Τρανζίστορ διακλάδωσης και τα χαρακτηριστικά τους

Οι ημιαγωγοί είναι ένας τύπος συσκευής που έχει τις ιδιότητες τόσο ενός αγωγού όσο και ενός μονωτή. Η τιμή ηλεκτρικής αγωγιμότητάς τους κυμαίνεται μεταξύ αυτής ενός μονωτή και ενός αγωγού. Δεν είναι ούτε εξ ολοκλήρου αγώγιμο για τον ηλεκτρισμό όπως ένας αγωγός (για παράδειγμα, χάλκινα σύρματα), αλλά μπορεί να αγώγει ηλεκτρισμό περισσότερο από έναν μονωτή (π.χ. γυαλί).

Τώρα, ένα τρανζίστορ διασταύρωσης είναι ένας τύπος ημιαγωγών με τρεις ακροδέκτες και δύο διασταυρώσεις. Μπορεί να λειτουργήσει ως διακόπτης ή να χρησιμοποιηθεί για την ενίσχυση ενός σήματος. Είναι επίσης γνωστά ως Διπολικά τρανζίστορ.

Σε αυτό το άρθρο, θα μάθουμε περισσότερα για τους διαφορετικούς τύπους τρανζίστορ διακλάδωσης και τα χαρακτηριστικά τους.

Τι είναι ένα τρανζίστορ διακλάδωσης;

Ένα τρανζίστορ διασταύρωσης είναι μια ενεργή συσκευή τριών ακροδεκτών που αποτελείται από ημιαγωγούς που έχουν ηλεκτρική αγωγιμότητα μεταξύ αυτής ενός μονωτή και ενός αγωγού.

Το τρανζίστορ εφευρέθηκε το 1947 από μια ομάδα επιστημόνων αποτελούμενη από τον W. Bratterin,

1. Barden  και W. Shockley.

Ένα τρανζίστορ διασταύρωσης ή ένα διπολικό τρανζίστορ διασταύρωσης σχηματίζεται με την ένωση δύο μονών διόδων σύνδεσης PN πλάτη με πλάτη. Με αυτόν τον τρόπο, γίνεται μια σειρά που  μοιράζεται ένα κοινό θετικό (p) ή αρνητικό (n) τερματικό.

Η λέξη τρανζίστορ αποτελείται από δύο λέξεις, οι οποίες είναι:μεταφορά και αντίσταση. Αυτό καθορίζει τη λειτουργία ενός τρανζίστορ καθώς μεταφέρει ένα ρεύμα εισόδου από ένα κύκλωμα χαμηλής αντίστασης σε ένα κύκλωμα υψηλής αντίστασης. Ο όρος επινοήθηκε από τον John R. Pierce.

Οι τρεις ακροδέκτες ενός τρανζίστορ διασταύρωσης είναι δηλαδή:

1. Πομπός ( E )
2. Βάση ( B )
3. Συλλέκτης ( C )

A τρανζίστορ διασταύρωσης είναι μια συσκευή που ελέγχεται από ρεύμα. Χρησιμοποιεί τόσο ηλεκτρόνια (αποτελεί το αρνητικό φορτίο) όσο και οπές (αποτελούν το θετικό φορτίο) ως φορείς φορτίου τους.

Κατά την εφαρμογή μιας εξωτερικής πηγής τροφοδοσίας συνεχούς ρεύματος, εφαρμόζεται ένα σήμα μικρού πλάτους στη βάση. Αυτό το σήμα ενισχύεται στον ακροδέκτη συλλέκτη ενός τρανζίστορ.

Τύποι τρανζίστορ διακλάδωσης

Τα τρανζίστορ διακλάδωσης μπορούν να κατηγοριοποιηθούν σε δύο τύπους:

1. Τρανζίστορ NPN
2. Τρανζίστορ PNP

Ας ρίξουμε μια ματιά και στις δύο παραπάνω κατηγορίες λεπτομερώς.

Τρανζίστορ διπολικής διασταύρωσης NPN

Το τρανζίστορ NPN σχηματίζεται τοποθετώντας ένα λεπτό στρώμα ημιαγωγού τύπου P ανάμεσα σε δύο στρώματα ημιαγωγών τύπου Ν. Το NPN υποδηλώνει τον αρνητικό-θετικό-αρνητικό τύπο διπολικούτρανζίστορ διασταύρωσης .

Η πλειοψηφία των φορέων φορτίου σε αυτόν τον τύπο τρανζίστορ είναι ηλεκτρόνια. Ταυτόχρονα, η μειοψηφία είναι οι τρύπες.

Εδώ, τα ηλεκτρόνια ρέουν από το τερματικό του εκπομπού στο τερματικό ρεύματος. Ως εκ τούτου, η ηλεκτρική ενέργεια ρέει από το τερματικό συλλέκτη στο τερματικό του πομπού.

Το NPN είναι ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος τύπος τρανζίστορ διπολικής διασταύρωσης, καθώς τα ηλεκτρόνια είναι φορείς ταχείας φόρτισης. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως διακόπτης σε συσκευές υψηλής ισχύος όπως κινητήρες και μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως ενισχυτές. Ως ενισχυτής, εάν εφαρμόσετε μια μικρή τάση εισόδου, την ενισχύει σε μια μεγάλη τάση εξόδου.

