нагрузку, от нуля. Работает тиристорный регулятор довольно просто. Когда начинает возрастать положительная полуволна входного напряжения, стоящие в цепи управляющего электрода резисторы ограничивают ток через управляющий электрод тиристора. От положения регулятора R1 зависит время задержки открывания тиристора (или, как еще говорят, угол открывания), что видно на графике. Конечно, форма напряжения в нагрузке будет уже не синусоидальной, но для нагревателя это значения не имеет. При максимальном значении сопротивления R1 тиристор будет полностью закрыт. Угол открывания можно регулировать в диапазоне, показанном на графике затемненным сектором.

Проверять эту схему лучше при помощи вольтметра постоянного тока, подключенного параллельно нагрузке через мостовой выпрямитель. Тиристор может использоваться любого типа (КУ201, КУ202, Т122), но в этом случае оптимальный номинал резистора R2 придется подобрать экспериментально (он ограничивает ток).

Симистор — это симметричный тиристор, который может работать при обоих полярностях напряжения, то есть пропустить ток в оба направления. Вольт-амперная характеристика и условное обозначение симистора показаны на рис. 13.5.

Рис. 13.5. Условное обозначение и вольт-амперная характеристика симистора

Во всех схемах тиристоры и симисторы применяются как электронные ключи, то есть включатели, управляемые при помощи напряжения, подаваемого на управляющий электрод. Но, в отличие от обычного механического включателя, на электронном ключе в открытом состоянии падает напряжение (около 2 В), что приводит к необходимости использовать для них на больших токах радиаторы теплоотвода.

Общая «беда» всех тиристоров — это невозможность закрыть приборы, находящиеся под током. Управляющий электрод тринисторов и симисторов, как мы знаем, работает только на «открывание». В последнее время, правда, появились так называемые запираемые тиристоры, которые все-таки можно закрыть, подав на управляющий электрод отрицательное (закрывающее) напряжение.

Запираемые приборы более удобны для практики, но радиолюбители тем не менее широко используют и классические тиристоры в автоматах световых эффектов, светомузыкальных установках и др. Тиристоры в этих устройствах включаются последовательно с нагрузкой, и переменное напряжение закрывает эти приборы при спадании до нуля.

Одно из главных достоинств тиристоров — возможность пропускать через себя большие токи и выдерживать десятикратные токовые перегрузки. Например, мощный импортный тринистор ST70 °C20L0 (выпускается фирмой International Rectifier) допускает пропускание через себя тока с постоянным значением до 2000 А и кратковременными перегрузками до 13200 А. Возможности широко распространенных тиристоров серий КУ202 и КУ208 намного скромнее — максимальный постоянный ток до 10 А при максимальном напряжении между электродами до 400 В. Благодаря своей низкой цене эти тиристоры наиболее широко используются в радиолюбительских конструкциях, а в промышленном оборудовании ставят более надежные и мощные из серий Т122-25 (на 25 А), Т132-40 (на 40 А).

Что такое транзистор? — Определение из WhatIs.com

По

 Транзистор – это устройство, которое регулирует поток тока или напряжения и действует как переключатель или вентиль для электронных сигналов. Транзисторы состоят из трех слоев полупроводникового материала, каждый из которых способен проводить ток.

Транзистор был изобретен тремя учеными из Bell Laboratories в 1947 году и быстро заменил вакуумную лампу в качестве электронного регулятора сигнала. Транзистор регулирует поток тока или напряжения и действует как переключатель или затвор для электронных сигналов.Транзистор состоит из трех слоев полупроводникового материала, каждый из которых способен проводить ток. Полупроводник — это такой материал, как германий и кремний, который проводит электричество «полуэнтузиастом». Это что-то среднее между настоящим проводником, таким как медь, и изолятором (например, пластиком, обернутым вокруг проводов).

Особые свойства полупроводниковому материалу придают химический процесс, называемый легированием . Легирование приводит к образованию материала, который либо добавляет к материалу дополнительные электроны (который затем называется N-типа для дополнительных отрицательных носителей заряда), либо создает «дыры» в кристаллической структуре материала (который затем называется P-типа). , потому что это приводит к большему количеству положительных носителей заряда).Трехслойная структура транзистора содержит полупроводниковый слой N-типа, расположенный между слоями P-типа (конфигурация PNP) или слой P-типа между слоями N-типа (конфигурация NPN).

Небольшое изменение тока или напряжения на внутреннем полупроводниковом слое (который действует как управляющий электрод) вызывает большое и быстрое изменение тока, проходящего через весь компонент. Таким образом, компонент может действовать как переключатель, открывая и закрывая электронные ворота много раз в секунду.В современных компьютерах используются схемы, изготовленные по технологии комплементарных оксидов металлов и полупроводников (КМОП). КМОП использует два дополнительных транзистора на затвор (один из материала N-типа, другой из материала P-типа). Когда один транзистор поддерживает логическое состояние, он почти не потребляет энергии.

Транзисторы являются основными элементами интегральных схем (ИС), которые состоят из очень большого количества транзисторов, соединенных схемой и встроенных в один кремниевый микрочип.

Последний раз это было обновлено в октябре 2015 года.

Продолжить чтение о транзисторе

Что такое транзистор? Определение, символ, клеммы и условия эксплуатации

Определение: Транзистор представляет собой полупроводниковое устройство, которое передает слабый сигнал из цепи с низким сопротивлением в цепь с высоким сопротивлением.Слова trans означают свойство передачи , а istor означают свойство сопротивления , предлагаемое соединениям. Другими словами, это переключающее устройство, которое регулирует и усиливает электрический сигнал, такой как напряжение или ток.

Транзистор состоит из двух PN-диодов, соединенных встречно-параллельно. Он имеет три вывода, а именно эмиттер, базу и коллектор. Основание — это средняя часть, состоящая из тонких слоев. Правая часть диода называется эмиттерным диодом, а левая часть называется диодом коллектор-база.Эти имена даны в соответствии с общим выводом транзистора. Эмиттерный переход транзистора подключен к прямому смещению, а переход коллектор-база подключен к обратному смещению, что обеспечивает высокое сопротивление.

Символы транзисторов

Существует два типа транзисторов, а именно NPN-транзистор и PNP-транзистор. Транзистор, который состоит из двух блоков из полупроводникового материала n-типа и одного блока из полупроводникового материала P-типа, известен как NPN-транзистор.Точно так же, если материал имеет один слой материала N-типа и два слоя материала P-типа, то он называется транзистором PNP. Символ NPN и PNP показан на рисунке ниже.

Стрелка в символе указывает направление протекания условного тока в эмиттере при прямом смещении перехода эмиттер-база. Единственная разница между транзисторами NPN и PNP заключается в направлении тока.

Транзисторные клеммы

Транзистор имеет три вывода, а именно эмиттер, коллектор и базу.Выводы диода подробно описаны ниже.

Эмиттер – Секция, питающая большую секцию основных носителей заряда, называется эмиттером. Эмиттер всегда подключен с прямым смещением по отношению к базе, так что он подает основной носитель заряда на базу. Переход эмиттер-база инжектирует большое количество основных носителей заряда в базу, потому что она сильно легирована и имеет умеренный размер.

Коллектор – Секция, которая собирает большую часть основных носителей заряда, поставляемых эмиттером, называется коллектором.Переход коллектор-база всегда находится в обратном смещении. Его основная функция заключается в снятии большинства зарядов с места соединения с основанием. Коллекторная часть транзистора умеренно легирована, но больше по размерам, чтобы в нее можно было собрать большую часть носителей заряда, подаваемых эмиттером.

База – Средняя часть транзистора известна как база. База образует две цепи: входную с эмиттером и выходную с коллектором. Цепь эмиттер-база смещена в прямом направлении и имеет низкое сопротивление цепи.Переход коллектор-база имеет обратное смещение и обеспечивает более высокое сопротивление цепи. База транзистора слегка легирована и очень тонкая, из-за чего на базу поступает основная часть носителей заряда.

Работа транзистора

Обычно кремний используется для изготовления транзистора из-за его высокого номинального напряжения, большей силы тока и меньшей чувствительности к температуре. Секция эмиттер-база, смещенная в прямом направлении, представляет собой базовый ток, протекающий через базовую область.Величина базового тока очень мала. Базовый ток заставляет электроны двигаться в область коллектора или создавать дырку в области базы.

База транзистора очень тонкая и слегка легированная, из-за чего в ней меньше электронов по сравнению с эмиттером. Несколько электронов эмиттера объединяются с дыркой базовой области, а оставшиеся электроны перемещаются в сторону области коллектора и составляют ток коллектора.Таким образом, можно сказать, что большой ток коллектора достигается за счет изменения области базы.

Условия работы транзистора

Когда эмиттерный переход смещен в прямом направлении, а коллекторный — в обратном, говорят, что он находится в активной области. Транзистор имеет два перехода, которые могут быть смещены по-разному. Различная рабочая проводимость транзистора показана в таблице ниже.

Состояние Соединение эмиттера (EB) Соединение коллектора (CB) Область эксплуатации
FR Прямое смещение Обратное смещение Активный
FF Прямое смещение Прямое смещение Насыщенность
RR С обратным смещением С обратным смещением Отсечка
RF С обратным смещением С прямым смещением С обратным смещением

FR – В этом случае переход эмиттер-база подключается с прямым смещением, а переход коллектор-база подключается с обратным смещением.Транзистор находится в активной области, а ток коллектора зависит от тока эмиттера. Транзистор, работающий в этой области, используется для усиления.

FF – В этом состоянии оба соединения смещены в прямом направлении. Транзистор находится в состоянии насыщения, и ток коллектора становится независимым от тока базы. Транзисторы действуют как замкнутый переключатель.

RR   Оба тока имеют обратное смещение. Эмиттер не подает основные носители заряда на базу, и ток носителей не собирается коллектором.Таким образом, транзисторы действуют как замкнутый переключатель.

RF – Переход эмиттер-база находится в обратном смещении, а переход коллектор-база остается в прямом смещении. Поскольку коллектор слабо легирован по сравнению с эмиттерным переходом, он не подает основной носитель заряда на базу. Следовательно, достигается плохое действие транзистора.

-метровая проверка транзистора (BJT) | Биполярные переходные транзисторы

Биполярные транзисторы

состоят из трехслойного полупроводникового «сэндвича» PNP или NPN.Таким образом, транзисторы регистрируются как два диода, соединенных встречно-параллельно, при проверке мультиметра с помощью функции «сопротивление» или «проверка диода», как показано на рисунке ниже. Показания низкого сопротивления на базе с черными отрицательными (-) выводами соответствуют материалу N-типа в базе PNP-транзистора. На условном обозначении материал N-типа «указывает» стрелкой перехода база-эмиттер, который является базой для данного примера. Эмиттер P-типа соответствует другому концу стрелки перехода база-эмиттер, эмиттеру.Коллектор очень похож на эмиттер и также представляет собой материал P-типа PN-перехода.

Проверка транзисторного измерителя PNP: (а) прямое В-Е, В-С, низкое сопротивление; (б) обратный B-E, B-C, сопротивление ∞.

Здесь я предполагаю использование мультиметра только с одной функцией диапазона непрерывности (сопротивления) для проверки PN-переходов. Некоторые мультиметры оснащены двумя отдельными функциями проверки непрерывности: сопротивления и «проверки диодов», каждая из которых имеет свое назначение.Если ваш измеритель имеет специальную функцию «проверки диода», используйте ее, а не диапазон «сопротивления», и измеритель будет отображать фактическое прямое напряжение PN-перехода, а не только то, проводит ли он ток.

