Hvad er en felteffekttransistor og hvordan man tester den. Grundlæggende om elektronik til dummies: hvad er en transistor, og hvordan virker den? Hvorfor er en felteffekttransistor

Til eksperiment tager vi en enkel og elsket transistor KT815B:

Lad os sammensætte et diagram, som du kender:

Hvorfor satte jeg en modstand foran basen?

På Bat1 satte jeg spændingen til 2,5 volt. Hvis du leverer mere end 2,5 volt, vil pæren ikke længere brænde stærkere. Lad os bare sige, at dette er grænsen, hvorefter en yderligere stigning i spændingen ved basen ikke spiller nogen rolle på strømstyrken i belastningen

På Bat2 satte jeg den til 6 volt, selvom min pære er 12 volt. Ved 12 volt blev min transistor mærkbart varm, og jeg ville ikke brænde den ud. Her ser vi, hvor meget strøm vores pære bruger, og vi kan endda beregne den strøm, den bruger ved at gange disse to værdier.

Nå, som du så, er lyset tændt, og kredsløbet fungerer normalt:

Men hvad sker der, hvis vi blander opsamleren og emitteren? Logisk set burde strømmen gå fra emitteren til solfangeren, fordi vi ikke rørte ved basen, og solfangeren og emitteren består af N-halvleder.

Men i praksis vil lyset ikke lyse op.

Forbruget på Bat2 strømforsyningen er omkring 10 milliampere. Det betyder, at der stadig løber strøm gennem pæren, men meget svag.

Hvorfor løber strømmen normalt, når transistoren er tilsluttet korrekt, men ikke når den er tilsluttet forkert? Pointen er, at transistoren ikke er lavet symmetrisk.

I transistorer er kontaktområdet mellem solfangeren og basen meget større end det mellem emitteren og basen. Derfor, når elektroner skynder sig fra emitteren til solfangeren, "fanges" næsten alle af dem af solfangeren, og når vi forveksler terminalerne, er det ikke alle elektroner fra solfangeren, der "fanges" af emitteren.

Forresten var det et mirakel, at P-N-krydset på emitter-basen ikke brød igennem, da spændingen blev leveret i omvendt polaritet. Parameter i databladet U EB max. For denne transistor anses den kritiske spænding for at være 5 volt, men for os var den endnu lidt højere:

Så vi lærte, at samleren og emitteren ulige. Hvis vi blander disse terminaler i kredsløbet, kan der opstå et sammenbrud af emitterforbindelsen, og transistoren vil svigte. Så du må under ingen omstændigheder forveksle ledningerne til den bipolære transistor!

Sådan bestemmes transistorterminaler

Metode nr. 1

Jeg synes, det er det enkleste. Download databladet for denne transistor. Hvert normalt datablad har et billede med detaljerede inskriptioner om, hvor outputtet er. For at gøre dette skal du indtaste de store tal og bogstaver i Google eller Yandex, der er skrevet på transistoren, og tilføje ordet "dataark" ved siden af ​​det. Hidtil har der aldrig været en situation, hvor jeg ikke ledte efter et datablad til et eller andet radioelement.

Metode nr. 2

Jeg tror, ​​at der ikke burde være nogen problemer med at finde basisoutput, da transistoren består af to dioder forbundet i serie enten som katoder eller anoder:

Alt er enkelt her, sæt multimeteret på kontinuitetsikonet " )))" og begynd at prøve alle variationerne, indtil vi finder disse to dioder. Konklusionen er, hvor disse dioder er forbundet enten med anoder eller katoder - dette er basen. For at finde solfangeren og emitteren sammenligner vi spændingsfaldet over disse to dioder. Mellem samler og base ohm det må være mindre end mellem emitter og base. Lad os tjekke, om dette er sandt?

Lad os først se på KT315B-transistoren:

E – emitter

K – samler

B – base

Vi satte multimeteret til at teste og finde basen uden problemer. Nu måler vi spændingsfaldet over begge kryds. Base-emitter spændingsfald 794 millivolt

Spændingsfaldet over kollektorbasen er 785 millivolt. Vi har verificeret, at spændingsfaldet mellem solfangeren og basen er mindre end mellem emitteren og basen. Derfor er den midterste blå stift samleren, og den røde til venstre er emitteren.

Lad os også tjekke KT805AM-transistoren. Her er dens pinout (placering af stifter):

Dette er en transistor med en NPN-struktur. Lad os antage, at basen er fundet (rød pin). Lad os finde ud af, hvor opsamleren er, og hvor emitteren er.

Lad os tage den første måling.

Lad os tage den anden måling:

Derfor er den midterste blå stift opsamleren, og den gule til venstre er emitteren.

