Обозначение транзисторов на схемах: Транзистор. Обозначение на схемах и внешний вид транзисторов.

Транзистор. Обозначение на схемах и внешний вид транзисторов.

На фото справа вы видите первый работающий транзистор, который был создан в 1947 году тремя учёными – Уолтером Браттейном, Джоном Бардином и Уильямом Шокли.

Несмотря на то, что первый транзистор имел не очень презентабельный вид, это не помешало ему произвести революцию в радиоэлектронике.

Трудно предположить, какой бы была нынешняя цивилизация, если бы транзистор не был изобретён.

Транзистор является первым твёрдотельным устройством, способным усиливать, генерировать и преобразовывать электрический сигнал. Он не имеет подверженных вибрации частей, обладает компактными размерами. Это делает его очень привлекательным для применения в электронике.

Это было маленькое вступление, а теперь давайте разберёмся более подробно в том, что же представляет собой транзистор.

Сперва стоит напомнить о том, что транзисторы делятся на два больших класса. К первому относятся так называемые биполярные, а ко второму – полевые (они же униполярные). Основой как полевых, так и биполярных транзисторов является полупроводник. Основной же материал для производства полупроводников — это германий и кремний, а также соединение галлия и мышьяка — арсенид галлия (GaAs).

Стоит отметить, что наибольшее распространение получили транзисторы на основе кремния, хотя и этот факт может вскоре пошатнуться, так как развитие технологий идёт непрерывно.

Так уж случилось, но вначале развития полупроводниковой технологии лидирующее место занял биполярный транзистор. Но не многие знают, что первоначально ставка делалась на создание полевого транзистора. Он был доведён до ума уже позднее. О полевых MOSFET-транзисторах читайте здесь.

Не будем вдаваться в подробное описание устройства транзистора на физическом уровне, а сперва узнаем, как же он обозначается на принципиальных схемах. Для новичков в электронике это очень важно.

Для начала, нужно сказать, что биполярные транзисторы могут быть двух разных структур. Это структура P-N-P и N-P-N. Пока не будем вдаваться в теорию, просто запомните, что биполярный транзистор может иметь либо структуру P-N-P, либо N-P-N.

На принципиальных схемах биполярные транзисторы обозначаются вот так.

Как видим, на рисунке изображены два условных графических обозначения. Если стрелка внутри круга направлена к центральной черте, то это транзистор с P-N-P структурой. Если же стрелка направлена наружу – то он имеет структуру N-P-N.

Маленький совет.

Чтобы не запоминать условное обозначение, и сходу определять тип проводимости (p-n-p или n-p-n) биполярного транзистора, можно применять такую аналогию.

Сначала смотрим, куда указывает стрелка на условном изображении. Далее представляем, что мы идём по направлению стрелки, и, если упираемся в «стенку» – вертикальную черту – то, значит, «Прохода Нет»! «Нет» – значит p-n-p (П-Н-П ).

Ну, а если идём, и не упираемся в «стенку», то на схеме показан транзистор структуры n-p-n. Похожую аналогию можно использовать и в отношении полевых транзисторов при определении типа канала (n или p). Про обозначение разных полевых транзисторов на схеме читайте тут.

Обычно, дискретный, то есть отдельный транзистор имеет три вывода. Раньше его даже называли полупроводниковым триодом. Иногда у него может быть и четыре вывода, но четвёртый служит для подключения металлического корпуса к общему проводу. Он является экранирующим и не связан с другими выводами. Также один из выводов, обычно это коллектор (о нём речь пойдёт далее), может иметь форму фланца для крепления к охлаждающему радиатору или быть частью металлического корпуса.

Вот взгляните. На фото показаны различные транзисторы ещё советского производства, а также начала 90-ых.

А вот это уже современный импорт.

Каждый из выводов транзистора имеет своё назначение и название: база, эмиттер и коллектор. Обычно эти названия сокращают и пишут просто Б (База), Э (Эмиттер), К (Коллектор). На зарубежных схемах вывод коллектора помечают буквой C, это от слова Collector — «сборщик» (глагол Collect — «собирать»). Вывод базы помечают как B, от слова Base (от англ. Base — «основной»). Это управляющий электрод. Ну, а вывод эмиттера обозначают буквой E, от слова Emitter — «эмитент» или «источник выбросов». В данном случае эмиттер служит источником электронов, так сказать, поставщиком.

В электронную схему выводы транзисторов нужно впаивать, строго соблюдая цоколёвку. То есть вывод коллектора запаивается именно в ту часть схемы, куда он должен быть подключен. Нельзя вместо вывода базы впаять вывод коллектора или эмиттера. Иначе не будет работать схема.

