برای آزمایش، یک ترانزیستور ساده و محبوب KT815B را می گیریم:

بیایید نموداری را که برای شما آشناست جمع آوری کنیم:

چرا جلوی پایه مقاومت گذاشتم؟

در Bat1 ولتاژ را روی 2.5 ولت تنظیم کردم. اگر بیش از 2.5 ولت تامین کنید، لامپ دیگر روشن تر نمی سوزد. بیایید بگوییم این حدی است که پس از آن افزایش بیشتر ولتاژ در پایه هیچ نقشی در قدرت جریان در بار ندارد.

در Bat2 آن را روی 6 ولت تنظیم کردم، اگرچه لامپ من 12 ولت است. در ولتاژ 12 ولت، ترانزیستور من به طرز محسوسی داغ شد و من نمی خواستم آن را بسوزانم. در اینجا می بینیم که لامپ ما چه مقدار جریان مصرف می کند و حتی می توانیم برق مصرفی آن را با ضرب این دو مقدار محاسبه کنیم.

خوب، همانطور که دیدید، چراغ روشن است و مدار به طور معمول کار می کند:

اما اگر کلکتور و امیتر را با هم مخلوط کنیم چه اتفاقی می افتد؟ منطقاً جریان باید از امیتر به کلکتور برود، زیرا ما پایه را لمس نکردیم و کلکتور و امیتر از N نیمه هادی تشکیل شده است.

اما در عمل، نور نمی خواهد روشن شود.

مصرف در پاور Bat2 حدود 10 میلی آمپر است. این بدان معنی است که جریان هنوز از طریق لامپ جریان می یابد، اما بسیار ضعیف است.

چرا وقتی ترانزیستور به درستی وصل می شود جریان به طور معمول جریان می یابد اما در صورت اتصال نادرست جریان جریان ندارد؟ نکته این است که ترانزیستور متقارن نیست.

در ترانزیستورها، سطح تماس بین کلکتور و پایه بسیار بزرگتر از سطح تماس بین امیتر و پایه است. بنابراین، هنگامی که الکترون‌ها از امیتر به کلکتور هجوم می‌آورند، تقریباً همه آنها توسط جمع‌کننده «گرفتار» می‌شوند، و وقتی پایانه‌ها را اشتباه می‌گیریم، آنگاه همه الکترون‌های جمع‌کننده توسط امیتر «گرفتار» نمی‌شوند.

به هر حال، معجزه بود که اتصال P-N پایه امیتر شکسته نشد، زیرا ولتاژ با قطبیت معکوس تامین می شد. پارامتر در دیتاشیت حداکثر U EB. برای این ترانزیستور، ولتاژ بحرانی 5 ولت در نظر گرفته می شود، اما برای ما حتی کمی بالاتر بود:

بنابراین، ما یاد گرفتیم که جمع کننده و امیتر نابرابر. اگر این پایانه ها را در مدار مخلوط کنیم، ممکن است اتصال امیتر خراب شود و ترانزیستور از کار بیفتد. پس تحت هیچ شرایطی لیدهای ترانزیستور دوقطبی را اشتباه نگیرید!

نحوه تعیین پایانه های ترانزیستور

روش شماره 1

من فکر می کنم ساده ترین است. دیتاشیت این ترانزیستور را دانلود کنید. هر دیتاشیت معمولی یک عکس با نوشته های دقیق در مورد محل خروجی دارد. برای انجام این کار، اعداد و حروف بزرگی که روی ترانزیستور نوشته شده است را وارد گوگل یا Yandex کنید و کلمه datasheet را در کنار آن اضافه کنید. تا کنون هرگز موقعیتی وجود نداشته است که من به دنبال برگه اطلاعاتی برای برخی از عناصر رادیویی نباشم.

