8.4. Транзисторы

Транзистором называется полупроводниковый прибор с двумя р – n-переходами и тремя выводами.

Транзисторы применяются для усиления электрических сигналов и колебаний, генерирования электрических сигналов и колебаний и в качестве бесконтактного ключевого элемента.

У стройство биполярного транзистора. Транзистор имеет 3-х слойную структуру – p-n-p ( или n-p-n). Каждый слой получил свое название, соответственно: эмиттер (Э), база (Б), коллектор (К). Области эмиттера и коллектора большие, область базы небольшая. Таким образом у транзистора образуются 2 p-n перехода П1 и П2, каждый из которых можно представить эквивалентной схемой в виде диода.

Принцип действия транзистора.

П ри подаче напряжения на Э-К ток через транзистор не пойдет из-за большого сопротивления перехода П2. Но если подать дополнительно небольшое напряжение на Э-Б, то по этой цепи потечет ток. Так как область базы маленькая, то данный ток будет обусловлен в основном движением дырок из области Эмиттера в область Базы. Дырки, попав в область базы, подходят к переходу П2 и под действием (-) Коллектора втягиваются в область коллектора, пробивая при этом переход П2. Сопротивление транзистора резко уменьшается и через весь транзистор проходит значительный электрический ток. Чем больше напряжение на Э-Б, тем больше дырок попадает из области (Э) в область Базы, тем меньше сопротивление транзистора и больше ток, проходящий через него.

П римечание: упрощенно, переход П2 можно представить в виде заслонки. Величина открытия этой заслонки зависит от величины напряжения на Э-Б. Изменяя U_Э-Б меняется величина открытия заслонки (т.е сопротивление транзистора), а значит меняется ток проходящий через весь транзистор. Если в маломощную цепь Э-Б включить микрофон, а в более мощную цепь Э-К включить динамик, то человек, говоря в микрофон, меняет U_Э-Б. Соответственно, аналогично меняется сопротивление транзистора и ток, проходящий через динамик. Динамик воспроизводит звуковой сигнал, но гораздо большей мощности. В данном случае транзистор выполняет функцию усилителя.

В обозначении транзистора в схемах, стрелка показывает направление тока, проходящего через транзистор. Вывод, имеющий стрелку означает Эмиттер. У реального транзистора отличить выводы друг от друга можно только по радиосправочнику.

Транзистор является полностью управляемым прибором. При подаче дополнительно напряжения на Э-Б транзистор открывается, а при снятии этого напряжения он закрывается.

8.5. Тиристоры

Т иристор – это полупроводниковый прибор, имеющий 4-х слойную структуру р-n-p-n с тремя р- n - переходами, соответственно П1, П2 и П3. Каждый p-n переход можно представить эквивалентно в виде диода.

Тиристор, имеющий 2 вывода (Анод, Катод), называется динистором. При подаче прямого напряжения на динистор, ток через него не пойдет из- за большого сопротивления перехода П2. Но при увеличении напряжения до величины, равной напряжению включения, переход П2 пробивается, сопротивление динистора резко уменьшается и через него проходит значительный ток. Далее динистор работает как обыкновенный диод.

Т иристор, имеющий 3 вывода, называется тринистором (так как тринисторы чаще всего используются в схемах, то их и называют тиристорами). Третьим выводом тиристора является управляющий электрод. При подаче импульса напряжения на управляющий электрод тиристор открывается при напряжении значительно меньшим, чем напряжение включение. Практически, при помощи импульса подаваемого на управляющий электрод, тиристор можно открыть при любом прямом напряжении и далее тиристор работает как обыкновенный диод. Поэтому, тиристор еще называют управляемый диод. Подключение управляющего электрода к аноду или катоду (управление по аноду или катоду) учитывается в символе, изображающем тиристор.

Тиристор является полууправляемым прибором. То есть тиристор открывается при помощи импульса напряжения на управляющий электрод, но для его закрытия в цепях постоянного тока требуется специальная схема коммутации.