Как узнать, где на принципиальной схеме у транзистора коллектор, а где эмиттер? Всё просто. Тот вывод, который со стрелкой – это всегда эмиттер. Тот, что нарисован перпендикулярно (под углом в 90°) к центральной черте – это вывод базы. А тот, что остался – это коллектор.

Также на принципиальных схемах транзистор помечается символом VT или Q. В старых советских книгах по электронике можно встретить обозначение в виде буквы V или T. Далее указывается порядковый номер транзистора в схеме, например, Q505 или VT33. Стоит учитывать, что буквами VT и Q обозначаются не только биполярные транзисторы, но и полевые в том числе.

Далее узнаем, как найти транзисторы на печатной плате электронного прибора.

В реальной электронике транзисторы легко спутать с другими электронными компонентами, например, симисторами, тиристорами, интегральными стабилизаторами, так как те имеют такие же корпуса. Особенно легко запутаться, когда на электронном компоненте нанесена неизвестная маркировка.

В таком случае нужно знать, что на многих печатных платах производится разметка позиционирования и указывается тип элемента. Это так называемая шелкография. Так на печатной плате рядом с деталью может быть написано Q305. Это значит, что этот элемент транзистор и его порядковый номер в принципиальной схеме – 305. Также бывает, что рядом с выводами указывается название электрода транзистора. Так, если рядом с выводом есть буква E, то это эмиттерный электрод транзистора. Таким образом, можно чисто визуально определить, что же установлено на плате – транзистор или совсем другой элемент.

Как уже говорилось, это утверждение справедливо не только для биполярных транзисторов, но и для полевых. Поэтому, после определения типа элемента, необходимо уточнять класс транзистора (биполярный или полевой) по маркировке, нанесённой на его корпус.

Полевой транзистор FR5305 на печатной плате прибора. Рядом указан тип элемента — VT

Любой транзистор имеет свой типономинал или маркировку. Пример маркировки: КТ814. По ней можно узнать все параметры элемента. Как правило, они указаны в даташите (datasheet). Он же справочный лист или техническая документация. Также могут быть транзисторы этой же серии, но чуть с другими электрическими параметрами. Тогда название содержит дополнительные символы в конце, или, реже, в начале маркировки. (например, букву А или Г).

Зачем так заморачиваться со всякими дополнительными обозначениями? Дело в том, что в процессе производства очень сложно достичь одинаковых характеристик у всех транзисторов. Всегда есть определённое, пусть и, небольшое, но отличие в параметрах. Поэтому их делят на группы (или модификации).

Строго говоря, параметры транзисторов разных партий могут довольно существенно различаться. Особенно это было заметно ранее, когда технология их массового производства только оттачивалась.

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

• Цифровой мультиметр. Какой мультиметр выбрать новичку?

Условное обозначение транзисторов на схемах

Транзистор (от английских слов transfer) — переносить и (re)sistor — сопротивление) — полупроводниковый прибор, предназначенный для усиления,
генерирования и преобразования электрических колебаний. Наиболее распространены так называемые биполярные транзисторы.
Электропроводность эмиттера и коллектора всегда одинаковая (p или n), базы — противоположная (n или p). Иными словами,
биполярный транзистор содержит два р-n-перехода: один из них соединяет базу с эмиттером (эмиттерный переход), другой — с коллектором (коллекторный переход).

Буквенный код транзисторов — латинские буквы VT. На схемах эти полупроводниковые приборы обозначают, как показано на рис. 1.
Здесь короткая черточка с линией от середины символизирует базу, две наклонные линии, проведенные к ее краям под углом 60°, — эмиттер и коллектор.
Об электропроводности базы судят по символу эмиттера: если его стрелка направлена к базе (см. рис. 1, VT1), то это означает, что эмиттер имеет электропроводность типа р,
а база— типа n, если же стрелка направлена в противоположную сторону (VT2), электропроводность эмиттера и базы обратная.

Рис.1. Условное обозначение транзисторов

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 электропроводимость типа n, обозначают формулой p-n-p, а транзистор с базой,
имеющей электропроводность типа p-n-p. В первом случае на базу и коллектор следует подавать отрицательное по отношению к эмиттеру напряжение, во втором — положительное.

Для наглядности условное графическое обозначение дискретного транзистора обычно помещают в кружок, символизирующий его корпус.
Иногда металлический корпус соединяют с одним из выводов транзистора. На схемах это показывается точкой в месте пересечения соответствующего вывода с
символом корпуса. Если же корпус снабжен отдельным выводом, линию-вывод допускается присоединять к кружку без точки (VT3 на рис. 1). В целях повышения
информативности схем рядом с позиционным обозначением транзистора допускается указывать его тип.

