Обозначение на схемах транзисторов: Что такое транзистор, виды транзисторов и их обозначение

Что такое транзистор, виды транзисторов и их обозначение

Транзисторы — полупроводниковые приборы, предназначенные для усиления, генерирования и преобразования электрических колебаний. Наиболее распространены так называемые биполярные транзисторы.

Их основа — пластинка монокристаллического полупроводника (чаще всего кремния или германия), в которой с помощью особых технологических приемов созданы, как минимум, три области с разной электропроводностью: эмиттер, база и коллектор.

Электропроводность эмиттера и коллектора всегда одинаковая (р или п), базы — противоположная (п или р). Иными словами, биполярный транзистор (далее просто транзистор) содержит два р-п перехода: один из них соединяет базу с эмиттером (эмиттерный переход), другой — с коллектором (коллекторный переход).

На схемах транзисторы обозначают, как показано на рис. 1,а. Здесь короткая черточка с линией-выводом от середины символизирует базу, две наклонные линии, проведенные к ней под углом 60°, — эмиттер и коллектор.

 Рис. 1. Внешний вид транзисторов, обозначение транзисторов на принципиальных схемах.

Об электропроводности базы судят по символу эмиттера: если его стрелка направлена к базе (рис. 1,а), то это означает, эмиттер имеет электропроводность типа р, а база — типа п; если же стрелка направлена в противоположную сторону (рис. 1,6), электропроводность эмиттера и базы — обратная (соответственно пир).

Поскольку, как уже отмечалось, электропроводность коллектора та же, что и эмиттера, стрелку на символе коллектора не изображают. Знать электропроводность эмиттера, базы и коллектора необходимо для того, чтобы правильно подключить транзистор к источнику питания. В справочниках эту информацию приводят в виде структурной формулы.

Транзистор, база которого имеет проводимость типа п, обозначают формулой p-n-p, а транзистор с базой, имеющей электропроводность типа P, — формулой n-p-n. В первом случае на базу и коллектор следует подавать отрицательное (по отношению к эмиттеру) напряжение, во втором — положительное.

Для наглядности условное обозначение транзистора обычно помещают в кружок, символизирующий его корпус. Корпус нередко изготовляют из металла и соединяют с одним из выводов транзистора. На схемах это показывают точкой в месте пересечения лиши-вывода с символом корпуса (у транзистора, изображенного на рис. 1,в, с корпусом соединен вывод коллектора).

Если же корпус снабжен отдельным выводом, линию-вывод допускается присоединять к кружку без точки (рис. 1,г). С целью повышения информативности схем рядом с позиционным обозначением транзистора обычно указывают его тип.

Линии-выводы, идущие от символов эмиттера и коллектора, проводят в одном из двух направлений: перпендикулярно или параллельно линии-выводу базы (рис. 1,д). Излом этой линии допускается лишь на некотором расстоянии от символа корпуса (рис. 1,е).

Транзистор может иметь несколько эмиттерных областей (эмиттеров). В этом случае символы эмиттеров обычно изображают с одной стороны символа базы, а кружок-корпус заменяют овалом (рис. 1,ж).

В некоторых случаях ГОСТ 2.730—73 допускает изображать транзисторы и без символа корпуса, например при изображении бескорпуоных транзисторов ИЛ|Ц когда на схеме необходимо показать транзисторы, входящие в так называемые транзисторные сборки или матрицы (их выпускают в тех же корпусах, что и интегральные микросхемы).

 Рис. 2. Транзисторные сборки.

Поскольку буквенный код VT предусмотрен для обозначения транзисторов, выполненных в виде самостоятельных приборов, транзисторы сборок обозначают одним из следующих способов: либо используют код VT и присваивают им порядковые номера наряду с другими транзисторами (в этом случае на поле схемы помещают такую, например, запись: VT1—VT4 К1НТ251), либо берут код аналоговых микросхем DA и указывают принадлежность транзисторов к матрице в позиционном обозначении (рис. 2,а).

У выводов таких транзисторов, как правило, приводят условные номера, присвоенные выводам корпуса, в котором выполнена сборка. Без символа корпуса изображают на схемах и транзисторы аналоговых и цифровых микросхем (для примера на рис. 1,6 показаны транзисторы структуры n-p-n с тремя и четырьмя эмиттерами).

Условные графические обозначения некоторых разновидностей биполярных транзисторов получают введением в основной символ специальных знаков. Так, чтобы изобразить лавинный транзистор, между символами эмиттера и коллектора помещают знак эффекта лавинного пробоя (рис. 3,а). При повороте условного обозначения положение этого знака должно оставаться неизменным.

 Рис. 3. Лавинный транзистор.

Иначе построено обозначение так называемого однопереходного транзистора. У него один р-п переход, но два вывода базы. Символ эмиттера в обозначении этого транзистора проводят к середине символа базы (рис. 3,6). Об электропроводности базы судят по символу эмиттера (все сказанное ранее о транзисторах с двумя р-п переходами полностью применимо и к однрпереход-ному транзистору).

На обозначение однопереходного транзистора похоже условное обозначение довольно большой группы транзисторов с р-п переходом, получивших название полевых. Основа такого транзистора — созданный в полупроводнике и снабженный двумя выводами (исток и сток) канал с электропроводностью n-или p-типа.

Сопротивлением канала управляет третий электрод — затвор, соединенный с его средней частью р-п переходом. Канал полевого транзистора изображают так же, как и базу биполярного транзистора, но помещают в средней части кружка-корпуса , символы истока и стока присоединяют к нему с одной стороны, затвора — с другой.