Lad os tjekke en transistor mere - KT814B. Han er vores PNP-struktur. Dens base er den blå udgang. Vi måler spændingen mellem de blå og røde terminaler:

og så mellem blå og gul:

Wow! Både her og der er 720 millivolt.

Denne metode hjalp ikke denne transistor. Nå, bare rolig, der er en tredje vej til dette...

Metode nr. 3

Næsten alle moderne har 6 små huller, og ved siden af ​​dem er der nogle bogstaver, noget som NPN, PNP, E, C, B. Disse seks bittesmå huller er netop beregnet til måling. Jeg vil kalde disse huller for huller. De ligner ikke meget huller))).

Vi sætter multimeterknappen på "h FE"-ikonet.

Vi bestemmer hvilken ledningsevne det er, det vil sige NPN eller PNP, og skubber det ind i sådan en sektion. Ledningsevne bestemmes af placeringen af ​​dioderne i transistoren, hvis du ikke har glemt det. Vi tager vores transistor, som viste det samme spændingsfald i begge retninger ved begge P-N-kryds, og sætter basen ind i hullet, hvor bogstavet "B" er.

Vi rører ikke basen, men bytter blot de to stifter. Wow, tegnefilmen viste meget mere end første gang. Derfor er der i hul E i øjeblikket en emitter, og i hul C er der en solfanger. Alt er elementært og enkelt ;-).

Metode nr. 4

Jeg tror, ​​at dette er den nemmeste og mest nøjagtige måde at kontrollere pinout'en på en transistor. For at gøre dette skal du blot købe et Universal R/L/C/Transistor-meter og indsætte transistorledningerne i enhedens terminaler:

Den vil straks vise dig, om din transistor er i live. Og hvis han er i live, vil han give sin pinout ud.

God eftermiddag venner!

For nylig begyndte du og jeg at blive nærmere bekendt med, hvordan computerhardware fungerer. Og vi mødtes med en af ​​hans "byggeklodser" - en halvlederdiode. er et komplekst system bestående af individuelle dele. Ved at forstå, hvordan disse enkelte dele (store og små) fungerer, får vi viden.

Ved at tilegne os viden får vi en chance for at hjælpe vores jerncomputerven, hvis han pludselig går i stykker.. Vi er ansvarlige for dem, vi har tæmmet, ikke?

I dag vil vi fortsætte denne interessante forretning og forsøge at finde ud af, hvordan den måske vigtigste "byggesten" af elektronik fungerer - transistoren. Af alle typer transistorer (der er mange af dem), vil vi nu begrænse os til at overveje driften af ​​felteffekttransistorer.

Hvorfor er en felteffekttransistor?

Ordet "transistor" er afledt af to engelske ord translate og resistor, det vil sige, det er med andre ord en modstandsomformer.

Blandt de mange forskellige transistorer er der også felteffekter, dvs. dem, der er styret af et elektrisk felt.

Et elektrisk felt skabes af spænding. En felteffekttransistor er således en spændingsstyret halvlederanordning.

I engelsk litteratur bruges betegnelsen MOSFET (MOS Field Effect Transistor). Der er andre typer halvledertransistorer, især bipolære transistorer, som styres af strøm. I dette tilfælde bliver der også brugt noget strøm på kontrol, da der skal påføres en vis spænding på indgangselektroderne.

Felteffekttransistorkanalen kan kun åbnes ved spænding, ingen strøm løber gennem indgangselektroderne (bortset fra meget lille lækstrøm). De der. der bruges ingen strøm på kontrol. I praksis bruges felteffekttransistorer dog for det meste ikke i statisk tilstand, men skiftes ved en bestemt frekvens.

Udformningen af ​​felteffekttransistoren bestemmer tilstedeværelsen af ​​en intern overgangskapacitans, gennem hvilken der, når der skiftes, en vis strøm flyder afhængigt af frekvensen (jo højere frekvens, jo større strøm). Så strengt taget bliver der stadig brugt noget magt på kontrol.

Hvor bruges felteffekttransistorer?

Det nuværende teknologiniveau gør det muligt at gøre den åbne kanalmodstand i en kraftig felteffekttransistor (FET) ret lille - et par hundrededele eller tusindedele af en Ohm!

Og dette er en stor fordel, da når der strømmer en strøm på endda titusvis af ampere, vil den effekt, der spredes af PT'en, ikke overstige tiendedele eller hundrededele af en watt.

Således kan du eliminere omfangsrige radiatorer eller i høj grad reducere deres størrelse.

PT'er er meget udbredt i computer- og lavspændingskoblingsstabilisatorer på computere.

Af de mange forskellige typer FET'er bruges FET'er med en induceret kanal til disse formål.

Hvordan fungerer en felteffekttransistor?

En FET med induceret kanal indeholder tre elektroder - source, drain og gate.

Funktionsprincippet for PT er halvt klart ud fra den grafiske betegnelse og elektrodernes navn.