Линии электрической связи, идущие от эмиттера и коллектора проводят в одном из двух направлений: перпендикулярно или параллельно выводу базы (VT3-VT5).
Излом вывода базы допускается лишь на некотором расстоянии от символа корпуса (VT4).

Транзистор может иметь несколько эмиттерных областей (эмиттеров). В этом случае символы эмиттеров обычно изображают с одной стороны символа базы, а
окружность обозначения корпуса заменяют овалом (рис. 1, VT6).

Стандарт допускает изображать транзисторы и без символа корпуса, например, при изображении бескорпусных транзисторов или когда на схеме необходимо показать
транзисторы, входящие в состав сборки транзисторов или интегральной схемы.

Поскольку буквенный код VT предусмотрен для обозначения транзисторов, выполненных в виде самостоятельного прибора, 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 К159НТ1), либо используют код аналоговых микросхем (DA) и указывают принадлежность транзисторов в
сборке в позиционном обозначении (рис. 2, DA1.1, DA1.2). У выводов таких транзисторов, как правило, приводят условную нумерацию, присвоенную выводам корпуса, в котором выполнена матрица.

Рис.2. Условное обозначение транзисторных сборок

Без символа корпуса изображают на схемах и транзисторы аналоговых и цифровых микросхем (для примера на рис. 2 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 (см. рис. 3, VTl, VT2).
При повороте обозначения транзистора на схеме положение этого знака должно оставаться неизменным.

Рис.3. Условное обозначение лавинных транзисторов

Иначе построено обозначение однопереходного транзистора: у него один p-n-переход, но два вывода базы. Символ эмиттера в обозначении этого транзистора
проводят к середине символа базы (рис. 3, VT3, VT4). Об электропроводности последней судят по символу эмиттера (направлению стрелки).

На символ однопереходного транзистора похоже обозначение большой группы транзисторов с p-n-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. Канал изображают так же, как и базу биполярного транзистора, но помещает в середине
кружка-корпуса (рис. 4, VT1), символы истока и стока присоединяют к нему с одной стороны, затвора — с другой стороны на продолжении линии истока.
Электропроводность канала указывают стрелкой на символе затвора (на рис. 4 условное графическое обозначение VT1 символизирует транзистор с каналом n-типа, VT2 — с каналом p-типа).

Рис.4. Условное обозначение полевых транзисторов

В условном графическом обозначении полевых транзисторов с изолированным затвором (его изображают черточкой, параллельной символу канала с выводом на продолжении линии истока)
электропроводность канала показывают стрелкой, помещенной между символами истока и стока. Если стрелка направлена к каналу, то это значит, что изображен транзистор с
каналом n-типа, а если в противоположную сторону (см. рис. 4, VT3) — с каналом р-типа. Аналогично поступают при наличии вывода от подложки (VT4), а также при
изображении полевого транзистора с так называемым индуцированным каналом, символ которого — три коротких штриха (см. рис. 4, VT5, VT6). Если подложка соединена с
одним из электродов (обычно с истоком), это показывают внутри обозначения без точки (VT7, VT8).

В полевом транзисторе может быть несколько затворов. Изображают их более короткими черточками, причем линию-вывод первого затвора обязательно помещают на продолжении линии истока (VT9).

Линии-выводы полевого транзистора допускается изгибать лишь на некотором расстоянии от символа корпуса (см. рис. 4, VT1). В некоторых типах полевых транзисторов
корпус может быть соединен с одним из электродов или иметь самостоятельный вывод (например, транзисторы типа КП303).

Из транзисторов, управляемых внешними факторами, широкое применение находят фототранзисторы. В качестве примера на рис. 5 показаны
условные графические обозначения фототранзисторов с выводом базы (VT1, VT2) и без него (VT3). Наряду с другими полупроводниковыми приборами, действие
которых основано на фотоэлектрическом эффекте, фототранзисторы могут входить в состав оптронов. Обозначение фототранзистора в этом случае вместе с обозначением излучателя
(обычно светодиода) заключают в объединяющий их символ корпуса, а знак фотоэффекта — две наклонные стрелки заменяют стрелками, перпендикулярными символу базы.

Рис.5. Условное обозначение фототранзисторов и оптронов

Для примера на рис. 5 изображена одна из оптопар сдвоенного оптрона (об этом говорит позиционное обозначение U1.1). Аналогично строится обозначение оптрона с составным транзистором (U2).