Показания счетчика будут, конечно, прямо противоположными для NPN-транзистора, когда оба PN-перехода обращены в другую сторону. Показания низкого сопротивления с красным (+) выводом на базе являются «противоположным» условием для NPN-транзистора.

Если в этом тесте используется мультиметр с функцией «проверки диода», будет обнаружено, что переход эмиттер-база имеет несколько большее прямое падение напряжения, чем переход коллектор-база.Эта разница в прямом напряжении связана с разницей в концентрации легирования между областями эмиттера и коллектора транзистора: эмиттер представляет собой гораздо более сильно легированный кусок полупроводникового материала, чем коллектор, в результате чего его соединение с базой создает более высокое прямое напряжение. уронить.

Зная это, становится возможным определить, какой провод какой на немаркированном транзисторе. Это важно, поскольку корпуса транзисторов, к сожалению, не стандартизированы.Все биполярные транзисторы, конечно, имеют три провода, но расположение трех проводов на фактическом физическом корпусе не расположено в каком-то универсальном стандартизированном порядке.

Предположим, техник находит биполярный транзистор и приступает к измерению целостности цепи с помощью мультиметра, установленного в режим «проверка диодов». Измеряя между парами проводов и записывая значения, отображаемые измерителем, техник получает данные, показанные на рисунке ниже.

 
  • Измерительный провод 1 (+) и 2 (-): «OL»
  • Контактный провод счетчика 1 (-) и 2 (+): «OL»
  • Измерительный контактный провод 1 (+) и 3 (-): 0.655 В
  • Контактный провод счетчика 1 (-) и 3 (+): «OL»
  • Измерительный контактный провод 2 (+) и 3 (-): 0,621 В<
  • Контактный провод счетчика 2 (-) и 3 (+): «OL»

  Неизвестный биполярный транзистор. Какие выводы являются эмиттерными, базовыми и коллекторными? Показания омметра между клеммами.

Единственными комбинациями контрольных точек, дающих показания счетчика, являются провода 1 и 3 (красный щуп на 1 и черный щуп на 3) и провода 2 и 3 (красный щуп на 2 и черный щуп на 3).Эти два показания должны указывать на прямое смещение перехода эмиттер-база (0,655 В) и перехода коллектор-база (0,621 В).

Теперь ищем один провод, общий для обоих наборов токопроводящих показаний. Это должно быть соединение базы транзистора, поскольку база является единственным слоем трехслойного устройства, общим для обоих наборов PN-переходов (эмиттер-база и коллектор-база). В этом примере этот провод имеет номер 3, являясь общим для комбинаций контрольных точек 1-3 и 2-3.В обоих этих наборах показаний счетчика черный измерительный провод (-) касался провода 3, что говорит нам о том, что база этого транзистора изготовлена ​​из полупроводникового материала N-типа (черный = отрицательный). Таким образом, транзистор представляет собой PNP с базой на проводе 3, эмиттером на проводе 1 и коллектором на проводе 2, как показано на рисунке ниже.

 
  • E и C высокие R: 1 (+) и 2 (-): «OL»
  • C и E высокий R: 1 (-) и 2 (+): «OL»
  • E и B вперед: 1 (+) и 3 (-): 0.655 В
  • E и B реверс: 1 (-) и 3 (+): «OL»
  • C и B вперед: 2 (+) и 3 (-): 0,621 В
  • C и B реверс: 2 (-) и 3 (+): «OL»

  Клеммы BJT, идентифицированные омметром.

Обратите внимание, что базовый провод в этом примере , а не средний вывод транзистора, как можно было бы ожидать от трехслойной «сэндвичевой» модели биполярного транзистора. Это довольно часто имеет место и может сбить с толку новых студентов, изучающих электронику.Единственный способ убедиться в том, какой вывод является проводом, — это проверить измерительным прибором или сослаться на документацию изготовителя «технические данные» по этому конкретному номеру детали транзистора.

Знание того, что биполярный транзистор ведет себя как два встречно включенных диода при тестировании измерителем проводимости, помогает идентифицировать неизвестный транзистор исключительно по показаниям измерителя. Это также полезно для быстрой функциональной проверки транзистора. Если бы технический специалист должен был измерить непрерывность цепи в более чем двух или менее чем в двух из шести комбинаций измерительных проводов, он или она немедленно определил бы, что транзистор неисправен (или что это не биполярный транзистор, а скорее что-то еще — вполне возможная возможность, если для точной идентификации нет номеров деталей!).Однако модель транзистора с «двумя диодами» не может объяснить, как и почему он действует как усилительное устройство.

Чтобы лучше проиллюстрировать это, давайте рассмотрим одну из схем транзисторного переключателя, используя физическую схему на рисунке ниже, а не условное обозначение для обозначения транзистора. Таким образом, два соединения PN будут лучше видны.

Небольшой ток базы, протекающий в переходе база-эмиттер с прямым смещением, позволяет протекать большому току через переход база-коллектор с обратным смещением.

Диагональная стрелка серого цвета показывает направление тока, протекающего через переход эмиттер-база. Эта часть имеет смысл, поскольку ток течет от базы P-типа к эмиттеру N-типа: очевидно, что переход смещен в прямом направлении. Однако переход база-коллектор — это совсем другое дело. Обратите внимание, как толстая стрелка серого цвета указывает направление тока (вниз) от коллектора к базе. С основанием из материала P-типа и коллектором из материала N-типа.База и коллектор находятся под обратным смещением, которое препятствует протеканию тока. Тем не менее, насыщенный транзистор показывает очень небольшое сопротивление протеканию тока на всем пути от коллектора к эмиттеру, о чем свидетельствует свечение лампы!

Ясно, что здесь происходит что-то, что не поддается простой «двухдиодной» объяснительной модели биполярного транзистора. Когда я впервые узнал о работе транзистора, я попытался сконструировать собственный транзистор из двух встречно-параллельных диодов, как показано на рисунке ниже.

Пара встречных диодов не действует как транзистор, и ток не может течь через лампу!  

В транзисторе обратное смещение перехода база-коллектор предотвращает ток коллектора, когда транзистор находится в режиме отсечки (то есть когда ток базы отсутствует). Если переход база-эмиттер смещен в прямом направлении управляющим сигналом, нормально блокирующее действие перехода база-коллектор отменяется, и ток через коллектор разрешается, несмотря на то, что ток проходит через этот PN «неправильным путем». узел.Это действие зависит от квантовой физики полупроводниковых переходов и может иметь место только тогда, когда два перехода правильно разнесены, а концентрации легирования трех слоев правильно пропорциональны. Два последовательно соединенных диода не соответствуют этим критериям; верхний диод никогда не может «включиться» при обратном смещении, независимо от того, какой ток проходит через нижний диод в петле основного провода. Дополнительные сведения см. в разделе Биполярные переходные транзисторы, глава 2 .

О том, что концентрации примесей играют решающую роль в особых возможностях транзистора, свидетельствует и тот факт, что коллектор и эмиттер не взаимозаменяемы.Если рассматривать транзистор просто как два встречно-параллельных PN-перехода или просто как простой сэндвич из материалов N-P-N или P-N-P, может показаться, что любой конец транзистора может служить коллектором или эмиттером. Однако это не так. При подключении «назад» в цепи ток база-коллектор не сможет управлять током между коллектором и эмиттером. Несмотря на то, что и эмиттерный, и коллекторный слои биполярного транзистора имеют одинаковый легирующий слой типа (либо N, либо P), коллекторный и эмиттерный однозначно не идентичны!

Переход база-эмиттер пропускает ток, потому что он смещен в прямом направлении, а переход база-коллектор смещен в обратном направлении.Действие базового тока можно рассматривать как «открытие ворот» для тока через коллектор. Более конкретно, любая заданная величина тока база-эмиттер допускает ограниченную величину тока база-коллектор.

В следующем разделе это ограничение тока транзистора будет исследовано более подробно.

ОБЗОР:

  • При проверке мультиметром в режимах «сопротивление» или «проверка диода» транзистор ведет себя как два встречно-параллельных PN (диодных) перехода.
  • PN-переход эмиттер-база имеет несколько большее прямое падение напряжения, чем PN-переход коллектор-база, из-за более сильного легирования эмиттерного полупроводникового слоя.
  • Переход база-коллектор с обратным смещением обычно блокирует любой ток, проходящий через транзистор между эмиттером и коллектором. Однако этот переход начинает проводить, если ток проходит через базовый провод. Базовый ток можно рассматривать как «открытие затвора» для определенного, ограниченного количества тока через коллектор.

СВЯЗАННЫЙ РАБОЧИЙ ЛИСТ:

Транзистор

— Энциклопедия Нового Света

Транзистор представляет собой полупроводниковое устройство, в котором небольшое напряжение или электрический ток используется для управления большим изменением напряжения или тока. Благодаря быстрому отклику и точности его можно использовать в самых разных приложениях, включая усиление, коммутацию, стабилизацию напряжения, модуляцию сигнала и генератор. Транзистор является основным строительным блоком как цифровых, так и аналоговых схем — схем, управляющих работой компьютеров, сотовых телефонов и всей другой современной электроники.Транзисторы могут быть упакованы индивидуально или как часть микросхемы интегральной схемы, которая может содержать тысячи транзисторов на очень небольшой площади.

Введение

Современные транзисторы делятся на две основные категории: транзисторы с биполярным переходом (BJT) и полевые транзисторы (FET). Применение тока в биполярных транзисторах и напряжения в полевых транзисторах между входной и общей клеммами увеличивает проводимость между общей и выходной клеммами, тем самым контролируя протекание тока между ними.

Термин «транзистор» первоначально относился к типу точечных контактов, но они имели очень ограниченное коммерческое применение, и в начале 1950-х годов они были заменены гораздо более практичными типами биполярных переходов. По иронии судьбы, как сам термин «транзистор», так и наиболее широко используемый сегодня для него схематический символ конкретно относятся к этим давно устаревшим устройствам; [1] попытки ввести более точные версии ни к чему не привели.

В аналоговых схемах транзисторы используются в усилителях (усилителях постоянного тока, аудиоусилителях, радиочастотных усилителях) и линейных регулируемых источниках питания.Транзисторы также используются в цифровых схемах, где они функционируют как электронные переключатели, но редко как дискретные устройства, почти всегда встраиваясь в монолитные интегральные схемы. Цифровые схемы включают в себя логические элементы, оперативную память (RAM), микропроцессоры и процессоры цифровых сигналов (DSP).