روش شماره 2

من فکر می کنم با توجه به اینکه ترانزیستور از دو دیود تشکیل شده است که به صورت کاتد یا آند به صورت سری به هم متصل شده اند، مشکلی برای یافتن خروجی پایه وجود نداشته باشد:

همه چیز در اینجا ساده است، مولتی متر را روی نماد پیوستگی " )))" قرار دهید و شروع به آزمایش همه تغییرات کنید تا زمانی که این دو دیود را پیدا کنیم. نتیجه این است که این دیودها با آند یا کاتد به هم متصل می شوند - این پایه است. برای یافتن کلکتور و امیتر، افت ولتاژ این دو دیود را با هم مقایسه می کنیم. بین کلکتور و پایهاهم باید اینگونه باشد کمتر از بین امیتر و پایهبیایید بررسی کنیم که آیا این درست است؟

ابتدا به ترانزیستور KT315B نگاه می کنیم:

E – ساطع کننده

K – جمع کننده

ب – پایه

ما مولتی متر را طوری تنظیم می کنیم که تست کند و بدون مشکل پایه را پیدا کند. اکنون افت ولتاژ را در هر دو اتصال اندازه گیری می کنیم. افت ولتاژ امیتر پایه 794 میلی ولت

افت ولتاژ در پایه کلکتور 785 میلی ولت است. ما تأیید کردیم که افت ولتاژ بین کلکتور و پایه کمتر از افت ولتاژ بین امیتر و پایه است. بنابراین، پین آبی وسط کلکتور و پین قرمز در سمت چپ امیتر است.

بیایید ترانزیستور KT805AM را نیز بررسی کنیم. در اینجا pinout آن است (محل پین ها):

این یک ترانزیستور با ساختار NPN است. بیایید فرض کنیم که پایه پیدا شده است (خروجی قرمز). بیایید دریابیم که جمع کننده کجاست و امیتر کجاست.

بیایید اولین اندازه گیری را انجام دهیم.

بیایید اندازه گیری دوم را انجام دهیم:

بنابراین، پین آبی وسط جمع کننده است و زرد در سمت چپ امیتر است.

بیایید یک ترانزیستور دیگر - KT814B را بررسی کنیم. او ساختار PNP ما است. پایه آن خروجی آبی است. ما ولتاژ بین پایانه های آبی و قرمز را اندازه می گیریم:

و سپس بین آبی و زرد:

وای! هم اینجا و هم آنجا 720 میلی ولت است.

این روش کمکی به این ترانزیستور نکرد. خب نگران نباشید راه سومی هم برای این کار وجود دارد...

روش شماره 3

تقریباً هر مدرن دارای 6 سوراخ کوچک است و در کنار آنها حروفی مانند NPN، PNP، E، C، B وجود دارد. این شش سوراخ ریز دقیقاً برای اندازه گیری در نظر گرفته شده اند. من این سوراخ ها را سوراخ می نامم. آنها خیلی شبیه سوراخ نیستند))).

دکمه مولتی متر را روی نماد "h FE" قرار می دهیم.

ما تعیین می کنیم که رسانایی آن چیست، یعنی NPN یا PNP، و آن را به چنین قسمتی فشار می دهیم. رسانایی با محل قرارگیری دیودها در ترانزیستور تعیین می شود، اگر فراموش نکرده باشید. ما ترانزیستور خود را که افت ولتاژ یکسانی را در هر دو جهت در هر دو اتصال P-N نشان داد، می گیریم و پایه را در سوراخی که حرف "B" است قرار می دهیم.

ما پایه را لمس نمی کنیم، بلکه به سادگی دو پین را عوض می کنیم. وای کارتون خیلی بیشتر از دفعه اول نشون داد. بنابراین، در سوراخ E در حال حاضر یک قطره چکان و در سوراخ C یک کلکتور وجود دارد. همه چیز ابتدایی و ساده است ;-).

روش شماره 4

من فکر می کنم این ساده ترین و دقیق ترین راه برای بررسی پین اوت ترانزیستور است. برای انجام این کار، کافی است یک R/L/C/Transistor-meter Universal خریداری کنید و سرنخ های ترانزیستور را در پایانه های دستگاه قرار دهید:

بلافاصله به شما نشان می دهد که آیا ترانزیستور شما زنده است یا خیر. و اگر زنده باشد پینوت خود را می دهد.