Чтобы не вводить каких-либо знаков для различения символов истока и стока, затвор изображают на продолжении линии истока. Электропроводность канала указывают стрелкой на символе затвора.

В условном обозначении полевого транзистора с изолированным затворам (его изображают в виде черточки, параллельной символу канала, с выводом на продолжении линии истока) электропроводность канала показывают стрелкой, помещенной между символами истока и стока: если она направлена к символу канала, то это значит, что изображен транзистор с каналом п-типа, а если в противоположную сторону, — с каналом р-типа (рис. 4,а, б).

Рис. 4. Изображение полевых транзисторов на принципиальных схемах.

Аналогично указывают тип электропроводности канала и при наличии вывода от кристалла-подложки (рис. 4,в), а также при изображении полевого транзистора с так называемым индуцированным каналом, символ которого — три короткие штриха (рис. 4,г, д). Если подложка соединена с одним из электродов (обычно с истоком), это соединение показывают внутри символа без точки (рис. 4, е).

В палевом транзисторе может быть несколько затворов. Изображают их в этом случае короткими черточками, причем линию-вывод первого затвора обязательно помещают на продолжении линии истока (рис. 4,ж).

Линии-выводы полевого транзистора допускается изгибать лишь на некотором расстоянии от символа корпуса (рис. 4,з), который может быть соединен с одним из электродов или иметь самостоятельный вывод (рис. 4,ы).

Из транзисторов, управляемых внешними факторами, в настоящее время находят применение фототранзисторы. В качестве примера на рис. 5 показаны условные обозначения фототранзжггоров с выводом базы и без него.

Наряду с другими полупроводниковыми приборами, действие которых основано на фотоэлектрическом эффекте, фототранзисторы могут входить в состав оптронов. Обозначение фототранзистора в этом случае вместе с символом излучателя света (обычно светодиода) заключают в объединяющий их символ корпуса, а знак фотоэффекта заменяют знаком оптической связи — двумя параллельными стрелками.

Рис. 5. Изображение на принципиальных схемах фототранзисторов.

Для примера на рис. 5,а изображена одна из оптопар сдвоенного оптрона К249КП1, о чем говорит позиционное обозначение U1.1. Аналогично строят условное графическое обозначение оптрона с составным транзистором (рис. 5,6).

Литература: В.В. Фролов, Язык радиосхем, Москва, 1998.

описание, типы, устройство, маркировка, применение.

В  этой статье рассказывается об важно элементе радиоэлектронике — транзисторах. Про принцип действия диодов и их характеристики читайте по ссылке — http://www.radioingener.ru/diody-i-ix-primenenie/

Содержание

• 1 Что такое транзистор.
• 2 Биполярный (обычный) транзистор
  • 2.1 Устройство и структура.
  • 2.2 Изготовление транзисторов.
  • 2.3 Применение транзисторов
  • 2.4 Схемы включения и основные параметры биполярных транзисторов
• 3 Полевой транзистор
• 4 Кодовая и цветовая маркировка транзисторов

Что такое транзистор.

Термин «транзистор» образован из двух английских слов: transfer — преобразователь и resistor — сопротивление.

В большую «семью» полупроводниковых приборов, называемых транзисторами, входят два вида: биполярные и полевые. Первые из них, чтобы как — то отличить их от вторых, часто называют обычными транзисторами.

Биполярный (обычный) транзистор

Биполярные транзисторы используются наиболее широко. Именно с них мы пожалуй и начнем.  В упрощенном виде биполярный транзистор представляет собой пластину полупроводника с тремя (как в слоеном пироге) чередующимися областями разной электропроводности (рис. 1), которые образуют два р — n перехода.

Две крайние области обладают электропроводностью одного типа, средняя — электропроводностью другого типа. У каждой области свой контактный вывод. Если в крайних областях преобладает дырочная электропроводность, а в средней электронная (рис. 1, а), то такой прибор называют транзистором структуры p — n — р. У транзистора структуры n — p — n, наоборот, по краям расположены области с электронной электропроводностью, а между ними — область с дырочной электропроводностью (рис. 1, б).

Рис. 1 Схематическое устройство и графическое обозначение на схемах транзисторов структуры p — n — p и n — p — n.

Устройство и структура.

Если мысленно прикрыть любую из крайних областей транзисторов, изображенных схематически на (рис.1). Что получилось? Оставшиеся две области есть не что иное, как плоскостной диод. Если прикрыть другую крайнюю область, то тоже получится диод. Значит, транзистор можно представить себе как два плоскостных диода с одной общей областью, включенных навстречу друг другу.

Общую (среднюю) область транзистора называют базой, одну крайнюю область — эмиттером, вторую крайнюю область — коллектором.

Это три электрода транзистора. Во время работы эмиттер вводит (эмитирует) в базу дырки (в структуре p — n — р) или электроны (в структуре n — p — n), коллектор собирает эти электрические заряды, вводимые в базу эмиттером.

Различие в обозначениях транзисторов разных структур на схемах заключается лишь в направлении стрелки эмиттера: в p — n — р транзисторах она обращена в сторону базы, а в n — p — n — от базы.

Электронно — дырочные переходы в транзисторе могут быть получены так же, как в плоскостных диодах. Например, чтобы изготовить транзистор структуры p — n — р, берут тонкую пластину германия с электронной электропроводностью и наплавляют на ее поверхность кусочки индия. Атомы индия диффундируют (проникают) в тело пластины, образуя в ней две области типа р — эмиттер и коллектор, а между ними остается очень тонкая (несколько микрон) прослойка полупроводника типа n — база. Транзисторы, изготовляемые по такой технологии, называют сплавными.

Запомни наименования р — n переходов транзистора: между коллектором и базой — коллекторный, между эмиттером и базой — эмиттерный.