Типы транзисторов — переходные транзисторы и полевые транзисторы

Транзистор стал важным компонентом современной электроники, и мы не можем представить мир без транзисторов. В этом уроке мы узнаем о классификации и различных типах транзисторов. Мы узнаем о BJT (NPN и PNP), JFET (N-Channel и P-Channel), MOSFET (Enhanced and Depletion), а также транзисторах на основе их приложений (Small Signal, Fast Switching, Power и т. д.).

Схема

Введение

Транзистор представляет собой полупроводниковое устройство, которое используется либо для усиления сигналов, либо для работы в качестве переключателя с электрическим управлением. Транзистор представляет собой устройство с тремя выводами, и небольшой ток / напряжение на одном выводе (или выводе) будет контролировать большой поток тока между двумя другими выводами (выводами).

В течение долгого времени электронные лампы были заменены транзисторами, потому что транзисторы имеют больше преимуществ перед электронными лампами. Транзисторы имеют небольшие размеры и требуют мало энергии для работы, а также имеют малое рассеивание мощности. Транзистор является одним из важных активных компонентов (устройство, которое может производить выходной сигнал большей мощности, чем входной сигнал).

Транзистор является важным компонентом почти каждой электронной схемы, такой как: усилители, переключатели, генераторы, регуляторы напряжения, источники питания и, что наиболее важно, цифровые логические ИС.

Со времени изобретения первого транзистора и до наших дней транзисторы подразделяются на различные типы в зависимости от их конструкции или принципа действия. Следующая древовидная диаграмма объясняет базовую классификацию различных типов транзисторов.

Схема дерева транзисторов

Классификацию транзисторов можно легко понять, наблюдая за приведенной выше древовидной диаграммой. Транзисторы в основном делятся на два типа. Это: биполярные переходные транзисторы (BJT) и полевые транзисторы (FET). BJT снова подразделяются на транзисторы NPN и PNP. Полевые транзисторы делятся на JFET и MOSFET. Транзисторы

Junction FET далее подразделяются на N-канальные JFET и P-канальные JFET в зависимости от их конструкции. МОП-транзисторы подразделяются на режим истощения и режим улучшения. Опять же, транзисторы режима истощения и улучшения дополнительно классифицируются на соответствующие N-канальные и P-канальные.

Типы транзисторов

Как упоминалось ранее, в более широком смысле основными семействами транзисторов являются BJT и FET. Независимо от семейства, к которому они принадлежат, все транзисторы имеют правильное/специфическое расположение различных полупроводниковых материалов. Обычно используемые полупроводниковые материалы для изготовления транзисторов — это кремний, германий и арсенид галлия.

В основном транзисторы классифицируют в зависимости от их конструкции. Каждый тип транзисторов имеет свои особенности, преимущества и недостатки.

Физически и конструктивно разница между BJT и FET заключается в том, что в BJT для работы требуются как основные, так и неосновные носители заряда, тогда как в случае FET требуются только основные носители заряда.

Исходя из своих свойств и характеристик, некоторые транзисторы в основном используются для переключения (MOSFET), а с другой стороны, некоторые транзисторы используются для целей усиления (BJT). Некоторые транзисторы предназначены как для усиления, так и для переключения.

Соединительные транзисторы

Соединительные транзисторы обычно называются биполярными соединительными транзисторами (BJT). Термин «биполярный» означает, что для проведения тока необходимы как электроны, так и дырки, а термин «переход» означает, что он содержит PN-переход (фактически два перехода).

BJT имеют три клеммы: излучатель (E), база (B) и коллектор (C). Транзисторы BJT классифицируются на транзисторы NPN и PNP в зависимости от конструкции.

Биполярные транзисторы по существу являются устройствами с управлением по току. Если через базу биполярного транзистора протекает небольшой ток, то это вызывает протекание большого тока от эмиттера к коллектору. Транзисторы с биполярным соединением имеют низкое входное сопротивление, что приводит к протеканию большого тока через транзистор.

Биполярные переходные транзисторы включаются только входным током, подаваемым на базовую клемму. BJT могут работать в трех регионах. Это:

• Область отсечки: здесь транзистор находится в состоянии «ВЫКЛ», т. е. ток, протекающий через транзистор, равен нулю. По сути, это открытый переключатель.
• Активная область: Здесь транзистор действует как усилитель.
• Область насыщения: здесь транзистор полностью включен и работает как замкнутый переключатель.

Транзистор NPN

NPN — это один из двух типов транзисторов с биполярным переходом (BJT). Транзистор NPN состоит из двух полупроводниковых материалов n-типа, разделенных тонким слоем полупроводника p-типа. Здесь основными носителями заряда являются электроны, а дырки — неосновные носители заряда. Поток электронов от эмиттера к коллектору управляется током, протекающим в базовой клемме.