История

Первые три патента на принцип полевого транзистора были зарегистрированы в Германии в 1928 году физиком Юлиусом Эдгаром Лилиенфельдом, но Лилиенфельд не публиковал исследовательских статей о своих устройствах, и они были проигнорированы промышленностью.В 1934 году немецкий физик доктор Оскар Хайль запатентовал еще один полевой транзистор. Нет прямых доказательств того, что эти устройства были построены, но более поздние работы в 1990-х годах показывают, что одна из конструкций Лилиенфельда работала, как описано, и давала существенный выигрыш. Юридические документы из патента Bell Labs показывают, что Шокли и Пирсон построили операционные версии на основе патентов Лилиенфельда, но они никогда не ссылались на эту работу ни в одной из своих более поздних исследовательских работ или исторических статей. [2]

16 декабря 1947 года Уильяму Шокли, Джону Бардину и Уолтеру Браттейну удалось создать в Bell Labs первый реальный транзистор с точечным контактом.Эта работа последовала за их усилиями военного времени по производству «кристаллических» смесительных диодов из чрезвычайно чистого германия, используемых в радиолокационных устройствах в качестве элемента смесителя частоты в микроволновых радиолокационных приемниках. Ранние ламповые технологии не подходили для этой роли достаточно быстро, поэтому команда Bell вместо этого использовала твердотельные диоды. Имея в руках эти знания, они обратились к конструкции триода, но обнаружили, что это совсем не просто. В конце концов Бардин разработал новую ветвь физики поверхности, чтобы объяснить наблюдаемое ими «странное» поведение, а Бардину и Браттейну в конце концов удалось создать работающее устройство.

Bell Telephone Laboratories требовалось общее название для нового изобретения: «Полупроводниковый триод», «Твердый триод», «Триод с поверхностными состояниями», «Кристаллический триод» и «Иотатрон» — все рассматривались, но «транзистор» придумал Джон. Р. Пирс выиграл внутреннее голосование. Обоснование названия описано в следующем отрывке из Технического меморандума компании, призывающего к голосованию:

Транзистор. Это сокращенное сочетание слов «крутизна» или «передача» и «варистор».»Устройство логически относится к семейству варисторов и имеет крутизну или передаточный импеданс устройства с усилением, так что эта комбинация является описательной.

Bell Telephone Laboratories — Технический меморандум (28 мая 1948 г.)

Пирс вспоминал название несколько иначе:

Я назвал имя, чтобы подумать о том, что делает устройство. И в то время он должен был быть двойником вакуумной трубки. У вакуумной лампы была крутизна, поэтому у транзистора должно было быть «переходное сопротивление».’ И название должно соответствовать названиям других устройств, таких как варистор и термистор. И… я предложил название «транзистор».

Джон Р. Пирс дал интервью для шоу PBS «Transistorized!»

Bell немедленно запустила ограниченное производство точечных транзисторов в Western Electric в Аллентауне, штат Пенсильвания. Были продемонстрированы прототипы полностью транзисторных АМ-радиоприемников, но на самом деле это были лишь лабораторные курьезы. Однако в 1950 году Шокли разработал твердотельный усилитель радикально другого типа, который стал известен как «транзистор с биполярным соединением».«Хотя он работает по совершенно другому принципу, чем точечный «транзистор», это устройство, которое сегодня чаще всего называют «транзистором». Лицензии на него также были предоставлены ряду других компаний, производящих электронику, включая Texas Instruments. , который произвел ограниченную серию транзисторных радиоприемников в качестве инструмента продаж. Ранние транзисторы были химически «нестабильными» и подходили только для маломощных низкочастотных приложений, но по мере развития конструкции транзисторов эти проблемы постепенно решались.

Хотя его часто неправильно приписывают Sony, первым в мире коммерческим транзисторным радиоприемником был Regency TR-1, созданный Regency Division I.D.E.A. (Industrial Development Engineering Associates) из Индианаполиса, штат Индиана, и было объявлено 18 октября 1954 года. Он был выставлен на продажу в ноябре 1954 года по цене 49,95 доллара (что эквивалентно 361 доллару в долларах 2005 года), и было продано около 150 000 единиц. Он использовал четыре транзистора NPN и питался от батареи на 22,5 В.

Акио Морита, соучредитель японской фирмы Tokyo Tsushin Kogyo, находился с визитом в США, когда Bell Labs объявила о наличии производственных лицензий, включая подробные инструкции по производству переходных транзисторов.Морита получил специальное разрешение от Министерства финансов Японии на оплату лицензионного сбора в размере 50 000 долларов, и в 1955 году компания представила собственное «карманное» радио под торговой маркой Sony. (Термин «карман» был предметом некоторой интерпретации, поскольку у Sony, как известно, были специальные рубашки с большими карманами для своих продавцов). Вскоре за этим продуктом последовали более амбициозные проекты, но обычно он считается началом роста Sony в производственной сверхдержаве.

В течение следующих двух десятилетий транзисторы постепенно заменили более ранние электронные лампы в большинстве приложений, а позже сделали возможным множество новых устройств, таких как интегральные схемы и персональные компьютеры.

Шокли, Бардин и Браттейн были удостоены Нобелевской премии по физике «за исследования полупроводников и открытие транзисторного эффекта». Бардин впоследствии получил вторую Нобелевскую премию по физике, став одним из двух человек, получивших более одной Нобелевской премии по одной и той же дисциплине за свою работу по исследованию сверхпроводимости.

В августе 1948 года немецкие физики Герберт Ф. Матаре (1912–) и Генрих Велкер (ок. 1912–1981), работавшие в Compagnie des Freins et Signaux Westinghouse в Париже, Франция, подали заявку на патент на усилитель на основе неосновной несущей. процесс впрыска, который они назвали «транзистроном». Поскольку Bell Labs не делала публичных заявлений о транзисторе до июня 1948 года, транзистор считался независимой разработкой. Матаре впервые наблюдал эффекты крутизны при производстве германиевых дуодиодов для немецкого радиолокационного оборудования во время Второй мировой войны.Трансистроны серийно производились для французской телефонной компании и военных, а в 1953 году на Дюссельдорфской радиоярмарке был продемонстрирован твердотельный радиоприемник с четырьмя трансистронами.

Типы

Транзисторы классифицируются по:

  • Полупроводниковый материал: германий, кремний, арсенид галлия, карбид кремния
  • Структура: BJT, JFET, IGFET (MOSFET), IGBT, «другие типы»
  • Полярность: NPN, PNP, N-канал, P-канал
  • Максимальная номинальная мощность: низкая, средняя, ​​высокая
  • Максимальная рабочая частота: низкая, средняя, ​​высокая, радиочастота (РЧ), микроволновая (Максимальная эффективная частота транзистора обозначается термином fT {\ displaystyle f _ {\ mathrm {T}}}, сокращение от «частота перехода.» Частота перехода — это частота, при которой транзистор дает единичный коэффициент усиления).
  • Применение: переключатель общего назначения, аудио, высоковольтный, супер-бета, согласованная пара
  • Физическая упаковка: сквозное металлическое отверстие, сквозное пластиковое отверстие, поверхностный монтаж, матрица шариковой сетки

Таким образом, конкретный транзистор может быть описан как: кремний, поверхностный монтаж, BJT, NPN, маломощный, высокочастотный переключатель.

Биполярный переходной транзистор

Биполярный переходной транзистор (BJT) был первым типом транзистора, который производился серийно.Биполярные транзисторы названы так потому, что в них используются как основные, так и неосновные носители. Три клеммы BJT называются эмиттер, база и коллектор. Внутри биполярного транзистора существуют два p-n перехода: переход база/эмиттер , переход база/коллектор и переход база/коллектор . BJT обычно называют устройством, работающим от тока, поскольку ток коллектора/эмиттера контролируется током, протекающим между выводами базы и эмиттера.В отличие от полевого транзистора, биполярный транзистор представляет собой устройство с низким входным сопротивлением. Из-за этой экспоненциальной зависимости крутизна биполярного транзистора выше, чем у полевого транзистора.

Биполярные транзисторы можно сделать проводящими свет, поскольку поглощение фотонов в базовой области генерирует фототок, который действует как базовый ток; ток коллектора приблизительно равен бета-кратному фототоку. Устройства, предназначенные для этой цели, имеют в корпусе прозрачное окно и называются фототранзисторами.

Полевой транзистор

Полевой транзистор (FET), иногда называемый униполярным транзистором , использует либо электроны (N-канальный FET), либо дырки (P-канальный FET) для проводимости.Четыре клеммы полевого транзистора называются исток, затвор, сток, и корпус (подложка). В большинстве полевых транзисторов корпус соединен с источником внутри корпуса, и это предполагается для последующего описания.

Напряжение между затвором и истоком (корпусом) управляет током, протекающим между стоком и истоком. По мере увеличения напряжения затвор/исток (Vgs) ток стока/истока (Ids) увеличивается параболически.В полевых транзисторах ток сток/исток протекает по проводящему каналу возле затвора . Этот канал соединяет область стока с областью источника . Проводимость канала изменяется электрическим полем, создаваемым напряжением, приложенным между выводами затвора/истока. Таким образом, ток, протекающий между стоком и истоком, контролируется. Полевые транзисторы

делятся на два семейства: полевые транзисторы с переходом (JFET) и полевые транзисторы с изолированным затвором (IGFET).IGFET более известен как металл-оксид-полупроводник FET (MOSFET) из-за его первоначальной конструкции, состоящей из слоя металла (затвор), слоя оксида (изоляция) и слоя полупроводника. В отличие от IGFET, затвор JFET образует PN-диод с каналом, расположенным между истоком и стоком. Функционально это делает N-канальный JFET твердотельным эквивалентом лампового триода, который аналогичным образом образует диод между сеткой и катодом. Также оба устройства работают в режиме истощения , оба имеют высокое входное сопротивление, и оба проводят ток под управлением входного напряжения.

MESFET представляют собой полевые транзисторы JFET, в которых PN-переход с обратным смещением заменен переходом Шоттки полупроводник-металл. Они, а также HEMFET (полевые транзисторы с высокой подвижностью электронов), в которых двумерный электронный газ с очень высокой подвижностью носителей используется для переноса заряда, особенно подходят для использования на очень высоких частотах (микроволновые частоты; несколько ГГц).

В отличие от биполярных транзисторов, полевые транзисторы по своей природе не усиливают фототок. Тем не менее, есть способы их использования, особенно JFET, в качестве светочувствительных устройств, используя фототоки в соединениях канал-затвор или канал-корпус.Полевые транзисторы

далее делятся на типы с режимом истощения и с режимом расширения в зависимости от того, включен или выключен канал с нулевым напряжением затвор-исток. В режиме улучшения канал выключен при нулевом смещении, а потенциал затвора может «усилить» проводимость. В режиме истощения канал включен при нулевом смещении, а потенциал затвора (противоположной полярности) может «истощать» канал, уменьшая проводимость. Для любого режима более положительное напряжение затвора соответствует более высокому току для N-канальных устройств и более низкому току для P-канальных устройств.Почти все полевые транзисторы JFET работают в режиме истощения, поскольку диодные переходы смещали бы вперед и проводили, если бы они были устройствами в режиме улучшения; большинство IGFET являются типами режима улучшения.