Схематическое устройство и конструкция сплавного транзистора показаны на (рис. 2).

Изготовление транзисторов.

Прибор собран на металлическом диске диаметром менее 10 мм. Сверху к этому диску приварен кристаллодержатель, являющийся внутренним выводом базы, а снизу — ее наружный проволочный вывод. Внутренние выводы коллектора и эмиттера приварены к проволочкам, которые впаяны в стеклянные изоляторы и служат внешними выводами этих электродов. Цельнометаллический колпак защищает прибор от механических повреждений и влияния света. Так устроены наиболее распространенные маломощные низкочастотные транзисторы серий МП39, МП40, МП41, МП42 и их разновидности. Буква (М) в обозначении говорит о том, что корпус прибора холодносварной, буква (П)- первоначальная буква слов «плоскостной», а цифры — порядковые заводские номера приборов. В конце обозначения могут быть буквы А, Б, В (например, МП39Б), указывающие разницу в параметрах данной серии. Существуют другие способы изготовления, например, диффузионно — сплавной (рис. 3). Коллектором транзистора, изготовленного по такой технологии, служит пластина исходного полупроводника. На поверхность пластины наплавляют очень близко один от другого два маленьких шарика примесных элементов. Во время нагрева до строго определенной температуры происходит диффузия примесных элементов в пластинку полупроводника. При этом один шарик (на рис. 3 — правый) образует в коллекторе тонкую базовую область, а второй (на рис. 3 — левый) эмиттерную область.

Рис. 2 — Устройство и конструкция сплавного слева и диффузионно — сплавного справа транзистора структуры p — n — p.

В результате в пластине исходного полупроводника получаются два р — n перехода, образующие транзистор структуры р — n — р. По такой технологии изготовляют, в частности, наиболее массовые маломощные высокочастотные транзисторы серий П401-П403, П422, П423, ГТ308. В настоящее время действует система обозначения, по которой выпускаемые серийно приборы имеют обозначения, состоящие из четырех элементов, например: ГТ109А, КТ315В, ГТ403И.

• Первый элемент этой системы обозначения — буква Г, К или А (или цифра 1, 2 и 3) — характеризует полупроводниковый материал и температурные условия работы прибора. Буква Г (или цифра 1) присваивается германиевым транзисторам, буква К (или цифра 2) — кремниевым, буква А (или цифра 3) — транзисторам, полупроводниковым материалом которых служит арсенид галлия. Цифра, стоящая вместо буквы, указывает на то, что данный транзистор может работать при повышенных температурах (германиевый — выше 4- 60°С, кремниевый — выше +85°С).
• Второй элемент — буква Т — начальная буква слова «транзистор».
• Третий элемент — трехзначное число от 101 до 999 — указывает порядковый номер разработки и назначение прибора. Это число присваивается транзистору по признакам, приведенным в таблице.
• Четвертый элемент обозначения — буква, указывающая разновидность прибора данной серии.

Вот некоторые примеры расшифровки обозначений по этой системе :

ГТ109А — германиевый маломощный низкочастотный транзистор, разновидность А;

ГТ404Г — германиевый средней мощности низкочастотный транзистор, разновидность Г;

КТЗ15В — кремниевый маломощный высокочастотный транзистор, разновидность В.

Применение транзисторов

Наряду с такой системой продолжает действовать и прежняя система обозначения, например П27, П401, П213, МП39 и т.д. Объясняется это тем, что такие или подобные транзисторы были разработаны до введения современной маркировки полупроводниковых приборов. Внешний вид некоторых биполярных транзисторов, наиболее широко используемых радиолюбителями, показан на (рис. 4). Маломощный низкочастотный транзистор ГТ109 (структуры р — n — р) имеет в диаметре всего 3, 4 мм. Транзисторы этой серии предназначены для миниатюрных радиовещательных приемников. Их используют также в слуховых аппаратах, в электронных медицинских приборах т.д.

Диаметр транзисторов ГТ309 (р — n — р) 7,4 мм. Такие транзисторы применяют в различных малогабаритных электронных устройствах для усиления и генерирования колебаний высокой частоты.

Транзисторы КТЗ15 (n — p — n) выпускают в пластмассовых корпусах. Эти маломощные приборы предназначены для усиления и генерирования колебаний высокой частоты. Транзисторы МП39 — МП42 (р — n — р) — самые массовые среди маломощных низкочастотных транзисторов. Точно так выглядят и аналогичные им, но структуры n — p — n, транзисторы МП35 — МП38. Диаметр корпуса любого из этих транзисторов 11,5 мм. Наиболее широко их используют в усилителях звуковой частоты.

Так выглядят и маломощные высокочастотные р — n — р транзисторы серий П401 — П403, П416, П423, используемые для усиления высокочастотных сигналов как в промышленных, так и любительских радиовещательных приемниках. Транзистор ГТ402 (р — n — р) — представитель низкочастотных транзисторов средней мощности. Такую же конструкцию имеет его «близнец» ГТ404, но он структуры (n — p — n). Их, обычно используют в паре, в каскадах усиления мощности колебаний звуковой частоты.

Транзистор П213 (германиевый структуры р — n — р) — один из мощных низкочастотных транзисторов, широко используемых в оконечных каскадах усилителей звуковой частоты. Диаметр этого, а также аналогичных ему транзисторов П214 — П216 и некоторых других, 24 мм. Такие транзисторы крепят на шасси или панелях при помощи фланцев. Во время работы они нагреваются, поэтому их обычно ставят на специальные теплоотводящие радиаторы, увеличивающие поверхности охлаждения.