PNP Διπολικό Τρανζίστορ Διασταύρωσης

Ένα PNP Διπολικό Τρανζίστορ Διασταύρωσης μπορεί να σχηματιστεί τοποθετώντας έναν ημιαγωγό τύπου Ν μεταξύ δύο ημιαγωγών τύπου Ρ. Το PNP σημαίνει θετικό-αρνητικό-θετικό τρανζίστορ.

Εδώ, η πλειοψηφία των φορέων φορτίου είναι οι οπές και η μειοψηφία είναι τα ηλεκτρόνια. Το ρεύμα ρέει από τον ακροδέκτη εκπομπού στον ακροδέκτη συλλέκτη του τρανζίστορ.

Τα τρανζίστορ PNP έχουν επίσης τις ίδιες εφαρμογές με τα τρανζίστορ NPN. Αλλά το τελευταίο προτιμάται λόγω της υψηλότερης κινητικότητας των ηλεκτρονίων του.

Χαρακτηριστικά τρανζίστορ διασταύρωσης

Τα χαρακτηριστικά του τρανζίστορ διακλάδωσης μπορούν να οριστούν με βάση τους διαφορετικούς τρόπους διαμόρφωσης ενός τρανζίστορ διακλάδωσης. Τα χαρακτηριστικά του τρανζίστορ διακλάδωσης μπορούν να αναπαρασταθούν με διάφορες γραφικές μορφές της σχέσης μεταξύ ρεύματος και τάσης.

Εφόσον το τρανζίστορ διπολικής σύνδεσης έχει τρεις ακροδέκτες, μπορεί να συνδεθεί με τρεις τρόπους.

Διαμόρφωση κοινής βάσης

Εδώ ο ακροδέκτης βάσης παραμένει κοινός τόσο στα σήματα εισόδου όσο και στα σήματα εξόδου. Το σήμα εισόδου εφαρμόζεται στον ακροδέκτη βάσης πομπού και το σήμα εξόδου λαμβάνεται από τον ακροδέκτη συλλέκτη-εκπομπού.

Η βάση παραμένει συνδεδεμένη με σταθερή τάση. Αυτό είναι το σημείο τάσης αναφοράς.

Αυτό χρησιμοποιείται σε τρανζίστορ P-N-P. Εδώ, υπάρχει κέρδος τάσης αλλά όχι κέρδος ρεύματος.

Διαμόρφωση κοινής εκπομπής

Εδώ ο ακροδέκτης πομπού παραμένει κοινός τόσο στο σήμα εισόδου όσο και στο σήμα εξόδου. Το σήμα εισόδου δίνεται στον ακροδέκτη βάσης-εκπομπού και το σήμα εξόδου λαμβάνεται από τον ακροδέκτη πομπού-συλλέκτη.

Αυτός είναι ο πιο συνηθισμένος τύπος διαμόρφωσης που χρησιμοποιείται. Χρησιμοποιείται σε τρανζίστορ διπολικής σύνδεσης NPN.

Χρησιμοποιείται κυρίως για σκοπούς ενίσχυσης, καθώς παράγει την περισσότερη ισχύ και ρεύμα μεταξύ των τριών διαμορφώσεων των τρανζίστορ. Αυτό οφείλεται στο χαμηλό επίπεδο σύνθετης αντίστασής του, καθώς συνδέεται με μια δίοδο διασταύρωσης με πόλωση προς τα εμπρός.

Κοινή διαμόρφωση συλλεκτών

Εδώ ο ακροδέκτης συλλέκτη παραμένει κοινός τόσο στο σήμα εισόδου όσο και στο σήμα εξόδου. Η βάση είναι το επιλεγμένο τερματικό για τη λήψη της εισόδου. Ο ακροδέκτης αντίστασης φορτίου εκπομπού είναι υπεύθυνος για το σήμα εξόδου.

Είναι επίσης γνωστό ως κύκλωμα παρακολούθησης τάσης ή κύκλωμα ακολούθου εκπομπού.

Χρησιμοποιείται συχνά σε συσκευές αντιστοίχισης σύνθετης αντίστασης καθώς έχει πολύ υψηλή σύνθετη αντίσταση εισόδου.

Συμπέρασμα

Το βασικό στοιχείο από αυτό το άρθρο είναι ότι τα τρανζίστορ μπορεί να είναι δύο τύπων:τρανζίστορ διπολικής διασταύρωσης και τρανζίστορ εφέ πεδίου.

Τα τρανζίστορ διπολικής σύνδεσης κατηγοριοποιούνται σε τύπους:τρανζίστορ PNP και NPN.

Τα τρανζίστορ έχουν τρεις ακροδέκτες, δηλαδή, συλλέκτη, πομπό και βάση. Σε διαφορετικές διαμορφώσεις τρανζίστορ διακλάδωσης, το σήμα εισόδου εφαρμόζεται σε διαφορετικούς ακροδέκτες.

Τα τρανζίστορ διπολικής διασταύρωσης έχουν την εφαρμογή τους με πολλούς τρόπους. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ενισχυτές, διακόπτες, αισθητήρες θερμοκρασίας κ.λπ.