Другие типы транзисторов

  • Биполярный транзистор с гетеропереходом (HBT) представляет собой усовершенствование транзистора с биполярным переходом (BJT), который может обрабатывать сигналы очень высоких частот до нескольких сотен ГГц. Это распространено в современных сверхбыстрых схемах, в основном в радиочастотных (РЧ) системах.
  • Однопереходные транзисторы
  • можно использовать как простые генераторы импульсов.Они состоят из основного корпуса полупроводника P-типа или N-типа с омическими контактами на каждом конце (клеммы Base1 и Base2 ). Переход с противоположным типом полупроводника формируется в точке по длине корпуса для третьего вывода (Эмиттер).
  • Полевые транзисторы с двумя затворами имеют один канал с двумя затворами в каскоде; конфигурация, оптимизированная для высокочастотных усилителей, микшеров и генераторов.
  • Транзисторные массивы
  • используются для приложений общего назначения, генерации функций и малошумящих усилителей низкого уровня.Они включают два или более транзистора на общей подложке для обеспечения точного согласования параметров и теплового отслеживания, что особенно важно для усилителей с длинной хвостовой парой.
  • Транзисторы Дарлингтона
  • содержат BJT средней мощности, соединенный с мощным BJT. Это обеспечивает высокий коэффициент усиления по току, равный произведению коэффициентов усиления по току двух транзисторов. Силовые диоды часто подключаются между определенными клеммами в зависимости от конкретного использования.
  • В биполярном транзисторе с изолированным затвором
  • (IGBT-транзистор) используется IGFET средней мощности, аналогично подключенный к мощному BJT, для обеспечения высокого входного сопротивления.Силовые диоды часто подключаются между определенными клеммами в зависимости от конкретного использования. БТИЗ особенно подходят для тяжелых промышленных применений.
  • Одноэлектронные транзисторы (SET) состоят из затворного острова между двумя туннельными переходами. Туннельный ток управляется напряжением, подаваемым на затвор через конденсатор. [1][2]
  • Наножидкостный транзистор Управляйте движением ионов через субмикроскопические каналы, заполненные водой. Нанофлюидный транзистор, основа будущих химических процессоров.
  • Транзисторы Trigate
  • (прототип от Intel, также известные как трехмерные транзисторы) используют один затвор, который расположен поверх двух вертикальных затворов, что позволяет электронам перемещаться по площади, в три раза превышающей площадь поверхности.
  • Транзисторы
  • Avalanche способны переключать очень большие токи с временем нарастания и спада менее наносекунды (время перехода).
  • Баллистический транзистор, Электроны прыгают по лабиринту.
  • Спиновые транзисторы являются магниточувствительными устройствами.
  • Тонкопленочные транзисторы используются в ЖК-дисплее.
  • Транзисторы с плавающим затвором
  • используются для энергонезависимой памяти.
  • Фототранзисторы реагируют на свет
  • Полевой транзистор с перевернутой буквой T, часть устройства проходит вертикально от горизонтальной плоскости в форме перевернутой буквы T, отсюда и название.
  • Ионочувствительные полевые транзисторы измеряют концентрацию ионов в растворе.
  • FinFET Область истока/стока образует ребра на поверхности кремния.
  • FREDFET Полевой транзистор с быстрообратным эпитаксиальным диодом
  • Электролитно-оксидно-полупроводниковый полевой транзистор EOSFET (нейрочип)

Полупроводниковые материалы

Первые биполярные транзисторы были изготовлены из германия (Ge), а некоторые мощные типы до сих пор изготавливаются из него. В настоящее время преобладают кремниевые (Si) типы, но в некоторых усовершенствованных микроволновых и высокопроизводительных версиях теперь используются составной полупроводник , материал , арсенид галлия (GaAs) и полупроводниковый сплав , кремний-германий (SiGe).Одноэлементные полупроводниковые материалы (Ge или Si) описываются как «элементарные».

Упаковка

Транзисторы со сквозным отверстием (рулетка отмечена в сантиметрах) Транзисторы

поставляются в различных упаковках (чипкорпусах). Двумя основными категориями являются для сквозного монтажа (или с выводами ) и для поверхностного монтажа, также известный как устройство для поверхностного монтажа (технология поверхностного монтажа, SMD). «Шаровая решетка» (BGA) — новейший корпус для поверхностного монтажа (в настоящее время только для больших массивов транзисторов).На нижней стороне вместо выводов имеются «шарики» припоя. Поскольку они меньше и имеют более короткие межсоединения, SMD имеют лучшие высокочастотные характеристики, но более низкую номинальную мощность.

Корпуса транзисторов изготавливаются из стекла, металла, керамики или пластмассы. Пакет часто диктует номинальную мощность и частотные характеристики. Мощные транзисторы имеют большие корпуса, которые можно прикрепить к радиаторам для улучшения охлаждения. Кроме того, у большинства мощных транзисторов коллектор или сток физически соединены с металлической банкой/металлической пластиной.С другой стороны, некоторые «микроволновые» транзисторы поверхностного монтажа размером с песчинку.

Часто данный тип транзистора доступен в различных корпусах. Транзисторные блоки в основном стандартизированы, но назначение функций транзистора клеммам нет: разные типы транзисторов могут назначать разные функции клеммам корпуса. Даже для одного и того же типа транзистора назначение выводов может различаться (обычно обозначается суффиксной буквой к номеру детали, например, BC212L и BC212K).

Использование

На заре разработки транзисторных схем биполярный переходной транзистор (или BJT) был наиболее часто используемым транзистором. Даже после того, как МОП-транзисторы стали доступны, биполярные транзисторы оставались предпочтительным транзистором для цифровых и аналоговых схем из-за их простоты изготовления и скорости. Тем не менее, полевой МОП-транзистор обладает рядом желательных свойств для цифровых схем, а значительные достижения в области цифровых схем привели к тому, что конструкция МОП-транзистора стала самой современной. МОП-транзисторы в настоящее время широко используются как для аналоговых, так и для цифровых функций.

Переключатели

Транзисторы

обычно используются в качестве электронных переключателей как для приложений с высокой мощностью, включая импульсные источники питания, так и для приложений с низким энергопотреблением, таких как логические элементы.

Усилители

Огромное количество продуктов, от мобильных телефонов до телевизоров, включает усилители для воспроизведения звука, радиопередачи и обработки сигналов. Первые усилители звука на дискретных транзисторах едва выдавали несколько сотен милливатт, но мощность и качество звука постепенно увеличивались по мере того, как становились доступнее более совершенные транзисторы и развивалась архитектура усилителя.

Транзисторы обычно используются в усилителях современных музыкальных инструментов, где широко распространены и относительно дешевы схемы мощностью до нескольких сотен ватт. Транзисторы в значительной степени заменили лампы в инструментальных усилителях. Некоторые производители усилителей для музыкальных инструментов смешивают транзисторы и электронные лампы в одной схеме, чтобы использовать преимущества обоих устройств.

Компьютеры

В «первом поколении» электронных компьютеров использовались вакуумные лампы, которые выделяли большое количество тепла, были громоздкими и ненадежными.Разработка транзистора была ключом к миниатюризации и надежности компьютеров. «Второе поколение» компьютеров конца 1950-х и 1960-х годов имело платы, заполненные отдельными транзисторами и магнитными ядрами памяти. Впоследствии транзисторы, другие компоненты и необходимые для них соединения были объединены в единый компонент массового производства: интегральную схему. Транзисторы, встроенные в интегральные схемы, заменили большинство дискретных транзисторов в современных цифровых компьютерах.

Важность

Многие считают, что транзистор является одним из величайших изобретений в современной истории, по значимости он стоит наравне с печатным станком, автомобилем и телефоном. Это ключевой активный компонент практически всей современной электроники. Его важность в современном обществе основывается на возможности его массового производства с использованием высокоавтоматизированного процесса (изготовления), который обеспечивает исчезающе низкую стоимость транзистора.

Хотя миллионы отдельных (известных как дискретных ) транзисторов все еще используются, подавляющее большинство транзисторов изготавливается в виде интегральных схем (часто обозначаемых аббревиатурой IC и также называемых микросхемами или просто микросхемами ) вместе с диодами. , резисторы, конденсаторы и другие электронные компоненты для производства полных электронных схем.Логический элемент состоит примерно из двадцати транзисторов, тогда как усовершенствованный микропроцессор по состоянию на 2006 год может использовать до 1,7 миллиарда транзисторов (MOSFET) [3].

Низкая стоимость, гибкость и надежность транзистора сделали его универсальным устройством для немеханических задач, таких как цифровые вычисления. Транзисторные схемы также заменили электромеханические устройства для управления приборами и механизмами. Часто дешевле и эффективнее использовать стандартный микроконтроллер и написать компьютерную программу для выполнения функции управления, чем разрабатывать эквивалентную функцию механического управления.

Из-за низкой стоимости транзисторов и, следовательно, цифровых компьютеров существует тенденция к оцифровке информации. С цифровыми компьютерами, предлагающими возможность быстро находить, сортировать и обрабатывать цифровую информацию, все больше и больше усилий было направлено на то, чтобы сделать информацию цифровой. В результате сегодня многие медиаданные передаются в цифровой форме, а компьютеры преобразуют их и представляют в аналоговой форме. Области, на которые повлияла цифровая революция, включают телевидение, радио и газеты.

Преимущества транзисторов перед электронными лампами

До разработки транзисторов вакуумные лампы (или в Великобритании термоэмиссионные вентили или просто вентили ) были основными активными компонентами в электронном оборудовании. Ключевые преимущества, которые позволили транзисторам заменить своих ламповых предшественников в большинстве приложений:

  • Меньший размер (несмотря на продолжающуюся миниатюризацию электронных ламп)
  • Высокоавтоматизированное производство
  • Более низкая стоимость (при серийном производстве)
  • Более низкие возможные рабочие напряжения (но электронные лампы могут работать при более высоких напряжениях)
  • Нет периода прогрева (большинству вакуумных ламп требуется от 10 до 60 секунд для правильной работы)
  • Меньшее рассеивание мощности (нет мощности нагревателя, очень низкое напряжение насыщения)
  • Более высокая надежность и большая физическая прочность (хотя электронные лампы более прочны с точки зрения электричества.Также вакуумная лампа намного более устойчива к ядерным электромагнитным импульсам (НЭМИ) и электростатическим разрядам (ЭСР))
  • Гораздо более длительный срок службы (катоды электронных ламп со временем изнашиваются, и вакуум может загрязняться)
  • Доступны дополнительные устройства (допускаются схемы с комплементарной симметрией : электронные лампы с полярностью, эквивалентной PNP BJT или полевым транзисторам P-типа, недоступны)
  • Способность управлять большими токами (имеются силовые транзисторы для управления сотнями ампер, электронные лампы для управления даже одним ампером большие и дорогие)
  • Гораздо менее микрофонный (вибрация может модулировать характеристики вакуумной лампы, хотя это может способствовать звучанию гитарных усилителей)

» Природа не терпит вакуумной лампы » Майрон Гласс (см. John R.Пирс), Bell Telephone Laboratories, 1948 г.

Галерея

Широкий ассортимент транзисторов доступен с 1960-х годов, и производители постоянно внедряют улучшенные типы. Ниже приведены несколько примеров из основных семейств. Если не указано иное, все типы изготовлены из кремниевого полупроводника. Дополнительные пары показаны как каналы NPN/PNP или N/P. Ссылки ведут на таблицы данных производителя в формате PDF. (В некоторых таблицах данных точность заявленной категории транзистора является предметом споров.)