وسایل الکترونیکی همه جا ما را احاطه کرده اند. اما تقریباً هیچ کس به این فکر نمی کند که این کل چگونه کار می کند. در واقع بسیار ساده است. این دقیقاً همان چیزی است که امروز سعی خواهیم کرد نشان دهیم. بیایید با عنصر مهمی مانند ترانزیستور شروع کنیم. ما به شما خواهیم گفت که چیست، چه کاری انجام می دهد و ترانزیستور چگونه کار می کند.

ترانزیستور چیست؟

ترانزیستور- یک دستگاه نیمه هادی که برای کنترل جریان الکتریکی طراحی شده است.

ترانزیستورها کجا استفاده می شوند؟ همه جا بله! تقریباً هیچ مدار الکتریکی مدرنی نمی تواند بدون ترانزیستور کار کند. آنها به طور گسترده در تولید تجهیزات کامپیوتری، تجهیزات صوتی و تصویری استفاده می شوند.

زمان هایی که ریز مدارهای شوروی بزرگترین در جهان بودند، گذشته است و اندازه ترانزیستورهای مدرن بسیار کوچک است. بنابراین، کوچکترین دستگاه ها در اندازه یک نانومتر هستند!

کنسول نانومقداری از مرتبه ده تا منهای توان نهم را نشان می دهد.

با این حال، نمونه های غول پیکری نیز وجود دارند که عمدتاً در زمینه های انرژی و صنعت استفاده می شوند.

ترانزیستورها انواع مختلفی دارند: دو قطبی و قطبی، هدایت مستقیم و معکوس. اما عملکرد این دستگاه ها نیز بر اساس همین اصل است. ترانزیستور یک وسیله نیمه هادی است. همانطور که مشخص است، در یک نیمه هادی حامل های بار الکترون ها یا سوراخ ها هستند.

ناحیه ای که الکترون های اضافی دارد با حرف نشان داده می شود n(منفی)، و منطقه با رسانایی سوراخ است پ(مثبت).

ترانزیستور چگونه کار می کند؟

برای اینکه همه چیز خیلی واضح باشد، بیایید به کار نگاه کنیم ترانزیستور دوقطبی (محبوب ترین نوع).

(که از این پس به سادگی ترانزیستور نامیده می شود) یک کریستال نیمه هادی است (که اغلب استفاده می شود سیلیکونیا ژرمانیوم) به سه ناحیه با رسانایی الکتریکی متفاوت تقسیم می شود. مناطق بر این اساس نامگذاری شده اند گردآورنده, پایهو ساطع کننده. دستگاه ترانزیستور و نمایش شماتیک آن در شکل زیر نشان داده شده است

ترانزیستورهای هدایت جلو و معکوس را جدا کنید. ترانزیستورهای P-n-p را ترانزیستورهای هدایت جلو و ترانزیستورهای n-p-n را ترانزیستورهای رسانش معکوس می نامند.

حالا بیایید در مورد دو حالت عملکرد ترانزیستورها صحبت کنیم. عملکرد خود ترانزیستور مشابه عملکرد شیر آب یا شیر است. فقط به جای آب جریان الکتریکی وجود دارد. دو حالت ممکن برای ترانزیستور وجود دارد - کارکرد (ترانزیستور باز) و حالت استراحت (ترانزیستور بسته).

چه مفهومی داره؟ هنگامی که ترانزیستور خاموش است، جریانی از آن عبور نمی کند. در حالت باز، هنگامی که یک جریان کنترل کوچک به پایه اعمال می شود، ترانزیستور باز می شود و جریان بزرگی شروع به عبور از امیتر-کلکتور می کند.

فرآیندهای فیزیکی در ترانزیستور

و حالا بیشتر در مورد اینکه چرا همه چیز به این شکل اتفاق می افتد، یعنی چرا ترانزیستور باز و بسته می شود. بیایید یک ترانزیستور دوقطبی بگیریم. بگذار باشد n-p-nترانزیستور

اگر یک منبع برق را بین کلکتور و امیتر وصل کنید، الکترون های کلکتور شروع به جذب مثبت می کنند، اما جریانی بین کلکتور و امیتر وجود نخواهد داشت. این توسط لایه پایه و خود لایه امیتر مانع می شود.

