En transistor er en halvlederindretning, som blev opfundet i året 1947 på Bell Lab af William Shockley, John Bardeen og Walter Houser Brattain. Det er en grundlæggende byggesten for digitale komponenter. Den allerførste transistor opfundet var en punktkontakt transistor . Den vigtigste funktion af en transistor er at forstærke de svage signaler og regulere dem i overensstemmelse hermed. En transistor kompromitterer af halvledermaterialer som silicium eller germanium eller gallium - arsenid. Der er klassificeret i to typer baseret på deres struktur, BJT- bipolar junction transistor (transistorer som Junction transistor, NPN transistor, PNP transistor) og FET-field-effect transistor (transistors som junction function transistor og metal oxide transistor, N-channel MOSFET , P-kanal MOSFET), og der funktionalitet (som Small-signal transistor, Small switching transistor, Power transistor, High-frequency transistor, Phototransistor, Unijunction transistors). Den består af tre hoveddele Emitter (E), Base (B) og Collector (C) eller en kilde (S), afløb (D) og gate (G).
Hvad er en Power Transistor?
Den tre-terminal enhed, der er designet specielt til at styre høj strøm - spænding og håndtere et stort antal effektniveauer i en enhed eller et kredsløb er en effekt transistor. Det klassificering af effekttransistor inkluderer følgende.
- Bipolar junction transistor (BJTs)
- Metaloxid halvleder felt-effekt transistor (MOSFET'er)
- Statisk induktionstransistor (SIT)
- Isoleret gate bipolar transistor (IGBT).
Bipolar junction transistor
En BJT er en bipolar krydsetransistor, som er i stand til at håndtere to polariteter (huller og elektroner), kan den bruges som afbryder eller som forstærker og også kendt som en strømstyringsenhed. Følgende er kendetegnene ved en Power BJT , de er
- Den har en større størrelse, så den maksimale strøm kan strømme gennem den
- Nedbrydningsspændingen er høj
- Det har højere strømbærende og højeffektiv håndteringsevne
- Det har et højere on-state spændingsfald
- Anvendelse med høj effekt.
MOS-metaloxid-halvleder-felt-effekt-transistor- (MOSFET'er) -FET'er
MOSFET er en underklassifikation af FET-transistor.Det er en tre-terminal enhed, der indeholder kilde-, base- og afløbsterminaler. MOSFET-funktionalitet afhænger af kanalens bredde. Det er, hvis kanalbredden er bred, fungerer den effektivt. Følgende er karakteristikaene ved en MOSFET,
- Det er også kendt som en spændingsregulator
- Ingen indgangsstrøm er nødvendig
- En høj indgangsimpedans.
Statisk induktionstransistor
Det er en enhed, der har tre terminaler med høj effekt og frekvens, som er lodret orienteret. Den største fordel ved den statiske induktionstransistor er, at den har en højere spændingsfordeling sammenlignet med FET-felt-effekt-transistoren. Følgende er kendetegnene ved statisk induktionstransistor,
statisk-induktionstransistor
- Kanalens længde er kort
- Støj er mindre
- Tænd og sluk er et par sekunder
- Terminalmodstanden er lav.
Isoleret port bipolar transistor (IGBT'er)
Som navnet antyder, er en IGBT en kombination af FET- og BJT-transistor, hvis funktion er baseret på porten, hvor transistoren kan tændes eller slukkes afhængigt af porten. De anvendes almindeligvis i strømelektronik som omformere, omformere og strømforsyning. Følgende er kendetegnene ved bipolar transistor (IGBT'er) med isoleret port,
isoleret-gate-bipolar-transistor- (IGBT'er)
- Ved indgangen til kredsløbet er tabene mindre
- højere effektforøgelse.
Strømtransistorens struktur
Power Transistor BJT er en lodret orienteret enhed med et stort tværsnitsareal med alternative P- og N-type lag er forbundet sammen. Det kan designes ved hjælp af P-N-P eller en N-P-N transistor.
pnp-og-npn-transistor
Den følgende konstruktion viser en P-N-P-type, der består af tre terminaler, emitter, base og kollektor. Hvor emitterterminalen er forbundet med stærkt doteret n-type lag, under hvilket et moderat dopet p-lag med 1016 cm-3 koncentration er til stede, og et let doteret n-lag med 1014 cm-3 koncentration, som også er navngivet som kollektordriftregion, hvor kollektordriftregionen bestemmer enhedens gennembrudsspænding og i bunden har det et n + lag, der er stærkt doteret n-type lag med en koncentration på 1019 cm-3, hvor samleren er ætset væk for brugergrænseflade.
NPN-effekt-transistor-konstruktion
Betjening af Power Transistor
Power Transistor BJT fungerer i fire driftsområder, de er
- Afskær region
- Aktiv region
- Kvasi-mætningsregion
- Hård mætningsregion.