PT-kanalen er et "vandrør", hvori "vand" (en strøm af ladede partikler, der danner en elektrisk strøm) strømmer gennem en "kilde" (kilde).

"Vand" strømmer ud af den anden ende af "røret" gennem "afløbet" (afløbet). En ventil er en "hane", der åbner eller lukker for et flow. For at "vand" kan strømme gennem "røret", er det nødvendigt at skabe "tryk" i det, dvs. påføre spænding mellem afløb og kilde.

Hvis der ikke påføres spænding ("intet tryk i systemet"), vil der ikke være strøm i kanalen.

Hvis der påføres spænding, så kan du "åbne hanen" ved at påføre spænding til porten i forhold til kilden.

Jo højere spændingen påføres, jo mere "hanen" er åben, jo større er strømmen i dræn-kildekanalen og jo lavere kanalmodstand.

I strømforsyninger bruges PT i switching mode, dvs. kanalen er enten helt åben eller helt lukket.

Helt ærligt, PT's driftsprincipper er meget mere komplekse, det kan fungere ikke kun i nøgletilstand. Hans arbejde er beskrevet af mange abstrude formler, men vi vil ikke beskrive alt dette her, men vil begrænse os til disse simple analogier.

Lad os bare sige, at PT'er kan være med en n-kanal (i dette tilfælde er strømmen i kanalen skabt af negativt ladede partikler) og en p-kanal (strømmen skabes af positivt ladede partikler). I den grafiske fremstilling er pilen for en PT med en n-kanal rettet indad, mens for en PT med en p-kanal er pilen rettet udad.

Faktisk er "røret" et stykke halvleder (oftest silicium) med urenheder af forskellige typer kemiske elementer, som bestemmer tilstedeværelsen af ​​positive eller negative ladninger i kanalen.

Lad os nu gå videre til praksis og tale om

Hvordan tester man en felteffekttransistor?

Normalt er modstanden mellem alle PT-terminaler uendelig høj.

Og hvis testeren viser en smule modstand, er PT'en højst sandsynligt ødelagt og skal udskiftes.

Mange FET'er har en indbygget diode mellem drain og source for at beskytte kanalen mod omvendt spænding (omvendt polaritetsspænding).

Således, hvis du sætter "+" på testeren (rød sonde tilsluttet til testerens "røde" indgang) til kilden og "-" (sort sonde forbundet til testerens sorte indgang) til afløbet, så vil kanalen "ringe" som en almindelig diode i fremadgående retning.

Dette gælder for n-kanal FET'er. For en PT med en p-kanal vil probernes polaritet være baglæns.

Hvordan man kontrollerer en diode ved hjælp af en digital tester er beskrevet i det tilsvarende afsnit. De der. i drain-source sektionen vil spændingen falde 500-600 mV.

Hvis du ændrer probernes polaritet, vil der blive lagt omvendt spænding på dioden, den lukkes og testeren registrerer dette.

Beskyttelsesdiodens brugbarhed indikerer dog ikke transistorens brugbarhed som helhed. Desuden, hvis du "ringer" PT'en uden at aflodde den fra kredsløbet, er det på grund af de parallelforbundne kredsløb ikke altid muligt at drage en utvetydig konklusion, selv om beskyttelsesdiodens brugbarhed.

I sådanne tilfælde kan du fjerne transistoren, og ved hjælp af et lille kredsløb til test, besvar spørgsmålet utvetydigt– om PT'en virker eller ej.

I starttilstanden er knap S1 åben, spændingen ved porten i forhold til afløbet er nul. PT er lukket, og HL1 LED lyser ikke.

Når knappen er lukket, vises et spændingsfald (ca. 4 V) over modstand R3 påført mellem kilden og porten. PT'en åbner, og HL1-LED'en lyser.

Dette kredsløb kan samles som et modul med et PT-stik. Transistorer i D2 pack-pakken (som er designet til montering på et printkort) kan ikke indsættes i stikket, men du kan tilslutte ledere til dets elektroder og indsætte dem i stikket. For at teste en PT med en p-kanal skal strømforsyningens og LED'ens polaritet vendes om.

Nogle gange svigter halvlederenheder voldsomt med pyrotekniske, røg- og lyseffekter.

I dette tilfælde dannes der huller på kroppen, den revner eller falder i stykker. Og du kan lave en utvetydig konklusion om deres funktionsfejl uden at ty til instrumenter.

Afslutningsvis står bogstaverne MOS i forkortelsen MOSFET for Metal - Oxide - Semiconductor (metal - oxid - halvleder). Dette er strukturen af ​​PT - en metalport ("hane") er adskilt fra halvlederkanalen af ​​et lag af dielektrikum (siliciumoxid).

Jeg håber du har fundet ud af "rør", "haner" og andet "VVS" i dag.