  • 2N3904/2N3906, BC182/BC212 и BC546/BC556: вездесущие, BJT, универсальные, маломощные, дополнительные пары. Они имеют пластиковые корпуса и стоят примерно десять центов США в небольших количествах, что делает их популярными среди любителей.
  • AF107: Германий, 0,5 Вт, 250 МГц PNP BJT.
  • BFP183: Низкая мощность, 8 ГГц микроволновая печь NPN BJT.
  • LM394: «суперподходящая пара» с двумя NPN BJT на одной подложке.
  • 2N2219A/2N2905A: BJT, общего назначения, средней мощности, дополнительная пара.В металлических корпусах они рассчитаны примерно на один ватт.
  • 2N3055/MJ2955: В течение многих лет почтенный NPN 2N3055 был «стандартным» силовым транзистором. Его дополнение, PNP MJ2955, появилось позже. Эти 1 МГц, 15 А, 60 В, 115 Вт BJT используются в аудиоусилителях мощности, источниках питания и управлении.
  • 2SC3281/2SA1302: Изготовленные Toshiba, эти биполярные транзисторы имеют характеристики с низким уровнем искажений и используются в мощных аудиоусилителях. Их широко подделывали[4].
  • BU508: NPN, питание 1500 В BJT. Разработанный для телевизионного горизонтального отклонения, его способность к высокому напряжению также делает его пригодным для использования в системах зажигания.
  • MJ11012/MJ11015: 30 А, 120 В, 200 Вт, дополнительная пара биполярных транзисторов Дарлингтона высокой мощности. Используется в усилителях звука, управлении и переключении питания.
  • 2N5457/2N5460: JFET (режим истощения), общего назначения, малой мощности, дополнительная пара.
  • BSP296/BSP171: IGFET (расширенный режим), средней мощности, почти комплементарная пара.Используется для преобразования логического уровня и управления мощными транзисторами в усилителях.
  • IRF3710/IRF5210: IGFET (расширенный режим), 40 А, 100 В, 200 Вт, рядом с комплементарной парой. Для мощных усилителей и силовых выключателей, особенно в автомобилях.

См. также

  • Электронные компоненты
  • Полупроводник
  • Ширина запрещенной зоны
  • Транскондуктивность
  • Транссопротивление
  • Очень крупномасштабная интеграция
  • Количество транзисторов
  • Закон Мура

Ссылки

Ссылки ISBN поддерживают NWE за счет реферальных сборов

Книги

  • Амос, С.W. & MR Джеймс. Принципы транзисторных схем. Баттерворт-Хайнеманн, 1999. ISBN 0750644273
  • Карсон, Ральф С. Принципы прикладной электроники. Бью-Йорк: Макгроу-Хилл, 1961.
  • Горовиц, Пол и Уинфилд Хилл. Искусство электроники. Издательство Кембриджского университета, 1989.

ISBN 0521370957

  • Риордан, Майкл и Ходдесон, Лилиан. Хрустальный огонь. WW Norton & Company, Limited.1998. ISBN 0393318516 Изобретение транзистора и рождение века информации
  • .
  • Уорнс, Лайонел. Аналоговая и цифровая электроника. Macmillan Press Ltd. 1998. ISBN 0333658205

Другое

  • Роберт Г. Арнс (октябрь 1998 г.). Другой транзистор: ранняя история полевого транзистора на основе оксида металла и полупроводника. [5] Журнал инженерных наук и образования 7 (5): 233-240 ISSN 0963-7346
  • Арманд Ван Дормель.«Французский транзистор» Материалы конференции IEEE по истории электроники 2004 г., Блетчли-Парк, июнь 2004 г. [6].
  • У Герберта Ф. Матаре, изобретателя транзистора, настал момент. 24 февраля 2003 г. The New York Times . [7].
  • Майкл Риордан. Как Европа упустила транзистор.

IEEE Spectrum 42 (11) (ноябрь 2005 г.): 52–57 ISSN | 0018-9235

  • К. Д. Ренмор. 1980 «Кремниевые чипы и вы». Полное руководство по полупроводниковым устройствам, , 2-е издание.Wiley-IEEE Press.

Внешние ссылки

Все ссылки получены 25 марта 2020 г.

Кредиты

Энциклопедия Нового Света писатели и редакторы переписали и дополнили статью Википедии в соответствии со стандартами New World Encyclopedia . Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с надлежащим указанием авторства. Упоминание должно осуществляться в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на авторов New World Encyclopedia , так и на самоотверженных добровольных участников Фонда Викимедиа.Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних вкладов википедистов доступна исследователям здесь:

История этой статьи с момента ее импорта в New World Encyclopedia :

Примечание. На использование отдельных изображений, лицензированных отдельно, могут распространяться некоторые ограничения.

Ионный транзистор улучшенного режима как комплексный интерфейс и блок обработки в реальном времени для электрофизиологии in vivo

  • Chen, R., Каналес А., Аникеева П. Технологии нейронной записи и модуляции. Нац. Преподобный Матер. 2 , 1–16 (2017).

    КАС Google ученый

  • Jeong, J.W. et al. Мягкие материалы в нейроинженерии для сложных задач нейробиологии. Нейрон 86 , 175–186 (2015).

    КАС Google ученый

  • Сомея Т., Бао, З. и Маллиарас, Г. Г. Рост пластиковой биоэлектроники. Природа 540 , 379–385 (2016).

    КАС Google ученый

  • Спиропулос, Г. Д., Гелинас, Дж. Н. и Ходахоли, Д. Внутренний ионно-затворный органический электрохимический транзистор: строительный блок для интегрированной биоэлектроники. науч. Доп. 5 , eaau7378 (2019).

    КАС Google ученый

  • Клык, Х.и другие. Ультратонкие переносимые слои термически выращенного диоксида кремния в качестве биожидкостных барьеров для биоинтегрированных гибких электронных систем. Проц. Натл акад. науч. США 113 , 11682–11687 (2016).

    КАС Google ученый

  • Ким, Д.-Х. и другие. Растягивающиеся и складные кремниевые интегральные схемы. Природа 320 , 507–511 (2008).

    КАС Google ученый

  • Чо, Дж.H.H. и соавт. Высокоемкие диэлектрики с ионным гелевым затвором и более коротким временем отклика на поляризацию для органических тонкопленочных транзисторов. Доп. Матер. 20 , 686–690 (2008).

    КАС Google ученый

  • Kim, S.H. et al. Электролитно-управляемые транзисторы для органической и печатной электроники. Доп. Матер. 25 , 1822–1846 (2013).

    КАС Google ученый

  • Панцер, М.J. & Frisbie, CD Полимерные органические полевые транзисторы с электролитическим управлением: низковольтные сильноточные переключатели для органической электроники и испытательные стенды для исследования электрического транспорта при высокой плотности носителей заряда. Дж. Ам. хим. соц. 129 , 6599–6607 (2007 г.).

    КАС Google ученый

  • Zare Bidoky, F. et al. ZnO-транзисторы с напряжением менее 3 В и схемы с трафаретными и фотосшитыми ионно-гелевыми затворными диэлектриками: новые пути к улучшению характеристик. Доп. Функц. Матер. https://doi.org/10.1002/adfm.2018 (2019 г.).

    Google ученый

  • Сонг, Э. и др. Гибкие электронные/оптоэлектронные микросистемы с масштабируемой конструкцией для хронической биоинтеграции. Проц. Натл акад. науч. США 116 , 15398–15406 (2019).

    Google ученый

  • Ривнай Дж. и др. Органические электрохимические транзисторы. Нац. Преподобный Матер. 3 , 17086 (2018).

    КАС Google ученый

  • Джованнитти, А. и др. Управление режимом работы органических транзисторов с помощью технологии боковой цепи. Проц. Натл акад. науч. США 113 , 12017–12022 (2016 г.).

    КАС Google ученый

  • Nielsen, C.B. et al. Молекулярный дизайн полупроводниковых полимеров для высокоэффективных органических электрохимических транзисторов. Дж. Ам. хим. соц. 138 , 10252–10259 (2016).

    КАС Google ученый

  • Schmode, P. et al. Высокопроизводительные органические электрохимические транзисторы на основе сопряженных полиэлектролитных сополимеров. Хим. Матер. 31 , 5286–5295 (2019).

    КАС Google ученый

  • Бернардс, Д. А. и Маллиарас, Г. Г. Стационарное и переходное поведение органических электрохимических транзисторов. Доп. Функц. Матер. 17 , 3538–3544 (2007).

    КАС Google ученый

  • Ставриниду, Э. и др. Прямое измерение подвижности ионов в проводящем полимере. Доп. Матер. 25 , 4488–4493 (2013).

    КАС Google ученый

  • Ходаголы Д. и др. Высокоскоростные массивы органических электрохимических транзисторов высокой плотности. Заяв. физ. лат. 99 , 163304 (2011).

    Google ученый

  • Криспин, X. и др. Происхождение высокой проводимости пластиковых электродов из поли(3,4-этилендиокситиофена)-поли(стиролсульфоната) (PEDOT:PSS). Хим. Матер. 18 , 4354–4360 (2006).

    КАС Google ученый

  • Spyropoulos, G.D. et al. Солнечные модули из органических и перовскитных элементов с новаторским клеевым верхним электродом и лазерным рисунком с разрешением по глубине. Энергетическая среда. науч. 9 , 2302–2313 (2016).

    КАС Google ученый

  • Zhou, Y. et al. Универсальный метод изготовления электродов с малой работой выхода для органической электроники. Орг. Электрон. 873 , 327–332 (2012).

    Google ученый

  • Лин, З. и др. Полиэлектролитный комплекс с перестраиваемой работой выхода (PEI:PSS) в качестве межфазного слоя катода для инвертированных органических солнечных элементов. Дж. Матер. хим. А 2 , 7788–7794 (2014).

    КАС Google ученый

  • Суан, Ю., Сандберг, М., Берггрен, М. и Криспин, X. Полностью полимерно-воздушная батарея PEDOT. Орг. Электрон. физ. Матер. заявл. 13 , 632–637 (2012).

    КАС Google ученый

  • Van de Burgt, Y. et al. Энергонезависимое органическое электрохимическое устройство в качестве низковольтного искусственного синапса для нейроморфных вычислений. Нац. Матер. 16 , 414–418 (2017).

    Google ученый

  • Зозоуленко И. и др. Поляроны, биполяроны и абсорбционная спектроскопия PEDOT. Приложение ACS Полим. Матер. 1 , 83–94 (2019).

    КАС Google ученый

  • Рави Кумар, М. Н. В. Обзор применения хитина и хитозана. Реагировать. Функц. Полим. 46 , 1–27 (2000).

    Google ученый

  • Jiang, H.L. et al. Хитозан-графт-полиэтиленимин как носитель генов. Дж. Контроль. Выпуск 117 , 273–280 (2007 г.).

    КАС Google ученый

  • Ходаголы Д. и др. Запись активности мозга in vivo с использованием органических транзисторов. Нац. коммун. 4 , 1575 (2013).

    Google ученый

  • Ходаголы Д. и др. Органические электрохимические транзисторы с высокой крутизной. Нац. коммун. 4 , 2133 (2013).

    Google ученый

  • Ривнай Дж. и др. Высокопроизводительные транзисторы для биоэлектроники за счет настройки толщины канала. науч. Дополнение . 1 e1400251 (2015 г.).

    Google ученый

  • Инал С., Маллиарас, Г. Г. и Ривней, Дж. Сравнительный анализ органических смешанных проводников для транзисторов. Нац. коммун. 8 , 1767 (2017).

    Google ученый

  • Ходаголы Д. и др. NeuroGrid: запись потенциалов действия с поверхности мозга. Нац. Неврологи. 18 , 310–315 (2015).

    КАС Google ученый

  • Крук-Магнусон, Э., Гелинас, Дж. Н., Солтес, И. и Бужаки, Г. Нейроэлектроника и биооптика: технологии замкнутого цикла при неврологических расстройствах. JAMA Нейрол. 72 , 823–829 (2015).