Небольшой ток на базовой клемме вызывает протекание большого тока от эмиттера к коллектору. В настоящее время наиболее часто используемым биполярным транзистором является NPN-транзистор, поскольку подвижность электронов больше, чем подвижность дырок. Стандартное уравнение для токов, протекающих в транзисторе, имеет вид 9.0003

 I _E = I _B + I _C

Ниже приведены символы и структура транзисторов NPN.

Транзистор PNP

PNP — это еще один тип транзисторов с биполярным переходом (BJT). Транзисторы PNP содержат два полупроводниковых материала p-типа и разделены тонким слоем полупроводника n-типа. Основными носителями заряда в PNP-транзисторах являются дырки, в то время как электроны являются неосновными носителями заряда. Стрелка на выводе эмиттера транзистора указывает на протекание обычного тока. В транзисторе PNP ток течет от эмиттера к коллектору.

Транзистор PNP включен, когда на базовую клемму подается НИЗКИЙ уровень относительно эмиттерной. Символ и структура транзистора PNP показаны ниже.

FET (полевой транзистор)

Полевой транзистор (FET) — еще один основной тип транзисторов. По сути, полевой транзистор также имеет три вывода (как и биполярные транзисторы). Три терминала: Ворота (G), Слив (D) и Источник (S). Полевые транзисторы подразделяются на полевые транзисторы с переходом (JFET) и полевые транзисторы с изолированным затвором (IG-FET) или металлооксидно-полупроводниковые полевые транзисторы (MOSFET).

Для соединений в цепи мы также рассматриваем четвертую клемму, называемую Базой или Подложкой. Полевые транзисторы контролируют размер и форму канала между истоком и стоком, который создается напряжением, приложенным к затвору.

Полевые транзисторы являются однополярными устройствами, так как для их работы требуются только основные носители заряда (в отличие от BJT, которые являются биполярными транзисторами).

JFET (полевой транзистор)

Полевой транзистор (JFET) — это самый ранний и простой тип полевого транзистора. JFET используются в качестве переключателей, усилителей и резисторов. Этот транзистор является устройством, управляемым напряжением. Ему не нужен ток смещения.

Напряжение между затвором и истоком управляет протеканием электрического тока между истоком и стоком транзистора. Транзисторы JFET доступны как в N-канальном, так и в P-канальном исполнении.

N-канальный JFET

В N-канальном JFET ток течет за счет электронов. Когда между затвором и истоком подается напряжение, между истоком и стоком формируется канал для протекания тока. Этот канал называется N-Channel. В настоящее время N-канальные JFET предпочтительнее, чем P-канальные JFET. Обозначения для N-канального транзистора JFET приведены ниже.

P-Channel JFET

В этом типе JFET ток течет из-за отверстий. Канал между истоком и стоком называется P-Channel. Символы для P-Channel JFET приведены ниже. Здесь стрелки указывают направление тока.

МОП-транзистор

Металлооксид-полупроводниковый полевой транзистор (МОП-транзистор) является наиболее часто используемым и наиболее популярным типом среди всех транзисторов. Название «оксид металла» указывает на то, что область затвора и канал разделены тонким слоем оксида металла (обычно SiO ₂ ).

Следовательно, МОП-транзистор также известен как полевой транзистор с изолированным затвором, поскольку область затвора полностью изолирована от области исток-сток. Существует дополнительная клемма, известная как подложка или корпус, которая является основным полупроводником (кремнием), из которого изготовлен полевой транзистор. Итак, MOSFET имеет четыре вывода: сток, исток, затвор и корпус или подложка.

MOSFET имеет много преимуществ по сравнению с BJT и JFET, в основном он предлагает высокий входной импеданс и низкий выходной импеданс. Он используется в коммутационных и силовых цепях и является основным компонентом технологий проектирования интегральных схем.

Полевые МОП-транзисторы доступны в вариантах истощения и расширения. Кроме того, типы истощения и улучшения подразделяются на типы N-Channel и P-Channel.

N-канальный МОП-транзистор

МОП-транзистор с N-канальной областью между истоком и стоком называется N-канальным МОП-транзистором. Здесь клеммы истока и затвора сильно легированы материалами n-типа, расположенными в сильно легированном полупроводниковом материале p-типа (подложке).

Течение тока между истоком и стоком происходит из-за электронов. Напряжение затвора управляет током, протекающим в цепи. N-канальный MOSFET используется чаще, чем P-канальный MOSFET, потому что подвижность электронов выше, чем подвижность дырок.