КТ904 — сверхвысокочастотный кремниевый n — p — n транзистор большой мощности. Корпус металлокерамический с жесткими выводами и винтом М5, с помощью которого транзистор крепят на теплопроводящем радиаторе. Функцию радиатора может выполнять массивная металлическая пластина или металлическое шасси радиотехнического устройства. Высота транзистора вместе с выводами и крепежным винтом чуть больше 20 мм. Транзисторы этой серии предназначаются для генераторов и усилителей мощности радиоаппаратуры, работающей на частотах выше 100 МГц, например диапазона УКВ.

Рис. 4 Внешний вид некоторых транзисторов.

Советую просмотреть обучающий фильм:

Схемы включения и основные параметры биполярных транзисторов

Итак, биполярный транзистор, независимо от его структуры, является трехэлектродным прибором. Его электроды — эмиттер, коллектор и база. Для использования транзистора в качестве усилителя напряжения, тока или мощности входной сигнал, который надо усилить, можно подавать на два каких — либо электрода и с двух электродов снимать усиленный сигнал. При этом один из электродов обязательно будет общим. Он — то и определяет название способа включения транзистора: по схеме общего эмиттера (ОЭ), по схеме общего коллектора (ОК), по схеме общей базы (ОБ).

• Включение p-n-р транзистора по схеме ОЭ показано на (рис. 5, а). Напряжение источника питания на коллекторе V подается через резистор Rк, являющийся нагрузкой, на эмиттер — через общий «заземленный» проводник, обозначаемый на схемах специальным знаком. Входной сигнал через конденсатор связи Ссв. подается к выводам базы и эмиттера, т.е. к участку база — эмиттер, а усиленный сигнал снимается с выводов эмиттера и коллектора. Эмиттер, следовательно, при таком включении является общим для входной и выходной цепей. Транзистор, по схеме с ОЭ, в зависимости от его усилительных свойств может дать 10 — 200 — кратное усиление сигнала по напряжению и 20 — 100 — кратное усиление сигнала по току. Такой способ включения по схеме с ОЭ пользуется у радиолюбителей наибольшей популярностью. Существенным недостатком усилительного каскада, включенном по такой схеме, является его сравнительно малое входное сопротивление — всего 500-1000 Ом, что усложняет согласование усилительных каскадов, транзисторы которых включают по такой же схеме. Объясняется это тем, что в данном случае эмиттерный р — n переход транзистора включен в прямом, т.е. пропускном, направлении. А сопротивление пропускного перехода, зависящее от прикладываемого к нему напряжения, всегда мало. Что же касается выходного сопротивления такого каскада, то оно достаточно большое (2-20 кОм) и зависит от сопротивления нагрузки Rк и усилительных свойств.

• Включение прибора схеме ОК показано на (рис. 5, б). Входной сигнал подается на базу и эмиттер через эмиттерный резистор Rэ, который является частью коллекторной цепи. С этого же резистора, выполняющего функцию нагрузки транзистора, снимается и выходной сигнал. Таким образом, этот участок коллекторной цепи является общим для входной и выходной цепей, поэтому и название способа включения транзистора — ОК. Каскад с полупроводником, включенным по такой схеме, по напряжению дает усиление меньше единицы. Усиление же по току получается примерно такое же, как если бы транзистор был включен по схеме ОЭ. Но зато входное сопротивление такого каскада может составлять 10 — 500 кОм, что хорошо согласуется с большим выходным сопротивлением каскада на транзисторе, включенном по схеме ОЭ. По существу, каскад не дает усиления по напряжению, а лишь как бы повторяет подведенный к нему сигнал. Поэтому транзисторы, включаемые по такой схеме, называют также эмиттерными повторителями. Почему эмиттерными? Потому что выходное напряжение на эмиттере практически полностью повторяет входное напряжение. Почему каскад не усиливает напряжение? Давайте мысленно соединим резистором цепь базы с нижним (по схеме) выводом эмиттерного резистора Rэ, как показано на (рис. 5, б) штриховыми линиями. Этот резистор — эквивалент внутреннего сопротивления источника входного сигнала Rвх., например микрофона или звукоснимателя. Таким образом, эмиттерная цепь оказывается связанной через резистор Rвх. с базой. Когда на вход усилителя подается напряжение сигнала, на резисторе Rэ, являющемся нагрузкой транзистора, выделяется напряжение усиленного сигнала, которое через резистор Rвх. оказывается приложенным к базе в противофазе. При этом между эмиттерной и базовой цепями возникает очень сильная отрицательная обратная связь, сводящая на нет усиление каскада. Это по напряжению. А по току усиления получается такое же, как и при включении транзистора по схеме с ОЭ.
• Теперь о включении транзистора по схеме с ОБ (рис. 5, в). В этом случае база через конденсатор Сб по переменному току заземлена, т. е. соединена с общим проводником питания. Входной сигнал через конденсатор Ссв. подают на эмиттер и базу, а усиленный сигнал снимают с коллектора и с заземленной базы. База, таким образом, является общим электродом входной и выходной цепей каскада. Такой каскад дает усиление по току меньше единицы, а по напряжению — такое же, как транзистор, включенный по схеме с ОЭ (10 — 200). Из — за очень малого входного сопротивления, БК превышающего нескольких десятковом (30-100) Ом, включение транзистора по схеме ОБ используют главным образом в генераторах электрических колебаний, в сверхгенеративных каскадах, применяемых, например, в аппаратуре радиоуправления моделями.