En effekttransistor siges at være i en afskåret tilstand, hvis n-p-n-transistoren er forbundet omvendt partiskhed hvor
sag (i): Basisterminalen på transistoren er forbundet til negative, og emitterterminalerne på transistoren er forbundet til positive, og
sag (er): Transistorens kollektorterminal er forbundet til den negative, og basisterminalen på transistoren er forbundet til positiv, der er base-emitter, og collector-emitter er i omvendt forspænding.
cutoff-region-of-power-transistor
Derfor vil der ikke være nogen strøm af udgangsstrøm til bunden af transistoren, hvor IBE = 0, og der vil heller ikke være nogen udgangsstrøm, der strømmer gennem kollektoren til emitteren, da IC = IB = 0, hvilket indikerer, at transistoren er i slukket tilstand, der er en afskåret region. Men en lille brøkdel af lækstrømstrømme kaster transistoren fra kollektor til emitter, dvs. ICEO.
En transistor siges kun at være inaktiv, når base-emitterregionen er forspændt, og kollektor-base-omvendt forspænding. Derfor vil der være en strøm af strøm IB i transistorbasen og strøm af strøm IC gennem kollektoren til emitteren af transistoren. Når IB øges, øges også IC.
aktiv-region-af-effekt-transistor
En transistor siges at være i kvasi-mætningstrinnet, hvis base-emitter og collector-base er forbundet i videresendingsforspænding. En transistor siges at være i hård mætning, hvis base-emitter og collector-base er forbundet i videresendingsforspænding.
mætning-region-af-effekt-transistor
V-I-udgangskarakteristika for en effekttransistor
Outputegenskaberne kan kalibreres grafisk som vist nedenfor, hvor x-aksen repræsenterer VCE, og y-aksen repræsenterer IC.
output-egenskaber
- Grafen nedenfor repræsenterer forskellige regioner som afskæringsregionen, aktiv region, hård mætningsregion, kvasi-mætningsregion.
- For forskellige værdier af VBE er der forskellige aktuelle værdier IB0, IB1, IB2, IB3, IB4, IB5, IB6.
- Når der ikke er strøm, betyder det, at transistoren er slukket. Men få nuværende strømme er ICEO.
- For øget værdi af IB = 0, 1,2, 3, 4, 5. Hvor IB0 er minimumsværdien, og IB6 er den maksimale værdi. Når VCE øges, øges ICE også lidt. Hvor IC = ßIB, derfor er enheden kendt som en aktuel kontrolenhed. Hvilket betyder, at enheden er i aktiv region, som eksisterer i en bestemt periode.
- Når IC'en har nået maksimum, skifter transistoren til mætningsområdet.
- Hvor den har to mætningsregioner kvasi-mætningsregion og hård mætningsregion.
- En transistor siges at være i et kvasi-mætningsområde, hvis og kun hvis skiftehastigheden fra til til fra eller fra til til er hurtig. Denne type mætning observeres i mellemfrekvensapplikationen.
- Mens der i en hård mætningsregion kræver transistoren en vis tid at skifte fra til til eller fra til til. Denne type mætning observeres i lavfrekvente applikationer.
Fordele
Fordelene ved kraft BJT er,
- Spændingsforstærkning er høj
- Strømtætheden er høj
- Fremspændingen er lav
- Forøgelsen af båndbredde er stor.
Ulemper
Ulemperne ved magt BJT er,
- Den termiske stabilitet er lav
- Det er mere støjende
- Styring er lidt kompleks.
Ansøgninger
Anvendelserne af kraft BJT er,
- Switch-mode strømforsyninger ( SMPS )
- Relæer
- Effektforstærkere
- DC til AC-omformere
- Strømstyringskredsløb.
Ofte stillede spørgsmål
1). Forskel mellem transistor og effekttransistor?
En transistor er en elektronisk enhed med tre eller fire terminaler, hvor man ved anvendelse af en indgangsstrøm til et par af terminalens terminaler kan observere en ændring i strømmen i en anden terminal af denne transistor. En transistor fungerer som en switch eller en forstærker.
Mens en effekttransistor fungerer som et kølelegeme, der beskytter kredsløbet mod skader. Den er større i størrelse end en normal transistor.
2). Hvilket område af transistor får det til at skifte hurtigere fra til eller fra eller til til?
Strømstransistoren, når den er i næsten mætning, skifter hurtigere fra til og fra eller fra til.
3). Hvad betyder N i NPN- eller PNP-transistor?
N i NPN- og PNP-type transistor repræsenterer den anvendte type ladningsbærere, hvilket er i en N-type, hvor størstedelen af ladningsbærere er elektroner. Derfor er der i NPN to N-type ladebærere indeklemt med en P-type, og i PNP er en enkelt N-type ladebærer klemt ind mellem to P-type ladebærere.
4). Hvad er transistorenheden?
Standardenhederne i en transistor til elektrisk måling er henholdsvis Ampere (A), Volt (V) og Ohm (Ω).
5). Fungerer transistor på vekselstrøm eller jævnstrøm?
En transistor er en variabel modstand, der kan arbejde på både AC og DC, men kan ikke konvertere fra AC til DC eller DC til AC.
Transistoren er en grundlæggende komponent i en digitalt system , de er af to typer baseret på deres struktur og baseret på deres funktionalitet. Transistoren, der bruges til styring af stor spænding og strøm, er en effekt BJT (bipolar transistor) er en effekttransistor. Det er også kendt som en spændingsstrømstyringsenhed, der fungerer i 4 regioner afskåret, aktiv, kvasi-mætning og hård mætning baseret på forsyningerne givet til transistoren. Den største fordel ved en effekttransistor er, at den fungerer som en strømstyringsenhed.