Ниже приведены символы и структуры для N-канальных MOSFET-транзисторов (как в режиме расширения, так и в режиме истощения).

P-Channel MOSFET

MOSFET с P-Channel областью между истоком и стоком называется P-Channel MOSFET. Здесь выводы истока и стока сильно легированы материалом P-типа, а подложка легирована материалом N-типа. Течение тока между истоком и стоком происходит из-за концентрации дырок. Приложенное напряжение на затворе будет управлять протеканием тока через область канала.

Символы и структуры для P-Channel MOSFET транзисторов приведены ниже (как в режиме расширения, так и в режиме истощения).

Транзисторы в зависимости от функции

Транзисторы также классифицируются в зависимости от функций (операций или приложений), которые они выполняют. Ниже описаны различные типы транзисторов в зависимости от их функции.

Транзисторы слабого сигнала

Основная функция транзисторов слабого сигнала заключается в усилении слабого сигнала, но иногда эти транзисторы также используются для целей переключения. Транзисторы с малым сигналом доступны на рынке в виде транзисторов NPN и PNP. Обычно мы можем видеть некоторое значение, напечатанное на корпусе малосигнального транзистора, которое указывает hFE транзистора.

В зависимости от этого значения hFE мы можем понять способность транзистора усиливать сигнал. Общедоступные значения hFE находятся в диапазоне от 10 до 500. Значение тока коллектора этих транзисторов составляет от 80 до 600 мА. Этот тип транзисторов работает в диапазоне частот от 1 до 300 МГц. Само название транзистора указывает на то, что эти транзисторы усиливают слабые сигналы, которые используют малые напряжения и токи, например, несколько милливольт и миллиампер тока.

Транзисторы с малым сигналом используются почти во всех типах электронного оборудования, а также эти транзисторы используются в нескольких приложениях, некоторые из них являются переключателями ВКЛ или ВЫКЛ для общего использования, драйвером светодиодов, драйвером реле, функцией отключения звука, схемами таймера. , Инфракрасный диодный усилитель, Цепи питания смещения и т. д.

Малые переключающие транзисторы

Малые переключающие транзисторы — это транзисторы, которые в основном используются для переключения, но иногда и для усиления. Как и транзисторы с малым сигналом, небольшие переключающие транзисторы также доступны в форме NPN и PNP, и эти типы транзисторов также имеют значения hFE.

Диапазон значений hFE для этих транзисторов составляет от 10 до 200. При значении hFE 200 транзисторы не являются хорошими усилителями, но они действуют как лучшие переключатели. Значения тока коллектора находятся в диапазоне от 10 до 1000 мА. Эти транзисторы используются в основном в переключающих устройствах.

Силовые транзисторы

Транзисторы, используемые в мощных усилителях и источниках питания, называются силовыми транзисторами. Вывод коллектора этого транзистора подключен к базе металлического устройства, и эта структура действует как радиатор, который рассеивает избыточную мощность для приложений.

Эти типы транзисторов доступны в виде транзисторов NPN, PNP и транзисторов Дарлингтона. Здесь значения тока коллектора находятся в пределах от 1 до 100 А. Диапазон рабочих частот от 1 до 100 МГц. Значения мощности этих транзисторов находятся в диапазоне от 10 до 300 Вт. Само название транзистора указывает на то, что силовые транзисторы используются в приложениях, где требуется большая мощность, высокое напряжение и большой ток.

Высокочастотные транзисторы

Высокочастотные транзисторы используются для слабых сигналов, которые работают на высоких частотах, и они используются в приложениях с высокоскоростным переключением. Высокочастотные транзисторы также называются радиочастотными транзисторами.

Эти транзисторы имеют максимальные значения частоты около 2000 МГц. Значение тока коллектора (I _C ) колеблется от 10 до 600 мА. Эти типы транзисторов также доступны в виде NPN и PNP. Они в основном используются в приложениях для высокочастотных сигналов, а также эти транзисторы должны быть включены или выключены только на высоких скоростях. Эти транзисторы используются в схемах генераторов и усилителей ВЧ, УКВ, УВЧ, CATV и MATV.

Фототранзистор

Фототранзисторы — это транзисторы, которые работают в зависимости от света, т. е. эти транзисторы чувствительны к свету. Простой фототранзистор — это не что иное, как биполярный транзистор, который содержит светочувствительную область вместо базовой клеммы.

Фототранзисторы имеют только 2 вывода вместо 3 (у BJT). Когда светочувствительная область темная, ток в транзисторе не течет, т. е. транзистор находится в выключенном состоянии.