    Google ученый

  • Чой, Х. Х., Чо, К., Фрисби, К. Д., Сиррингхаус, Х. и Подзоров, В. Критическая оценка извлечения подвижности заряда в полевых транзисторах. Нац. Матер. 17 , 2–7 (2018).

    КАС Google ученый

  • г. Ровна, Ю.и другие. Структурный контроль смешанного ионного и электронного транспорта в проводящих полимерах. Нац. коммун. 7 , 11287 (2016).

    Google ученый

  • Подзоров В. Органические монокристаллы: к основам органической электроники. МИССИС Бык. 38 , 15–24 (2013).

    Google ученый

  • Кроун, Б. и др. Крупномасштабные комплементарные интегральные схемы на основе органических транзисторов. Природа 403 , 521 (2000).

    КАС Google ученый

  • Kim, Y. et al. Биоинспирированный гибкий органический искусственный афферентный нерв. Наука 360 , 998–1003 (2018).

    КАС Google ученый

  • Сессоло, М. и др. Простые в изготовлении массивы проводящих полимерных микроэлектродов. Доп. Матер. 25 , 2135–2139 (2013).

    КАС Google ученый

  • Ходахоли, Д., Гелинас, Дж. Н. и Бужаки, Г. Усиленная обучением связь между пульсационными колебаниями в ассоциативной коре и гиппокампе. Наука 372 , 369–372 (2017).

    Google ученый

  • Peyrache, A., Battaglia, F.P. & Destexhe, A. Подавление рекрутирования в префронтальной коре во время сонных веретен и блокирование входов гиппокампа. Проц. Натл акад. науч. США 108 , 17207–17212 (2011 г.).

    КАС Google ученый

  • Хан Ф., Таре Р. С., Ореффо Р. О. К. и Брэдли М. Универсальные биосовместимые полимерные гидрогели: каркасы для роста клеток. Анжю. хим. Междунар. Эд. 48 , 978–982 (2009).

    КАС Google ученый

  • Buzsaki, G. Острая рябь гиппокампа: когнитивный биомаркер для эпизодической памяти и планирования. Гиппокамп 25 , 1073–1188 (2015).

    Google ученый

  • Моррелл, М. Дж. Реагирующая корковая стимуляция для лечения парциальной эпилепсии, не поддающейся медикаментозному лечению. Неврология 77 , 1295–1304 (2011).

    Google ученый

  • Гонсалес Отарула, К. А., Михаил-Демо, Ю., Бахман, Э. М., Балагера, П. и Шуэле, С.Точность автоматического обнаружения припадков для амбулаторных записей ЭЭГ. Неврология 92 , e1540–e1546 (2019).

    Google ученый

  • Бужаки Г., Анастассиу К.А. и Кох К. Происхождение внеклеточных полей и токов — ЭЭГ, ЭКоГ, ЛФП и спайки. Нац. Преподобный Нейроски. 13 , 407–420 (2012).

    Google ученый

  • Гелинас Дж.Н., Ходаголи Д., Тесен Т., Девински О. и Бужаки Г. Межприступные эпилептиформные разряды индуцируют гиппокампально-кортикальную связь при височной эпилепсии. Нац. Мед. 22 , 641–648 (2016).

    КАС Google ученый

  • Инал, С. и др. Электрохимический транзистор в режиме накопления с высокой крутизной. Доп. Матер. 26 , 7450–7455 (2014).

    КАС Google ученый

  • Вивенти, Дж.и другие. Гибкая, складная, активно мультиплексированная электродная матрица высокой плотности для картирования активности мозга in vivo. Нац. Неврологи. 14 , 1599–1605 (2011).

    КАС Google ученый

  • Zeglio, E. et al. Смеси сопряженных полиэлектролитов для электрохромных и электрохимических транзисторных устройств. Хим. Матер. 27 , 6385–6393 (2015).

    КАС Google ученый

  • Что такое транзистор Почему он так называется Что такое 12 класс физики CBSE

    Подсказка: Определить принцип работы транзистора.Отсюда можно сказать, почему он называется транзистором. Сравните его с вакуумной трубкой, чтобы найти преимущества. И вакуумная лампа, и транзисторы имеют одинаковое применение, но их конструкция и принципы работы различны.

    Полный пошаговый ответ:
    Транзисторы — это полупроводниковые устройства, с помощью которых мы можем получить нужный ток и напряжение. Может использоваться как переключатель и как усилитель.


    Слово «транзистор» представляет собой комбинацию передачи и сопротивления.Это потому, что он передает сопротивление с одного конца устройства на другой конец или, можно сказать, передачу сопротивления. Отсюда и название транзистор. Транзисторы
    имеют очень высокое входное сопротивление и очень низкое выходное сопротивление. Это трехконтактное устройство. Одна клемма называется клеммой управления, потому что напряжение на этой клемме управляет сопротивлением между оставшимися двумя клеммами.
    Вакуумная трубка представляет собой герметичную стеклянную трубку, внутри которой почти вакуум, что обеспечивает контролируемое прохождение электрического тока.Он может управлять потоком электронов внутри и используется в качестве переключателя и усилителя в электрическом оборудовании.
    Из-за многих преимуществ транзисторов по сравнению с электронными лампами в настоящее время используются транзисторы.
    Преимущества транзисторов перед электронными лампами:
    1). Транзисторы меньше электронных ламп.
    2). Транзисторы стоят дешевле электронных ламп.
    3). Транзисторы потребляют мало энергии, меньше потерь тепла, в то время как вакуумным лампам требуется больше энергии.
    4). Транзисторы имеют более высокий КПД, чем электронные лампы.
    5). Транзисторы имеют длительный срок службы.
    6). Поскольку транзисторы имеют небольшие размеры и выделяют меньше тепла, они предпочтительнее для небольших электрических цепей.

    Примечание. У нас есть два типа транзисторов — BJT и FET. BJT или транзисторы с биполярным переходом классифицируются как транзисторы NPN и PNP. FET или полевые транзисторы классифицируются как JFET или полевой транзистор с переходом и MOSFET или полевой транзистор на основе оксида металла и полупроводника.

    Транзистор | Викитроника | Fandom

    Изобретение транзистора было сделано великим американским учёным Мистером Блэком.Вардон и мистер Брэдоне. в 1947 году. После изобретения транзистора в области электроники произошла настоящая революция. Он (транзистор) представляет собой полностью электронное устройство, которое обычно изготавливается из полупроводниковых материалов германия или кремния. В чистом состоянии полупроводник обычно не является проводником. Добавляя два типа примесей, мы получаем два типа полупроводников:

    • Полупроводник N-типа.
    • Полупроводник P-типа.

    Добавив полупроводник типа P и N, можно получить соединение и устройство, называемое диодом.В транзисторе два перехода, поэтому он называется бипереходным или биполярным транзистором. В транзисторе действительно есть два перехода, один из которых обеспечивает очень низкое сопротивление для протекания тока, а другой обеспечивает очень высокое сопротивление. Один транзистор передает ток от низкого сопротивления к высокому сопротивлению, по этой причине он называется передачей резистора или транзистора. По конструкции различают два типа транзисторов.

    В обоих типах есть три вывода, а именно эмиттер, база и коллектор.Терминал, который излучает заряд, называется эмиттером, а тот, который собирает заряд, называется коллектором. Средний слой между эмиттером и коллектором называется базой, которая образует два перехода, один с эмиттером, а другой с коллектором, переход между базой и эмиттером называется эмиттерным переходом, и этот между базой и коллектором называется коллекторным переходом. Функция базы заключается в контроле тока коллектора.

    Транзистор типа P-N-P[]

    Состоит из двух слоев P-типа и одного слоя N-типа.В этом типе мы добавляем два слоя P-типа с двумя сторонами слоя N-типа. Таким образом, мы получаем переход PN и другой переход NP, мы можем сравнить транзистор PN-P с двумя диодами, которые соединены полупроводниками типа NN, между двумя диодами, один из которых называется эмиттерно-базовым диодом или эмиттерным диодом, а другой называется коллекторной базой или коллекторным диодом. На рисунке 1 (а) показаны два перехода транзистора P-N-P. На рис. l(b) представлено условное изображение транзистора P-N-P, а на рис. l(a) представлена ​​эквивалентная схема транзистора.В символическом изображении транзистора P-N-P стрелка направлена ​​внутрь.

    Транзистор N-P-N[]

    Он состоит из двух полупроводниковых слоев N-типа и одного P-типа. При этом между двумя слоями полупроводника N-типа находится слой материала P-типа, свойства транзистора N-P-N этого типа полностью противоположны транзистору P-N-P. На рис. LLK ig 2(c) показана диодная эквивалентная схема транзистора N-P-N. На символическом изображении транзистора N-P-N стрелка направлена ​​наружу.

    P-N-P и N-P-N оба транзистора изготовлены из кремния и германия с низкими проводниками. Транзисторы, изготовленные из кремниевых полупроводников, называются кремниевыми транзисторами, а германиевые полупроводники называются германиевыми полупроводниками. Германиевые транзисторы всегда имеют металлический корпус, тогда как кремниевые транзисторы могут быть как в металлическом, так и в кварцевом корпусе. В настоящее время широко используются кремниевые транзисторы, на это есть много причин. Основная причина заключается в том, что выходная мощность транзистора Ge ниже, чем у кремниевого транзистора.Кремниевый (Si) транзистор может дать выходную мощность до 25 Вт, тогда как германиевый (Ge) транзистор не может дать такой высокой мощности. Транзисторы Si могут работать на более высокой частоте, чем транзисторы Ge. Si-транзисторы могут работать при сравнительно высоких температурах, тогда как Ge-транзисторы при высоких температурах разрушаются. Коэффициент усиления тока Si-транзистора больше, чем Ge-транзистора. В кремниевом транзисторе при 30°С ток утечки увеличивается до 10 раз. Этот ток утечки повышает температуру коллекторного перехода и может его разрушить.Поэтому по вышеуказанным причинам Si-транзистор используется шире, чем Ge-транзистор. Определите выводы транзистора: Обычно в транзисторах есть три вывода, которые называются эмиттером, базой и коллектором, но в высокочастотном диапазоне (частоты) транзистора есть дополнительная клемма, называемая экраном. Этот вывод обычно подключается к корпусу транзистора. В каждом типе транзистора есть разные способы идентификации этих выводов. В каком-то транзисторе для поиска этих выводов может быть ориентир, по которому мы знаем выводы эмиттера, базы и коллектора, если у некоторых типов транзисторов разные фирмы, то метод идентификации может быть другим.Чтобы идентифицировать выводы некоторых важных транзисторов, мы следуем следующим пунктам.