اگر یک منبع اضافی را بین پایه و امیتر وصل کنید، الکترون‌های ناحیه n امیتر شروع به نفوذ به ناحیه پایه خواهند کرد. در نتیجه، ناحیه پایه با الکترون‌های آزاد غنی می‌شود که برخی از آنها با حفره‌ها دوباره ترکیب می‌شوند، برخی به مثبت پایه جریان می‌یابند و برخی (بیشتر) به سمت کلکتور می‌روند.

بنابراین، ترانزیستور باز است و جریان امیتر-کلکتور در آن جریان دارد. اگر ولتاژ پایه افزایش یابد، جریان کلکتور-امیتر نیز افزایش می یابد. علاوه بر این، با یک تغییر کوچک در ولتاژ کنترل، افزایش قابل توجهی در جریان از طریق کلکتور-امیتر مشاهده می شود. بر این اثر است که عملکرد ترانزیستورها در تقویت کننده ها است.

به طور خلاصه، این اصل نحوه کار ترانزیستورها است. نیاز به محاسبه تقویت کننده قدرت با استفاده از ترانزیستورهای دوقطبی یک شبه، یا انجام کارهای آزمایشگاهی برای مطالعه عملکرد ترانزیستور؟ اگر از کمک متخصصان ما استفاده کنید، حتی برای یک مبتدی هم مشکلی نیست خدمات دانشجویی.

در جستجوی کمک حرفه ای در امور مهمی مانند مطالعه دریغ نکنید! و اکنون که ایده ای در مورد ترانزیستور دارید، پیشنهاد می کنیم استراحت کنید و ویدیوی Korn "Twisted transistor" را تماشا کنید! برای مثال، تصمیم دارید با دانشجوی مکاتبه ای تماس بگیرید.

بعد از ظهر خوبی داشته باشید دوستان!

اخیراً من و شما از نزدیک با نحوه کار سخت افزار کامپیوتر آشنا شدیم. و ما با یکی از "بلوک های سازنده" او - یک دیود نیمه هادی ملاقات کردیم. یک سیستم پیچیده است که از بخش های جداگانه تشکیل شده است. با درک نحوه عملکرد این بخش‌های منفرد (بزرگ و کوچک)، دانش به دست می‌آوریم.

با کسب دانش، اگر دوست آهنین کامپیوتر خود به طور ناگهانی دچار مشکل شد، فرصتی برای کمک به او پیدا می کنیم.. ما مسئول کسانی هستیم که اهلی کرده ایم، اینطور نیست؟

امروز ما این تجارت جالب را ادامه خواهیم داد و سعی خواهیم کرد بفهمیم که شاید مهمترین "بلوک سازنده" الکترونیک - ترانزیستور چگونه کار می کند. از بین انواع ترانزیستورها (بسیاری از آنها وجود دارد)، اکنون خود را به بررسی عملکرد ترانزیستورهای اثر میدان محدود می کنیم.

چرا ترانزیستور اثر میدانی است؟

کلمه ترانزیستور از دو کلمه انگلیسی translate و resistor گرفته شده است، به عبارت دیگر مبدل مقاومت است.

در میان انواع ترانزیستورها، ترانزیستورهای اثر میدانی نیز وجود دارند، به عنوان مثال. آنهایی که توسط میدان الکتریکی کنترل می شوند.

یک میدان الکتریکی توسط ولتاژ ایجاد می شود. بنابراین، ترانزیستور اثر میدان یک دستگاه نیمه هادی کنترل شده با ولتاژ است.

در ادبیات انگلیسی از اصطلاح MOSFET (MOS Field Effect Transistor) استفاده می شود. انواع دیگری از ترانزیستورهای نیمه هادی به ویژه ترانزیستورهای دوقطبی وجود دارند که توسط جریان کنترل می شوند. در این حالت مقداری توان نیز صرف کنترل می شود، زیرا باید مقداری ولتاژ به الکترودهای ورودی اعمال شود.