Imidlertid er teori, som vi ved, død uden praksis! Du skal helt sikkert eksperimentere med feltarbejderne, rode rundt, pille ved at tjekke dem, røre ved dem, så at sige.

I øvrigt, købe felteffekttransistorer er mulige.

Elektronik omgiver os overalt. Men næsten ingen tænker over, hvordan det hele fungerer. Det er faktisk ret simpelt. Det er præcis, hvad vi vil forsøge at vise i dag. Lad os starte med et så vigtigt element som transistoren. Vi fortæller dig, hvad det er, hvad det gør, og hvordan transistoren fungerer.

Hvad er en transistor?

Transistor– en halvlederanordning designet til at styre elektrisk strøm.

Hvor bruges transistorer? Ja overalt! Næsten intet moderne elektrisk kredsløb kan undvære transistorer. De er meget udbredt i produktionen af ​​computerudstyr, lyd- og videoudstyr.

Tider hvornår Sovjetiske mikrokredsløb var de største i verden, er bestået, og størrelsen af ​​moderne transistorer er meget lille. Således er de mindste enheder i størrelsesordenen en nanometer i størrelse!

Konsol nano- angiver en værdi af størrelsesordenen ti til minus niende potens.

Der findes dog også gigantiske eksemplarer, der primært bruges inden for energi og industri.

Der er forskellige typer transistorer: bipolære og polære, direkte og omvendt ledning. Imidlertid er driften af ​​disse enheder baseret på det samme princip. En transistor er en halvlederenhed. Som det er kendt, er ladningsbærerne i en halvleder elektroner eller huller.

Området med overskydende elektroner er angivet med bogstavet n(negativ), og området med hulledningsevne er s(positiv).

Hvordan fungerer en transistor?

For at gøre alt meget klart, lad os se på arbejdet bipolær transistor (den mest populære type).

(i det følgende blot benævnt en transistor) er en halvlederkrystal (oftest brugt silicium eller germanium), opdelt i tre zoner med forskellige elektriske ledningsevner. Zonerne er navngivet i overensstemmelse hermed samler, grundlag Og udsender. Transistorens enhed og dens skematiske repræsentation er vist i figuren nedenfor

Adskil frem- og tilbageledningstransistorer. P-n-p transistorer kaldes fremadledende transistorer, og n-p-n transistorer kaldes omvendte ledningstransistorer.

Lad os nu tale om de to driftsformer for transistorer. Betjeningen af ​​selve transistoren ligner betjeningen af ​​en vandhane eller ventil. Kun i stedet for vand er der elektrisk strøm. Der er to mulige tilstande for transistoren - drift (transistor åben) og hviletilstand (transistor lukket).

Hvad betyder det? Når transistoren er slukket, løber der ingen strøm gennem den. I åben tilstand, når en lille styrestrøm påføres basen, åbner transistoren, og en stor strøm begynder at strømme gennem emitter-kollektoren.

Fysiske processer i en transistor

Og nu mere om hvorfor alt sker på denne måde, altså hvorfor transistoren åbner og lukker. Lad os tage en bipolær transistor. Lad det være n-p-n transistor.

Hvis man forbinder en strømkilde mellem solfangeren og emitteren, vil solfangerens elektroner begynde at blive tiltrukket af det positive, men der vil ikke være nogen strøm mellem solfangeren og emitteren. Dette hæmmes af basislaget og selve emitterlaget.

Hvis du forbinder en ekstra kilde mellem basen og emitteren, vil elektroner fra n-området af emitteren begynde at trænge ind i basisområdet. Som et resultat vil basisarealet blive beriget med frie elektroner, hvoraf nogle vil rekombinere med huller, nogle vil flyde til plus af basen, og nogle (de fleste) vil gå til opsamleren.

Transistoren viser sig således at være åben, og emitter-kollektorstrømmen flyder i den. Hvis basisspændingen øges, vil kollektor-emitter-strømmen også stige. Desuden, med en lille ændring i styrespændingen, observeres en betydelig stigning i strømmen gennem kollektor-emitteren. Det er på denne effekt, at driften af ​​transistorer i forstærkere er baseret.

Det er i en nøddeskal essensen af, hvordan transistorer fungerer. Har du brug for at beregne en effektforstærker ved hjælp af bipolære transistorer natten over, eller udføre laboratoriearbejde for at studere driften af ​​en transistor? Dette er ikke et problem selv for en nybegynder, hvis du bruger hjælp fra vores studenterservicespecialister.

Tøv ikke med at søge professionel hjælp i vigtige spørgsmål som at studere! Og nu hvor du allerede har en idé om transistorer, foreslår vi, at du slapper af og ser videoen af ​​Korn "Twisted transistor"! For eksempel beslutter du dig for at kontakte Korrespondancestuderende.