Чаще всего как я уже говорил применяются схемы с включением транзистора с ОЭ, реже с ОК. Но это только способы включения. А режим работы транзистора как усилителя определяется напряжениями на его электродах, токами в его цепях и, конечно, параметрами самого транзистора. Качество и усилительные свойства биполярных транзисторов оценивают по нескольким электрическим параметрам, которые измеряют с помощью специальных приборов. Вас же, с практической точки зрения, в первую очередь должны интересовать три основных параметра: обратный ток коллектора Iкбо, статический коэффициент передачи тока h313 (читают так: аш два один э) и граничная частота коэффициента передачи тока Fгр.

• Обратный ток коллектора Iкбо — это неуправляемый ток через коллекторный р — n переход, создающийся неосновными носителями тока транзистора. Он характеризует качество транзистора: чем численное значение параметра Iкбо меньше, тем выше качество. У маломощных низкочастотных транзисторов, например, серий МП39 — МП42, Iкбо не должен превышать 30 мкА, а у маломощных высокочастотных 5 мкА. Транзисторы с большими значениями Iкбо в работе неустойчивы.
• Статический коэффициент передачи тока h31э характеризует усилительные свойства транзистора. Статическим его называют потому, что этот параметр измеряют при неизменных напряжениях на его электродах и неизменных токах в его цепях. Буква «Э» в этом выражении указывает на то, что при измерении полупроводник включают по схеме ОЭ. Коэффициент h31э характеризуется отношением постоянного тока коллектора к постоянному току базы при заданных постоянном обратном напряжении коллектор — эмиттер и токе эмиттера. Чем больше численное значение коэффициента h31э, тем большее усиление сигнала может обеспечить данный прибор.
• Граничная частота коэффициента передачи тока Fгр, выраженная в килогерцах или мегагерцах, позволяет судить о возможности использования транзистора для усиления колебаний тех или иных частот. Граничная частота Fгр транзистора МП39, например, 500 кГц, а транзисторов П401 — П403 — больше 30 МГц. Практически транзисторы используют для усиления частот значительно меньше граничных, так как с повышением частоты коэффициент h31э уменьшается.

При конструировании радиотехнических устройств надо учитывать и такие параметры, как максимально допустимое напряжение коллектор — эмиттер Uкэ max, максимально допустимый ток коллектора Iк.max а также максимально допустимую рассеиваемую мощность коллектора Рк.max — мощность, превращающуюся в тепло.

Полевой транзистор

В этом полупроводниковом приборе управление рабочим током осуществляется не током во входной (базовой) цепи, как в биполярном транзисторе, а воздействием на носители тока электрического поля. Отсюда и название «полевой». Схематическое устройство и конструкция полевого транзистора с р — n переходом показаны на (рис. 6). Основой такого транзистора служит пластина кремния с электропроводностью типа n, в которой имеется тонкая область с электропроводностью типа р. Пластину прибора называют затвором, а область типа р в ней — каналом. С одной стороны канал заканчивается истоком, с другой стоком — тоже областью типа р, но с повышенной концентрацией дырок. Между затвором и каналом создается р — n переход. От затвора, истока и стока сделаны контактные выводы. Если к истоку подключить положительный, а к стоку — отрицательный полюсы батареи питания (на рис. 6 — батарея GB), то в канале появится ток, создающийся движением дырок от истока к стоку. Этот ток, называемый током стока Iс, зависит не только от напряжения этой батареи, но и от напряжения, действующего между источником и затвором (на рис. 6 — элемент G).

И вот почему. Когда на затворе относительно истока действует положительное закрывающее напряжение, обедненная область р — n перехода расширяется (на рис. 6 показано штриховыми линиями). От этого канал сужается, его сопротивление увеличивается, из — за чего ток стока уменьшается. С уменьшением положительного напряжения на затворе обедненная область р — n перехода, наоборот, сужается, канал расширяется, и ток снова увеличивается. Если на затвор вместе с положительным напряжением смещения подавать низкочастотный или высокочастотный сигнал, в цепи стока возникнет пульсирующий ток, а на нагрузке, включенной в эту цепь, — напряжение усиленного сигнала. Так, в упрощенном виде устроены и работают полевые транзисторы с каналом типа р, например — КП102, КП103 (буквы К и П означают «кремниевый полевой»). Принципиально так же устроен и работает полевой транзистор с каналом типа n. Затвор транзистора такой структуры обладает дырочной электропроводностью, поэтому на него относительно истока должно подаваться отрицательное напряжение смещения, а на сток (тоже относительно истока) — положительное напряжение источника питания. На условном графическом изображении полевого транзистора с каналом типа n стрелка на линии затвора направлена в сторону истока, а не от истока, как в обозначении транзистора с каналом типа р. Полевой транзистор — тоже трехэлектродный прибор. Поэтому его, как и биполярный транзистор, включать в усилительный каскад можно тремя способами: по схеме общего стока (ОС), по схеме общего истока (ОИ) и по схеме общего затвора (ОЗ). В радиолюбительской практике применяют в основном только первые два способа включения, позволяющие с наибольшей эффективностью использовать полевые транзисторы.

Усилительный каскад на полевом транзисторе обладает очень большим, исчисляемым мегаомами, входным сопротивлением.

Это позволяет подавать на его вход высокочастотные и низкочастотные сигналы от источников с большим внутренним сопротивлением, например от пьезокерамическрго звукоснимателя, не опасаясь искажения или ухудшения усиления входного сигнала.

В этом главное преимущество полевых транзисторов по сравнению с биполярными. Усилительные свойства полевого транзистора характеризуют крутизной характеристики S — отношением изменения тока стока к изменению напряжения на затворе при коротком замыкании по переменному току на выходе транзистора, включенного по схеме ОИ. Численное значение параметра S выражают в миллиамперах на вольт; для различных транзисторов оно может составлять от 0,1 — 0,2 до 10 — 15 мА/В и больше. Чем больше крутизна, тем большее усиление сигнала может дать транзистор.