کانال ترانزیستور اثر میدان فقط با ولتاژ باز می شود، هیچ جریانی از الکترودهای ورودی عبور نمی کند (به جز جریان نشتی بسیار کوچک). آن ها هیچ قدرتی صرف کنترل نمی شود. با این حال، در عمل، ترانزیستورهای اثر میدان بیشتر در حالت استاتیک نیستند، بلکه در فرکانس مشخصی سوئیچ می شوند.

طراحی ترانزیستور اثر میدان وجود یک ظرفیت انتقال داخلی را تعیین می کند که از طریق آن، هنگام تعویض، جریان خاصی بسته به فرکانس جریان می یابد (هرچه فرکانس بالاتر باشد، جریان بیشتر است). بنابراین، به بیان دقیق، هنوز مقداری قدرت صرف کنترل می شود.

ترانزیستورهای اثر میدانی کجا استفاده می شوند؟

سطح فعلی فناوری این امکان را فراهم می کند که مقاومت کانال باز یک ترانزیستور اثر میدان قدرتمند (FET) بسیار کوچک باشد - چند صدم یا هزارم اهم!

و این یک مزیت بزرگ است، زیرا هنگامی که یک جریان حتی ده ها آمپر جریان می یابد، توان تلف شده توسط PT از دهم یا صدم وات تجاوز نمی کند.

بنابراین، می توانید رادیاتورهای حجیم را حذف کنید یا اندازه آنها را تا حد زیادی کاهش دهید.

PT ها به طور گسترده در کامپیوترها و تثبیت کننده های سوئیچینگ ولتاژ پایین در کامپیوترها استفاده می شوند.

از بین انواع FET ها، FET هایی با کانال القایی برای این منظور استفاده می شود.

ترانزیستور اثر میدان چگونه کار می کند؟

یک FET کانال القایی شامل سه الکترود منبع، تخلیه و گیت است.

اصل عملکرد PT از نام گرافیکی و نام الکترودها تا نیمه مشخص است.

کانال PT یک "لوله آب" است که "آب" (جریان ذرات باردار که جریان الکتریکی را تشکیل می دهد) از طریق یک "منبع" (منبع) به داخل آن جریان می یابد.

"آب" از انتهای دیگر "لوله" از طریق "زهکش" (زهکش) خارج می شود. دریچه شیری است که جریانی را باز یا قطع می کند. برای اینکه "آب" از طریق "لوله" جریان یابد، لازم است "فشار" در آن ایجاد شود، یعنی. اعمال ولتاژ بین تخلیه و منبع

اگر ولتاژ اعمال نشود ("بدون فشار در سیستم")، جریانی در کانال وجود نخواهد داشت.

اگر ولتاژ اعمال شود، می توانید با اعمال ولتاژ به دروازه نسبت به منبع، شیر را باز کنید.

هرچه ولتاژ بیشتر اعمال شود، شیر آب بازتر باشد، جریان در کانال منبع تخلیه بیشتر و مقاومت کانال کمتر می شود.

در منابع تغذیه، PT در حالت سوئیچینگ استفاده می شود، یعنی. کانال یا کاملا باز است یا کاملا بسته

صادقانه بگویم، اصول عملکرد PT بسیار پیچیده تر است، می تواند کار کند نه تنها در حالت کلید. کار او با فرمول های نامفهوم زیادی توصیف شده است، اما ما در اینجا همه اینها را شرح نمی دهیم، بلکه خود را به این قیاس های ساده محدود می کنیم.

بیایید بگوییم که PT ها می توانند با یک کانال n (در این مورد، جریان در کانال توسط ذرات با بار منفی ایجاد می شود) و یک کانال p (جریان توسط ذرات باردار مثبت ایجاد می شود). در نمایش گرافیکی، فلش برای یک PT با کانال n به سمت داخل هدایت می شود، در حالی که برای یک PT با یک کانال p، فلش به سمت بیرون هدایت می شود.

در واقع، "لوله" یک قطعه نیمه هادی (اغلب سیلیکون) با ناخالصی از انواع مختلف عناصر شیمیایی است که وجود بارهای مثبت یا منفی در کانال را تعیین می کند.