Когда светочувствительная область подвергается воздействию света, на базовой клемме генерируется небольшой ток, который вызывает протекание большого тока от коллектора к эмиттеру. Фототранзисторы доступны как в BJT, так и в FET транзисторах. Они называются фото-BJT и фото-FET.

В отличие от фото-биполярных транзисторов, фото-полевые транзисторы генерируют напряжение затвора с помощью света, который управляет протеканием тока между выводами стока и истока. Photo-FET более чувствительны к свету, чем photo-BJT. Символы для фото-BJT и фото-FET показаны выше.

Однопереходные транзисторы (UJT)

Однопереходные транзисторы (UJT) используются только в качестве переключателей с электрическим управлением. Эти транзисторы не содержат каких-либо характеристик усиления из-за своей конструкции. Обычно это три ведущих транзистора, в которых два называются базовыми выводами, а третий называется эмиттером.

Теперь посмотрим на работу однопереходного транзистора. Если нет разности потенциалов между эмиттером и любой из клемм базы (B1 или B2), то между B1 и B2 протекает небольшой ток.

Если к клемме эмиттера приложено достаточное количество напряжения, то на клемме эмиттера генерируется большой ток, который добавляется к небольшому току между B1 и B2, что вызывает протекание большого тока в транзисторе.

Здесь ток эмиттера является основным источником тока для управления полным током в транзисторе. Ток между клеммами B1 и B2 очень мал, и по этой причине эти транзисторы не подходят для целей усиления.

Конфигурации транзисторных схем » Примечания по электронике

В схемах транзисторов

используется одна из трех конфигураций транзисторов: общая база, общий коллектор (эмиттерный повторитель) и общий эмиттер — одна из них выбирается в процессе проектирования электронной схемы.

Учебное пособие по проектированию схем транзисторов Включает:
Расчет схем транзисторов
Конфигурации цепи
Общий эмиттер
Схема с общим эмиттером
Повторитель эмиттера
Общая база

См. также:
Типы транзисторных схем

При рассмотрении конструкции электронной схемы для транзисторной схемы можно использовать три различные базовые конфигурации схемы.

Три различные конфигурации схемы транзистора: общий эмиттер, общая база и общий коллектор (эмиттерный повторитель). Эти три конфигурации схемы имеют разные характеристики, и для схемы будет выбран один тип в зависимости от того, что требуется.

Каждый из них имеет различные свойства с точки зрения коэффициента усиления, входного и выходного импеданса и т. д., и в результате в процессе проектирования электронной схемы будет выбрана конкретная конфигурация.

Каждая из различных топологий транзисторов имеет входы и выходы, применяемые к разным точкам, с одной общей клеммой для входа и выхода.

В дополнение к выбору правильной конфигурации схемы или топологии на этапе проектирования электронной схемы, чтобы обеспечить требуемую базовую производительность, вокруг транзистора размещаются дополнительные электронные компоненты: обычно это резисторы и конденсаторы, а значения рассчитываются для получения точной требуемой производительности. .

Как выбор топологии, так и расчет значений электронных компонентов являются ключевыми элементами процесса проектирования электронной схемы.

Конфигурации транзисторных цепей

Название трех основных конфигураций транзисторов указывает на клемму транзистора, общую для входной и выходной цепей. Это приводит к трем терминам: общая база, общий коллектор и общий эмиттер.

Транзистор 2N3553 в металлическом корпусе TO39

Термин «заземленный», то есть заземленная база, заземленный коллектор и заземленный эмиттер, также может использоваться в некоторых случаях, поскольку сигнал общего элемента обычно заземлен.

Существуют конфигурации эквивалентных схем для полевых транзисторов, а также термоэлектронных клапанов/вакуумных ламп. Эти конфигурации имеют одинаковые типы свойств, хотя и немного модифицированные для типа используемого электронного устройства.

Для полевых транзисторов используются такие термины, как общий сток, общий исток и общий затвор, а для клапанов/трубок терминология включает общий катод, общий анод и общую сетку.

Конфигурация транзистора с общей базой

В алфавитном порядке это первая конфигурация транзистора, но она, вероятно, используется реже всего.

Эта конфигурация транзистора обеспечивает низкий входной импеданс при высоком выходном импедансе. Несмотря на высокое напряжение, коэффициент усиления по току низкий, а общий коэффициент усиления по мощности также низок по сравнению с другими доступными конфигурациями транзисторов. Другая существенная особенность этой конфигурации заключается в том, что вход и выход находятся в фазе.