Рис. 6 Конструкция и графическое изображение полевого транзистора с каналом типа (p).

Другой параметр полевого транзистора — напряжение отсечки Uзи.отс. — Это обратное напряжение на р — n переходе затвор — канал, при котором ток через этот переход уменьшается до нуля. У различных транзисторов напряжение отсечки может составлять от 0,5 до 10 В. О полевых транзисторах и их уникальных свойствах можно говорить еще много, я попытался рассказать о наиболее существенных.

Кодовая и цветовая маркировка транзисторов

Все картинки кликабельны. Вы можете нажать и сохранить их себе на ПК, чтобы в дальнейшем пользоваться. Или просто сохраните данную страницу нажав в браузере добавить в закладки.

Рис. 1

Рис. 2

Рис. 3

Рис. 4

Рис. 5 — КТ315, КТ361

И так сказать на закуску классификацию корпусов, чтобы при заказе или обозначении на схеме иметь представление о внешнем виде транзистора

Транзисторы | Клуб электроники

Транзисторы | Клуб электроники

типа | Подключение |
Пайка | Тестирование |
Коды | Выбор | Радиаторы

На этой странице рассматриваются практические вопросы, такие как меры предосторожности при пайке и идентификации выводов.
Информацию о работе и использовании транзисторов в схемах см.
страница транзисторных схем.

Транзисторы усиливают ток , например их можно использовать для усиления малого выхода
ток от логической ИС, чтобы она могла управлять лампой, реле или другим сильноточным устройством.
Во многих цепях для преобразования изменяющегося тока в изменяющееся напряжение используется резистор.
поэтому транзистор используется для усилить напряжение .

Транзистор может использоваться как переключатель (либо полностью включенный с максимальным током, либо полностью выключенный с
нет тока) и как усилитель (всегда частично включен).

Величина усиления тока называется усилением тока , символ h _FE
(один из многих параметров транзисторов, каждый со своим символом).

Rapid Electronics: транзисторы

Типы транзисторов

Существует два типа стандартных (биполярных) транзисторов: NPN и PNP ,
с различными символами цепи, как показано на рисунке. Буквы относятся к слоям полупроводникового материала, используемого для изготовления транзистора.
Большинство транзисторов, используемых сегодня, являются транзисторами NPN, потому что их легче всего изготовить из кремния.
Если вы новичок в электронике, лучше всего начать с изучения того, как использовать транзисторы NPN.

Выводы маркированы база (B), коллектор (C) и эмиттер (E).
Эти термины относятся к внутренней работе транзистора, но они не так уж важны.
помогают понять, как используется транзистор, так что просто относитесь к ним как к меткам.

Пара Дарлингтона – это два транзистора, соединенных вместе.
чтобы получить очень высокий коэффициент усиления по току.

В дополнение к биполярным транзисторам существуют полевых транзисторов , которые обычно
именуется FET с. У них разные символы и свойства цепей, и они не рассматриваются на этой странице.

Соединительный

Транзисторы имеют три вывода, которые должны быть правильно подключены.
Будьте осторожны, потому что неправильно подключенный транзистор может выйти из строя сразу после включения.

Ориентация транзистора может быть ясной из схемы компоновки печатной платы или платы, в противном случае вы
необходимо обратиться к каталогу или веб-сайту поставщика, чтобы определить потенциальных клиентов.

На рисунках показаны выводы для некоторых распространенных типов корпусов транзисторов.

Обратите внимание, что схемы выводов транзисторов показывают вид с ниже с
ведет к вам. Это противоположно схемам выводов микросхемы, на которых показан вид сверху.

Пайка

Транзисторы могут быть повреждены нагреванием при пайке, поэтому, если вы не являетесь экспертом,
целесообразно использовать радиатор, прикрепленный к проводу между соединением и корпусом транзистора.
Можно купить специальный инструмент, а стандартную клипсу-крокодил (без пластиковой крышки)
работает так же и дешевле.

Не путайте этот временный радиатор с постоянным радиатором (описан ниже).
которые могут потребоваться силовому транзистору для предотвращения его перегрева во время работы.

Проверка транзистора

Транзисторы могут быть повреждены нагреванием при пайке или неправильным использованием в цепи.
Если вы подозреваете, что транзистор может быть поврежден, есть два простых способа проверить его :

.

1.

Проверка мультиметром

Используйте мультиметр или
простой тестер (батарея, резистор и светодиод)
проверить каждую пару отведений на проводимость. Настройте цифровой мультиметр на проверку диодов.
и аналоговый мультиметр для диапазона низкого сопротивления.

Проверка каждой пары выводов в обоих направлениях (всего шесть тестов):

• Соединение база-эмиттер (BE) должно вести себя как диод, а проводить только в одну сторону .
• Переход база-коллектор (BC) должен вести себя как диод, а проводить только в одну сторону .
• коллектор-эмиттер (CE) не должен проводить в любом направлении .

На схеме показано, как ведут себя переходы в транзисторе NPN.
Диоды перевернуты в транзисторе PNP, но можно использовать ту же процедуру проверки.

Проверка транзистора NPN

2. Тестирование в простой схеме

Подключите транзистор к показанной простой схеме.
Напряжение питания не критично, подойдет любое от 5В до 12В.
Эту схему можно быстро построить, например, на макетной плате.
Позаботьтесь о том, чтобы включить 10k
резистор в соединении с базой, иначе вы разрушите транзистор при проверке!