حالا بیایید به تمرین و صحبت در مورد آن بپردازیم

چگونه ترانزیستور اثر میدانی را تست کنیم؟

به طور معمول، مقاومت بین هر پایانه PT بی نهایت زیاد است.

و اگر تستر کمی مقاومت نشان داد، به احتمال زیاد PT شکسته است و باید تعویض شود.

بسیاری از FET ها یک دیود تعبیه شده بین تخلیه و منبع برای محافظت از کانال در برابر ولتاژ معکوس (ولتاژ قطبیت معکوس) دارند.

بنابراین، اگر "+" تستر (کاوشگر قرمز متصل به ورودی "قرمز" تستر) را به منبع و "-" (کاوشگر سیاه متصل به ورودی مشکی تستر) را روی درین قرار دهید، سپس کانال "زنگ میزند" مانند یک دیود معمولیدر جهت جلو

این برای FET های n کانال صادق است. برای PT با کانال p، قطبیت پروب ها خواهد بود معکوس.

نحوه بررسی دیود با استفاده از تستر دیجیتال در بخش مربوطه توضیح داده شده است. آن ها در بخش منبع تخلیه ولتاژ 500-600 میلی ولت کاهش می یابد.

اگر قطبیت پروب ها را تغییر دهید، ولتاژ معکوس به دیود اعمال می شود، بسته می شود و تستر این را ثبت می کند.

با این حال، قابلیت سرویس دهی دیود محافظ، کارایی ترانزیستور را به عنوان یک کل نشان نمی دهد. علاوه بر این، اگر PT را بدون لحیم کردن آن از مدار "زنگ" کنید، به دلیل مدارهای موازی متصل، همیشه نمی توان نتیجه گیری روشنی حتی در مورد قابلیت سرویس دهی دیود محافظ داشت.

در چنین مواردی، می توانید ترانزیستور را حذف کنید، و با استفاده از یک مدار کوچک برای آزمایش، به سوال بدون ابهام پاسخ دهید- آیا PT کار می کند یا نه.

در حالت اولیه، دکمه S1 باز است، ولتاژ در دروازه نسبت به تخلیه صفر است. PT بسته است و LED HL1 روشن نمی شود.

هنگامی که دکمه بسته می شود، یک افت ولتاژ (حدود 4 ولت) در مقاومت R3 اعمال شده بین منبع و گیت ظاهر می شود. PT باز می شود و LED HL1 روشن می شود.

این مدار را می توان به صورت یک ماژول با کانکتور PT مونتاژ کرد. ترانزیستورهای بسته D2 (که برای نصب بر روی برد مدار چاپی طراحی شده است) را نمی توان در کانکتور قرار داد، اما می توانید هادی ها را به الکترودهای آن متصل کرده و آنها را در کانکتور قرار دهید. برای آزمایش یک PT با یک کانال p، قطبیت منبع تغذیه و LED باید معکوس شود.

گاهی اوقات دستگاه های نیمه هادی با اثرات آتش سوزی، دود و نور به شدت از کار می افتند.

در این صورت سوراخ هایی روی بدنه ایجاد می شود، ترک می خورد یا تکه تکه می شود. و شما می توانید بدون توسل به ابزارها در مورد نقص آنها نتیجه گیری بدون ابهام بگیرید.

در خاتمه، حروف MOS در مخفف MOSFET مخفف Metal - Oxide - Semiconductor (فلز - اکسید - نیمه هادی) است. این ساختار PT است - یک دروازه فلزی ("شیر آب") توسط یک لایه دی الکتریک (اکسید سیلیکون) از کانال نیمه هادی جدا می شود.

امیدوارم امروز "لوله ها"، "شیرآلات" و دیگر "لوله کشی" را کشف کرده باشید.

با این حال، نظریه، همانطور که می دانیم، بدون عمل مرده است! شما قطعاً باید با کارگران مزرعه آزمایش کنید، به اطراف بچرخید، آنها را چک کنید، آنها را لمس کنید.

راستی، خریدترانزیستورهای اثر میدانی امکان پذیر است.