Эта конфигурация транзистора, вероятно, используется реже всего, но она дает преимущества, заключающиеся в том, что база, общая для входа и выхода, заземлена, и это дает преимущества в уменьшении нежелательной обратной связи между выходом и входом для различных приложений проектирования радиочастотных цепей. Это происходит потому, что база, которая физически является электродом между эмиттером и коллектором, заземлена, тем самым обеспечивая барьер между ними.

В результате конфигурация с общей базой обычно используется для ВЧ-усилителей, где повышенная изоляция между входом и выходом обеспечивает более высокий уровень стабильности и снижает вероятность нежелательных колебаний. Как подтвердит любой, кто занимается радиочастотным проектированием, это очень полезный атрибут.

Кроме того, низкий входной импеданс часто может обеспечить хорошее согласование с 50 Ом, что является полезным атрибутом для многих сценариев проектирования ВЧ.

Схема общей базы транзисторов

Узнайте больше о . . . . Транзисторный усилитель с общей базой.

Общий коллектор (эмиттерный повторитель)

Конфигурация схемы с общим коллектором, возможно, более широко известна как эмиттерный повторитель, потому что напряжение эмиттера соответствует напряжению базы, хотя и ниже по напряжению на величину, равную напряжению включения перехода база-эмиттер.

Повторитель с общим коллектором и эмиттером обеспечивает высокое входное сопротивление и низкое выходное сопротивление. Коэффициент усиления по напряжению равен единице, хотя коэффициент усиления по току высок. Входной и выходной сигналы совпадают по фазе.

Ввиду этих характеристик конфигурация эмиттерного повторителя широко используется в качестве буферной схемы, обеспечивающей высокий входной импеданс для предотвращения нагрузки предыдущего каскада и низкий выходной импеданс для управления последующими каскадами.

Конфигурация цепи транзистора с общим коллектором

Как видно из схемы, в этой конфигурации транзистора электрод коллектора является общим как для входной, так и для выходной цепи. Несколько дополнительных электронных компонентов используются с резистором для эмиттера, возможно, конденсаторами на входе и выходе и резисторами смещения на базе, если это необходимо. В некоторых случаях эмиттерный повторитель может быть напрямую соединен с предыдущим каскадом, поскольку выходное постоянное напряжение может подходить для схемы повторителя. Это означает, что требуется очень мало дополнительных электронных компонентов.

Подробнее о . . . . Усилитель на транзисторах с общим коллектором (эмиттерный повторитель).

Конфигурация транзистора с общим эмиттером

Эта конфигурация транзистора, вероятно, наиболее широко используется. Схема обеспечивает средний уровень входного и выходного импеданса. Усиление как по току, так и по напряжению можно охарактеризовать как среднее, но выходной сигнал является обратным входному, то есть изменение фазы на 180°. Это обеспечивает хорошую общую производительность и часто является наиболее широко используемой конфигурацией.

Конфигурация схемы транзистора с общим эмиттером

Как видно из схемы, в этой конфигурации транзистора эмиттерный электрод является общим как для входной, так и для выходной цепи.

Подробнее о . . . . Усилитель на транзисторах с общим эмиттером.

Сводная таблица конфигурации цепи транзистора

В таблице ниже приведены основные характеристики различных конфигураций транзисторов. При проектировании транзисторной схемы важным аспектом является не только коэффициент усиления, но и такие параметры, как входное и выходное сопротивление.

Дополнительные электронные компоненты

Какая бы форма подтверждения транзистора ни была выбрана на этапе проектирования электронной схемы, вокруг транзистора потребуются дополнительные компоненты: резисторы для установки точек смещения и конденсаторы для обеспечения связи и развязки.

Схема транзистора с общим эмиттером, показывающая дополнительные компоненты, необходимые для обеспечения смещения, связи и развязки и т. д.

В этой схеме усилителя с общим эмиттером базовая конфигурация задает основные условия схемы: среднее входное сопротивление, среднее выходное сопротивление, приемлемое напряжение выигрыш и тому подобное. Затем рассчитываются дополнительные электронные компоненты, чтобы обеспечить требуемые рабочие условия помимо этого.

Каждый из электронных компонентов должен быть рассчитан на этапе проектирования электронной схемы, чтобы обеспечить требуемую производительность.

Хотя общий эмиттер, вероятно, чаще всего будет встречаться с электронными компонентами, такими как резисторы и конденсаторы, при использовании для проектирования радиочастотных цепей такие компоненты, как катушки индуктивности и трансформаторы, также могут быть включены в схему. То же самое верно и для других конфигураций транзисторных схем.

Наиболее часто используемой схемой является схема с общим эмиттером, которая используется во многих каскадах усилителя, обеспечивающих усиление по напряжению.