Если транзистор исправен, светодиод должен загореться при нажатии переключателя
и не светится при отпускании переключателя.

Для проверки транзистора PNP используйте ту же схему, но поменяйте местами светодиод и напряжение питания.

Некоторые мультиметры имеют функцию проверки транзисторов, которая
обеспечивает известный базовый ток и измеряет ток коллектора, чтобы отобразить
коэффициент усиления по постоянному току транзистора h _FE .

Простая схема переключения
для проверки транзистора NPN

Коды транзисторов

В Великобритании используются три основных серии кодов транзисторов:

Коды, начинающиеся с B (или A), напр. BC108

Первая буква B для кремния, A для германия (сейчас используется редко).
Вторая буква указывает тип; например, C означает маломощную звуковую частоту;
D означает звуковую частоту высокой мощности; F означает низкую мощность высокой частоты.
Остальная часть кода идентифицирует конкретный транзистор.
В системе нумерации нет очевидной логики.
Иногда в конце добавляется буква (например, BC108C) для обозначения специальной версии.
основного типа, например более высокий коэффициент усиления по току или другой стиль корпуса.
Если в проекте указана версия с более высоким коэффициентом усиления (BC108C), ее необходимо использовать.
но если указан общий код (BC108), подойдет любой транзистор с этим кодом.

Коды, начинающиеся с TIP, например. TIP31A

TIP относится к производителю: силовой транзистор Texas Instruments.
Буква в конце обозначает версии с другим номинальным напряжением.

Коды, начинающиеся с 2N, напр. 2N3053

Начальная цифра 2N идентифицирует деталь как транзистор, а остальная часть кода
идентифицирует конкретный транзистор. В системе нумерации нет очевидной логики.

Выбор транзистора

В большинстве проектов указывается конкретный транзистор, но обычно можно заменить его эквивалентным транзистором.
из широкого ассортимента. Наиболее важными свойствами, на которые следует обратить внимание, являются максимальный ток коллектора I _С
и коэффициент усиления по току h _FE . Чтобы облегчить выбор, большинство поставщиков группируют свои транзисторы по категориям.
определяется либо их типовым использованием , либо максимальной мощностью рейтингом.

Чтобы сделать окончательный выбор, вам может понадобиться ознакомиться с таблицами технических данных, представленными в каталогах, книгах и в Интернете.
Они содержат много полезной информации, но могут быть трудны для понимания, если вы не знакомы с
используемые термины и сокращения.

Вот некоторые из терминов, которые вы, вероятно, увидите:

Структура — тип транзистора, NPN или PNP, заменитель должен быть того же типа.

Корпус типа — расположение выводов.

I _C макс. — максимальный ток коллектора.

В _CE макс. — максимальное напряжение на переходе коллектор-эмиттер, игнорируйте это для низковольтных цепей.

ч _ФЭ — коэффициент усиления по току (строго коэффициент усиления по постоянному току).
Гарантированное минимальное значение дано, потому что фактическое значение варьируется от транзистора к транзистору — даже для одного и того же типа!
Обратите внимание, что текущее усиление — это просто число, поэтому оно не имеет единиц измерения. Коэффициент усиления часто указывается при определенном токе коллектора I _C
который обычно находится в середине диапазона транзистора, например, «100@20 мА» означает усиление не менее 100 при 20 мА.
Иногда указываются минимальные и максимальные значения. Поскольку коэффициент усиления примерно постоянен для различных токов, но изменяется от
транзистор к транзистору эта деталь представляет интерес только для специалистов.

P _до макс. — максимальная полная мощность, которую можно развить в транзисторе, обратите внимание, что
для достижения максимального рейтинга потребуется радиатор. Этот рейтинг важен для
транзисторов, работающих как усилители, мощность примерно равна I _C  × V _CE .
Для транзисторов, работающих как ключи, большее значение имеет максимальный ток коллектора (I _C  макс.).

Категория — типичное применение транзистора, хорошая отправная точка при поиске замены.
Для разных категорий могут быть отдельные таблицы.

Возможные заменители — транзисторы с аналогичными электрическими свойствами, которые подойдут
заменители в большинстве цепей. Они могут иметь другой стиль корпуса, поэтому будьте осторожны при размещении на печатной плате.

Rapid Electronics: транзисторы

Радиаторы для транзисторов

Радиаторы необходимы для транзисторов, пропускающих большие токи.

Отработанное тепло образуется в транзисторах из-за протекающего через них тока.
Если вы обнаружите, что транзистор становится слишком горячим, чтобы до него можно было дотронуться, ему определенно нужен радиатор!
Радиатор помогает рассеивать (удалять) тепло, передавая его окружающему воздуху.

Фотография © Rapid Electronics

Скорость производства сбросного тепла называется тепловой мощностью, P.
Обычно базовый ток I _B слишком мал, чтобы выделять много тепла, поэтому
мощность определяется коллекторным током I _C и напряжением V _CE на транзисторе:

Нагрев не является проблемой, если I _C мал или если транзистор используется в качестве
переключиться, потому что, когда «полный» V _CE почти нулевой.
Однако силовые транзисторы, используемые в таких схемах, как аудиоусилитель или регулятор скорости двигателя, будут частично
большую часть времени на V _{и CE} может быть около половины напряжения питания. Эти силовые транзисторы почти
обязательно нужен радиатор, чтобы предотвратить их перегрев.

Силовые транзисторы

обычно имеют отверстия под болты для крепления радиаторов, но также доступны радиаторы с клипсами.
Убедитесь, что вы используете правильный тип транзистора.
Многие транзисторы имеют металлические корпуса, которые соединены с одним из выводов.
возможно, потребуется изолировать радиатор от транзистора. Изоляционные комплекты
доступны с листом слюды и пластиковой втулкой для болта.
Теплопроводящая паста может быть использована для улучшения потока тепла от транзистора к транзистору.
теплоотвод, это особенно важно, если используется изоляционный комплект.