    1. В настоящее время обычно используются транзисторы фирмы BEL. Транзисторы, которые были доступны из материала Ge, теперь также доступны из материала Si, например, AC 187 и AC 1800 являются Ge-транзисторами, теперь на рынке доступны эквивалентные кремниевые транзисторы BEL с номерами BEL 187 и BEL 188. Идентификация клемм этот тип и другие кремниевые транзисторы мы делаем в соответствии со следующими рисунками: эти транзисторы — БЕЛ 188, БЕЛ187, БЕЛ147, БЕЛ148, БЕЛ158, БЕЛ157 и т. д., формы всех этих транзисторов полукруглые и концевые.’; находятся на прямой линии. Для идентификации выводов берем транзисторы в руки таким образом, чтобы часть транзистора, на которой написаны цифры, оставалась к нам, а выводы оставались нижней стороной. Тогда крайний левый вывод является коллектором, крайний правый — эмиттером, а средний — базой. Эти транзисторы называются кремниевыми плоскостными транзисторами.
    2. некоторые транзисторы специальной формы, выпускаемые фирмой БЕЛ, называются эпитексными транзисторами. Номера этих транзисторов начинались с обозначения ВС, а выводы обозначались согласно рис. Кл.Количество некоторых транзисторов этого типа следующее: BC147, BC148, BC149, BC157, BC158.
    3. Некоторые транзисторы Epitexial компании BEL, номера которых начинаются с BF, идентификация выводов этих транзисторов выполнена согласно рис. (5). Количество некоторых транзисторов этого типа: BE167, BF195, BF197.
    4. Выводы некоторых плоских транзисторов, таких как BEL195, BEL 194 и т. д., отличаются от выводов других плоских транзисторов BEL. Там база и эмиттер меняются местами, выводы идентифицируются согласно рис. (6).показано на рис. (7). Номера некоторых транзисторов этого типа: AC127, AC128, AC187, AC188.
    5. В некоторых транзисторах с металлическим корпусом ближе к выводу имеется металлический наконечник. Тот вывод, который ближе к наконечнику, называется эмиттерным, средний вывод называется базой, а крайний левый вывод называется коллектором, как показано на рис. , 2SC1820.
    6. Некоторые силовые транзисторы имеют особую форму.Обычно есть две клеммы, корпус этих транзисторов, он сам работает как коллектор. Остальные клеммы обозначены согласно рис. (а). Номера некоторых транзисторов этого типа: AD149, AD161, AD162, BU105, BU108, BU205, BU207, 2N3055 и т. д. На корпусе этих транзисторов имеются два отверстия. Расстояние штифтов от одного отверстия меньше, чем другое отверстие. Поставив меньшее отверстие к себе, мы обнаружим, что крайний правый вывод является базой, а левый — эмиттером. Кроме этого, здесь мы даем таблицу для идентификации выводов некоторых других транзисторов.Эти транзисторы используются в разных черно-белых телевизорах.

    Идентификация транзисторов N-P-N и P-N-P[]

    С помощью мультиметра Sanwa мы можем идентифицировать P-N-P и N-P-N транзисторы, в этом процессе, помещая мультиметр в диапазон 1Q, мы измеряем сопротивление между эмиттером-базой и базой-коллектором. Подключаем черный щуп мультиметра к базе транзистора и подключаем красный датчик к эмиттеру и коллектору соответственно, если стрелка измерителя показывает низкое сопротивление (т.е. дает большое показание), то транзистор является транзистором N-P-N.Когда мы подключаем красный щуп к базе и подключаем черный щуп к эмиттеру и коллектору соответственно, и если счетчик показывает низкое сопротивление (означает большое показание), то транзистор будет транзистором P-N-P. Каждый транзистор будет либо типа P-N-P, либо типа N-P-N. Таким образом, измеритель показывает низкое сопротивление только для одной проверки.

    Идентификация германиевого или кремниевого транзистора[]

    Для изготовления транзисторов используются два типа полупроводников, а именно Si и Ge. Германиевые транзисторы обычно имеют металлический корпус, тогда как кремниевый транзистор может быть как в металлическом, так и в кварцевом корпусе.В этом состоянии их трудно идентифицировать. Измерив сопротивление между эмиттером и коллектором мультиметром sanwa-P-3, мы не можем определить ни транзистор, ни тип P-N-P, ни тип N-P-N. Для этого мы подключаем черный провод мультиметра к коллектору, а красный провод к эмиттеру. Если счетчик показывает высокое сопротивление (означает, что ниддл показывает низкое значение), то меняем местами выводы счетчика, т. е. черный провод подключается к эмиттеру, а красный — к коллектору. Теперь метр показывает низкое сопротивление (означает, что ниддл показывает высокое значение).Таким образом, если сопротивление между эмиттером и коллектором велико и затем низкий уровень, тогда транзистор будет германиевым транзистором. Способ проверки транзистора показан на рис-10. Но если в обоих процессах измеритель показывает высокое сопротивление, то транзистор будет si транзистором.

    Идентификация поврежденного транзистора[]

    Поврежденные транзисторы могут иметь обрыв цепи, короткое замыкание или стать негерметичными. Проверка этих транзисторов производится мультиметром. Чтобы проверить, исправен ли транзистор или поврежден, мы проверяем транзистор в первую очередь по типу P-N-P.Если мы проверим транзистор N-P-N с помощью процесса проверки P-N-P, и если измеритель показывает низкое сопротивление между базой-эмиттером или базой-коллектором или обоими. Тогда транзистор будет разомкнут (Ckted). После вышеуказанной проверки мы проверяем, изготовлен ли транзистор из Ge или Si. Для этого измеряем сопротивление между эмиттером и коллектором. Для кремниевого транзистора сопротивление между эмиттером и коллектором очень велико, и ниддл не меняет своего положения. Если ниддл показывает очень слабую (маленькую) индикацию, то транзистор негерметичен.Аналогичным образом в Ge транзисторе ниддл должен показывать одно время высокое сопротивление, а другое — низкое сопротивление между эмиттером и коллектором. Но если оба раза метр покажет низкое сопротивление, то транзистор будет негерметичным. А если ниддл дойдет до нуля, то эмиттер и коллектор будут короткими. Точно так же, если в Ge Transistor измеритель показывает высокое сопротивление оба раза (это либо пустяк, либо не больше, либо чуть больше), то эмиттер и коллектор транзистора будут негерметичными и открытыми соответственно.Таким образом мы можем проверить поврежденный транзистор. Заменяем поврежденный транзистор новым транзистором того же типа. Перед установкой нового транзистора мы также должны проверить его. Много раз новый транзистор с тем же номером был недоступен на рынке. В это состояние ставим транзистор с эквивалентным номером. Мы можем найти эквивалентный номер любого транзистора из «Эквивалентной книги» или «Таблицы сравнения транзисторов». Эта книга также дает некоторую другую информацию о напряжении транзистора, которое мы можем дать, идентификацию клемм и упаковки.Там дана полная информация о транзисторах некоторых важных номеров. Которая дана в виде таблицы на последних страницах книги. Смещение транзистора: Подача необходимого питания на клеммы транзистора называется смещением. Если питание на все клеммы неправильное, транзистор не будет работать должным образом. Мы даем два типа смещения транзистору:

    Транзистор изготовлен из двух типов полупроводников P-типа и N-типа. Если мы даем положительное питание для P-типа и отрицательное для N-типа, то это называется прямым смещением.Прямое смещение всегда подается на переход базы и эмиттера.

    Подача отрицательного напряжения на P-тип и положительного на N-тип называется обратным смещением. Таким образом, в этом смещении мы даем обратную подачу материалам. Обратное смещение всегда подается на переход база-коллектор. Значение обратного смещения всегда больше прямого смещения. В обоих типах смещения база всегда общая, поэтому на базе присутствует как прямое, так и обратное смещение. По этой причине смещение базы называется сигналом переменного тока.Кроме того, на базу подается входной сигнал, который мы хотим усилить. Базовое смещение транзистора зависит от входного сигнала. Если базовое смещение не совпадает с входным сигналом (волной), то волна не будет проходить через транзистор должным образом, а также выход не будет правильным. Таким образом, мы делаем смещение базы в соответствии с входной волной. Это правильное смещение базы. Теперь подробно о смещении транзисторов типа N-P-N и P-N-P. (A) Смещение транзистора P-N-P: На рис. 12 показано смещение транзистора P-N-P.Здесь между базой и эмиттером мы даем прямое смещение, т.е. мы даем положительное питание материалу P-типа. Точно так же мы даем обратное смещение на соединение базы и коллектора, т.е. база получает положительное питание, а коллектор P-типа добавляется к отрицательному питанию. К базе подключены как положительные, так и отрицательные источники питания, поэтому отрицательное питание, вызывающее прямое смещение базы, имеет меньшее значение, чем положительное питание, подключенное к базе.

    Проверка транзистора, установленного в цепи[]

    Работа транзистора P-N-P[]

    Согласно рис. 12, эмиттер смещен в прямом направлении, а переход коллектора смещен в обратном направлении.Так как эмиттер (P-типа) подключен к плюсу питания, то отверстия эмиттера отталкиваются от плюса и подходят к эмиттерному переходу. Под действием электрического давления эти отверстия пересекают эмиттерный переход и попадают в область базы N-типа. Базовая область очень тонкая и состоит из небольшого количества примесей в собственном полупроводнике. Отверстия от эмиттера входят в базовую область с очень большой скоростью, пересекают базовую область и попадают прямо в Р-область коллектора. Кроме того, число электронов в базе смещение базы увеличивает прямое смещение эмиттерного перехода, а значит, увеличивается ток коллектора.Точно так же, если смещение базы увеличивает обратное смещение эмиттера, то ток коллектора уменьшается и может прекратиться. Таким образом, низкое сигнальное напряжение, подаваемое на базу, контролирует большой ток коллектора. Практическое представление смещения: На практике напряжения питания на все выводы транзистора подаются от общего источника питания, на рис. 14 показано практическое представление прямого и обратного смещения для транзисторов N-P-N и P-N-P.

     [Скрыть это сообщение]
     

    [Показать больше] Лавинный срыв Из Википедии, бесплатной энциклопедии • Хотите внести свой вклад в Википедию? • Перейти к: навигация, поиск

    Лавинный пробой — это явление, которое может происходить как в изоляционных, так и в полупроводниковых материалах.Это форма умножения электрического тока, которая позволяет очень большим токам течь в материалах, которые в остальном являются хорошими изоляторами. Содержание [Спрятать]

     * 1 Пояснение
       * 2 Лавинный процесс
       * 3 приложения
       * 4 См. также
       * 5 ссылок
     

    Пояснение

    Лавинный пробой может произойти в изолирующих или полупроводниковых твердых телах, жидкостях или газах, когда электрическое поле в материале достаточно велико, чтобы разогнать свободные электроны до такой степени, что, когда они сталкиваются с атомами в материале, они могут выбить другие электроны: Таким образом, количество свободных электронов быстро увеличивается, поскольку вновь генерируемые частицы становятся частью процесса.Это явление успешно используется в полупроводниковых устройствах специального назначения, таких как лавинный диод, лавинный фотодиод и лавинный транзистор, а также в некоторых газонаполненных трубках. В полупроводниковых устройствах общего назначения, таких как обычные диоды, МОП-транзисторы, транзисторы, это устанавливает верхний предел рабочих напряжений, поскольку связанные электрические поля могут запустить процесс и вызвать чрезмерный (если не неограниченный) ток и разрушение устройства. Когда внутри твердого изоляционного материала происходит лавинный пробой, он почти всегда является разрушительным.Когда лавинообразный эффект возникает без соединения двух электродов, его называют электронной лавиной. Хотя есть некоторое внешнее сходство с пробоем Зенера, физические причины этих двух явлений очень разные.