Комплект изоляции

Теплопроводная паста

Фотографии © Rapid Electronics

Характеристики радиатора

Радиаторы

оцениваются по их тепловому сопротивлению (Rth) в °C/Вт.
Например, 2°C/Вт означает, что теплоотвод (и, следовательно, компонент, прикрепленный к нему) будет иметь температуру 2°C.
горячее окружающего воздуха на каждый 1 Вт тепла, который он рассеивает.
Обратите внимание, что более низкое тепловое сопротивление означает лучший теплоотвод .

Расчет необходимой мощности радиатора:

1. Сначала найдите рассеиваемую тепловую мощность:
   

   P = I C  × V CE

   (если сомневаетесь, используйте максимально возможное значение для I _C и предположите, что V _CE составляет половину напряжения питания).
   
   Пример: транзистор проходит 1 А и подключен к источнику питания 12 В, поэтому мощность составляет около
   1 × ½ × 12 = 6 Вт.

2. Найти максимальную рабочую температуру (Tmax) для транзистора, если это возможно,
   в противном случае примите Tmax = 100 °C.

3. Оцените максимальную температуру окружающей среды (окружающего воздуха) (Tair).
   Если теплоотвод будет снаружи корпуса, Tair = 25°C разумно,
   но внутри она будет выше (возможно, 40°C), что позволит всему прогреться в процессе работы.
4. Рассчитайте максимальное тепловое сопротивление (Rth) радиатора, используя:
   

   Rth = (Tmax — Tair) / P

   С примерными значениями, приведенными выше: Rth = (100-25)/6 = 12,5 °C/Вт.

5. Выберите радиатор с тепловым сопротивлением меньше , чем значение, рассчитанное выше
   (помните, что более низкое значение означает лучший отвод тепла), например, 5°C/Вт было бы разумным выбором, чтобы обеспечить запас прочности.
   Теплоотвод 5 °C/Вт, рассеивающий 6 Вт, будет иметь разность температур 5 × 6 = 30 °C.
   поэтому температура транзистора повысится до 25 + 30 = 55 °C (безопасно меньше, чем максимум 100 °C).
6. Все вышеизложенное предполагает, что транзистор имеет ту же температуру, что и радиатор.
   Это разумное предположение, если они прочно скреплены болтами или зажимами.
   Однако вам, возможно, придется положить лист слюды или что-то подобное между ними, чтобы обеспечить электрическую изоляцию.
   тогда транзистор будет горячее радиатора и расчет усложнится.
   Для обычных листов слюды вы должны вычесть 2°C/Вт из значения теплового сопротивления (Rth), рассчитанного на шаге 4 выше.

Или используйте метод проб и ошибок!

Если приведенные выше шаги кажутся вам слишком сложными, вы можете попробовать подключить радиатор среднего размера и надеяться на лучшее.
Осторожно следите пальцем за температурой транзистора, если станет уж больно горячим выключайте
немедленно и используйте радиатор большего размера.

Rapid Electronics: радиаторы

Почему термостойкость?

Термин « тепловое сопротивление » используется потому, что он аналогичен электрическому сопротивлению:

• Разница температур на радиаторе (между транзистором и воздухом) подобна напряжению (разнице потенциалов) на резисторе.
• Тепловая мощность (скорость нагрева), протекающая через радиатор от транзистора к воздуху, аналогична току, протекающему через резистор.
• Таким образом, R = V/I становится Rth = (Tmax – Tair)/P
• Точно так же, как вам нужна разница напряжений для протекания тока, вам нужна разница температур для протекания тепла.

Рапид Электроникс
любезно разрешили мне использовать их изображения на этом сайте, и я очень благодарен за их поддержку.
У них есть широкий выбор транзисторов и других компонентов для электроники, и я рад
рекомендую их как поставщика.

Книги по компонентам:

Условное обозначение источников напряжения в транзисторных схемах

спросил
1 год, 5 месяцев назад

Изменено
5 месяцев назад

Просмотрено
210 раз

\$\начало группы\$

Не должен ли источник напряжения \$V_{CE}\$, названный автором моей книги, называться \$V_{CB}\$ или \$V_{BC}\$ в соответствии с соглашением об именах как этот источник напряжения находится между диодом база-коллектор? Кроме того, где я могу узнать о правильном наименовании источников напряжения в транзисторах?

• транзисторы

\$\конечная группа\$

3

\$\начало группы\$

На этой схеме неправильно используется обозначение с двойным нижним индексом, и, к сожалению, это происходит так часто, как это происходит.

\$V_{CE}\$ означает «падение напряжения от коллектора к эмиттеру» или «напряжение на коллекторе относительно эмиттера».

\$V_{C}\$ означает «напряжение на коллекторе относительно земли».

\$V_{CC}\$ означает «напряжение источника питания, которое наиболее тесно связано с выводом коллектора».

Источник питания \$V_{CC}\$ традиционно был положительным источником, связанным со схемами NPN, а \$V_{DD}\$ традиционно был положительным источником питания для схем NMOS, но эти обозначения стали общими именами для положительного источника питания. Напряжение. Точно так же \$V_{SS}\$ стал общим термином для заземления.

Источник:
https://en.wikipedia.org/wiki/Double_subscript_notation

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Кажется, у людей разные представления о том, как использовать это соглашение.
Я бы не воспринимал это слишком серьезно. Обычно вы знаете, что имелось в виду.