    Лавинный процесс

    Лавинный пробой представляет собой процесс умножения тока, происходящий только в сильных электрических полях, который может быть вызван либо наличием очень высоких напряжений, например, в системах электропередачи, либо более умеренными напряжениями, возникающими на очень коротких расстояниях, например как в полупроводниковых приборах.Напряженность электрического поля, необходимая для достижения лавинного пробоя, сильно различается для разных материалов: в воздухе типична 3 МВ/м, в то время как в хорошем изоляторе, таком как некоторые виды керамики, требуются поля свыше 40 МВ/м. Напряженность поля, используемая в полупроводниковых устройствах, использующих лавинный эффект, часто находится в диапазоне 20–40 МВ / м, но сильно различается в зависимости от деталей устройства.

    Как только будет достигнута необходимая напряженность поля, все, что необходимо для начала лавинного эффекта, — это свободный электрон, а поскольку даже в самых лучших изоляторах всегда присутствует небольшое количество свободных электронов, лавина всегда будет происходить.В устройствах, использующих лавинный эффект, электрическое поле обычно поддерживается чуть ниже порога, при котором возможен лавинный пробой, в результате чего ток сильно зависит от генерации свободных электронов. В лавинных фотодиодах, например, падающий свет используется для генерации этих свободных электронов.

    Когда начинается лавинный пробой, свободные электроны разгоняются электрическим полем до очень высоких скоростей. Когда эти высокоскоростные электроны движутся через материал, они неизбежно сталкиваются с атомами.Если их скорости недостаточно для лавинного пробоя (из-за недостаточной силы электрического поля), они поглощаются атомами и процесс останавливается. Однако, если их скорость достаточно высока, при ударе об атом они выбивают из него электрон, ионизируя его (и это по понятным причинам называется ударной ионизацией). И первоначальный электрон, и тот, который только что был выбит, затем ускоряются электрическим полем и ударяются о другие атомы, в свою очередь выбивая дополнительные электроны.По мере того, как этот процесс продолжается, количество свободных электронов, движущихся через материал, увеличивается экспоненциально, часто достигая максимума всего за пикосекунды. Лавина может привести к протеканию очень больших токов, ограниченных только внешней схемой. Когда все электроны достигают анода, процесс останавливается, если, конечно, не образуются и дырки.

    Для транзистора с биполярным переходом сила базового привода оказывает важное влияние на лавинное напряжение. Если к базе подключен низкоомный заряд, то заряд быстро снимается с базы, что помогает сдерживать лавинный процесс, но если база приводится в действие высоким импедансом, например, источником тока, то избыточные заряды остаются в базе. и лавина возникает при более низком электрическом поле.

    [править] Приложения

    Если ток не ограничен извне, процесс обычно разрушает устройство, в котором он начался, и в таких ситуациях, как изоляторы линий электропередач, это может принять форму взрывного пробоя изолятора. Когда лавинный поток ограничен извне, лавинный пробой может успешно служить нескольким целям. В лавинных транзисторах и лавинных фотодиодах этот эффект используется для умножения обычно крошечных токов, тем самым увеличивая коэффициент усиления устройств: в лавинных фотодиодах может быть достигнуто усиление тока более миллиона.Кроме того, это явление очень быстрое, а это означает, что лавинный ток быстро следует за изменениями лавинного напряжения или начального заряда (количество свободных электронов, доступных для запуска процесса), и это дает лавинным транзисторам и лавинным фотодиодам возможность работать в микроволновом диапазоне. диапазона и в импульсных схемах. В лавинных диодах этот эффект в основном используется для построения схем защиты от перенапряжения и схем опорного напряжения: на самом деле лавинный пробой и пробой Зенера совместно присутствуют в каждом лавинном диоде, в зависимости от напряжения пробоя, которое является ведущим процессом. к лавинному течению.

     [Скрыть это сообщение]
     

    [Показать больше] Стабилитрон Из Википедии, бесплатной энциклопедии (Перенаправлено с поломки Зенера) • Есть вопросы? Узнайте, как задавать вопросы и получать ответы. • Перейти к: навигация, поиск Схематический символ стабилитрона Схематический символ стабилитрона Вольт-амперная характеристика стабилитрона с напряжением пробоя 17 вольт. Обратите внимание на изменение шкалы напряжения между прямым (положительным) направлением и обратным (отрицательным) смещением.Вольт-амперная характеристика стабилитрона с напряжением пробоя 17 вольт. Обратите внимание на изменение шкалы напряжения между прямым (положительным) направлением и обратным (отрицательным) смещением.

    Зенеровский диод — это тип диода, который позволяет току течь в прямом направлении, как обычный диод, но также и в обратном направлении, если напряжение больше, чем напряжение пробоя, известное как «напряжение колена Зенера» или «напряжение Зенера». «. Назван в честь Кларенса Зенера, первооткрывателя этого электрического свойства.


    Обычный твердотельный диод не будет пропускать значительный ток, если его обратное напряжение ниже обратного напряжения пробоя. Превышая напряжение пробоя обратного смещения, обычный диод подвергается протеканию большого тока из-за лавинного пробоя. Если этот ток не ограничен внешней схемой, диод будет необратимо поврежден. В случае большого прямого смещения (ток течет в направлении стрелки) на диоде наблюдается падение напряжения из-за встроенного напряжения перехода и внутреннего сопротивления.Величина падения напряжения зависит от материала полупроводника и концентрации легирующих примесей.

    Стабилитрон обладает почти такими же свойствами, за исключением того, что устройство специально разработано так, чтобы иметь значительно сниженное напряжение пробоя, так называемое напряжение Зенера. Диод Зенера содержит сильно легированный p-n переход, позволяющий электронам туннелировать из валентной зоны материала p-типа в зону проводимости материала n-типа. В атомной модели такое туннелирование соответствует ионизации ковалентных связей.Эффект Зенера был открыт физиком Кларенсом Мелвином Зенером. Диод Зенера с обратным смещением будет демонстрировать контролируемый пробой и пропускать ток, чтобы поддерживать напряжение на стабилитроне на уровне напряжения Зенера. Например, диод с напряжением пробоя Зенера 3,2 В будет демонстрировать падение напряжения 3,2 В, если приложенное к нему обратное напряжение смещения больше, чем его напряжение Зенера. Однако ток не неограничен, поэтому стабилитрон обычно используется для создания опорного напряжения для усилительного каскада или в качестве стабилизатора напряжения для слаботочных приложений.

    Напряжение пробоя можно достаточно точно контролировать в процессе легирования. Доступны допуски в пределах 0,05%, хотя наиболее широко используемые допуски составляют 5% и 10%.

    Другим механизмом, производящим аналогичный эффект, является лавинный эффект, как в лавинном диоде. Два типа диодов фактически сконструированы одинаково, и в диодах этого типа присутствуют оба эффекта. В кремниевых диодах до примерно 5,6 вольт эффект Зенера является преобладающим эффектом и показывает заметный отрицательный температурный коэффициент.Выше 5,6 вольт лавинный эффект становится преобладающим и имеет положительный температурный коэффициент.

    В диоде на 5,6 В эти два эффекта проявляются вместе, а их температурные коэффициенты четко компенсируют друг друга, поэтому диод на 5,6 В является предпочтительным компонентом для применений, критичных к температуре.

    Современные технологии производства позволяют производить устройства с напряжением ниже 5,6 В с незначительными температурными коэффициентами, но по мере того, как встречаются устройства с более высоким напряжением, температурный коэффициент резко возрастает.Диод на 75 В имеет коэффициент в 10 раз больше, чем диод на 12 В.

    Все такие диоды, независимо от напряжения пробоя, обычно продаются под общим названием «стабилитрон».

    Использование

    Стабилитроны широко используются для регулирования напряжения в цепи. При параллельном подключении к источнику переменного напряжения с обратным смещением стабилитрон проводит ток, когда напряжение достигает обратного напряжения пробоя диода. С этого момента он поддерживает напряжение на этом значении.

    В показанной схеме резистор R обеспечивает падение напряжения между UIN и UOUT. Значение R должно удовлетворять двум условиям:

     1. R должно быть достаточно малым, чтобы ток через D удерживал D в обратном пробое.
     

    Значение этого тока указано в техпаспорте на D.

    Например, обычное устройство BZX79C5V6[1], стабилитрон 5,6 В 0,5 Вт, имеет рекомендуемый обратный ток 5 мА. Если через D протекает недостаточный ток, то UOUT будет нерегулируемым и будет меньше номинального напряжения пробоя (это отличается от ламп регулятора напряжения, где выходное напряжение будет выше номинального и может возрасти до UIN).При расчете R необходимо учитывать любой ток, протекающий через внешнюю нагрузку, не показанную на этой схеме, подключенную через UOUT.

     2. R должно быть достаточно большим, чтобы ток через D не разрушил устройство.
     

    Если ток через D равен ID, его напряжению пробоя VB и максимальной рассеиваемой мощности PMAX, то IDVB < PMAX.

    Стабилитрон, используемый таким образом, известен как шунтирующий регулятор напряжения (шунт в данном контексте означает параллельное соединение, а регулятор напряжения представляет собой класс схемы, обеспечивающей стабильное напряжение на любой нагрузке).

    Эти устройства также встречаются, как правило, последовательно с переходом база/эмиттер в транзисторных каскадах, где выборочный выбор устройства, сосредоточенного вокруг точки лавины/стабилитрона, может использоваться для введения компенсирующего температурного коэффициента балансировки транзисторного PN перехода . Примером такого использования может быть усилитель ошибки постоянного тока, используемый в стабилизированной системе контура обратной связи цепи питания.

    Лавинный диод Из Википедии, бесплатной энциклопедии • Есть вопросы? Узнайте, как задавать вопросы и получать ответы.• Перейти к: навигация, поиск

    Лавинный диод — это диод (обычно сделанный из кремния, но может быть изготовлен из другого полупроводника), который предназначен для пробоя и проводимости при определенном обратном напряжении смещения.

    Зенеровский диод демонстрирует похожее действие, но его работа вызвана другим механизмом, называемым пробоем Зенера. Оба эффекта фактически присутствуют в любом таком диоде, но один из них обычно доминирует над другим. Стабилитроны обычно ограничены максимум несколькими десятками вольт, но кремниевые лавинные диоды доступны с напряжением пробоя более 4000 В.[1] Содержание [Спрятать] это все неправильно

     * 1 использование
             о 1.1 Защита
             o 1.2 Генерация радиочастотного шума
       * 2 См. также
       * 3 ссылки
     

    использования

    Защита

    Обычное применение — защита электронных схем от повреждения высоким напряжением. Лавинный диод включен в цепь так, что он имеет обратное смещение. Другими словами, его катод положителен по отношению к аноду. В этой конфигурации диод является непроводящим и не влияет на цепь.Если напряжение превышает расчетный предел, диод подвергается лавинному пробою, в результате чего вредное напряжение уходит на землю. При таком использовании их часто называют фиксирующими диодами, потому что они «фиксируют» напряжение до заданного максимального уровня. Лавинные диоды обычно выбираются для этой роли по напряжению фиксации VBR и максимальному размеру переходного процесса, который они могут поглощать, определяемому либо энергией (в джоулях), либо i2t. Лавинный пробой не является разрушительным, если не допустить перегрева диода.

    Генерация радиочастотного шума

    Лавинные диоды генерируют радиопомехи; они обычно используются в качестве источников шума в радиооборудовании. Например, они часто используются в качестве источника ВЧ для мостов антенных анализаторов. Лавинные диоды также можно использовать в качестве генераторов белого шума.

    0 comments on “Тринистор это: 6.3.      Тринисторы | Электротехника

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.