Wat is een veldeffecttransistor en hoe test je deze? Basisprincipes van elektronica voor dummies: wat is een transistor en hoe werkt hij Waarom is een veldeffecttransistor

Voor experiment nemen we een eenvoudige en geliefde transistor KT815B:

Laten we een diagram samenstellen dat u bekend voorkomt:

Waarom heb ik een weerstand voor de basis geplaatst?

Op Bat1 heb ik de spanning ingesteld op 2,5 volt. Levert u meer dan 2,5 Volt, dan brandt de lamp niet meer helderder. Laten we zeggen dat dit de limiet is waarna een verdere verhoging van de spanning aan de basis geen enkele rol meer speelt op de stroomsterkte in de belasting

Op Bat2 stel ik deze in op 6 volt, hoewel mijn gloeilamp 12 volt is. Bij 12 volt werd mijn transistor merkbaar heet en ik wilde hem niet doorbranden. Hier zien we hoeveel stroom onze gloeilamp verbruikt en we kunnen zelfs het stroomverbruik berekenen door deze twee waarden te vermenigvuldigen.

Zoals je zag, brandt het lampje en werkt het circuit normaal:

Maar wat gebeurt er als we de collector en de emitter door elkaar halen? Logischerwijs zou de stroom van de emitter naar de collector moeten vloeien, omdat we de basis niet hebben aangeraakt en de collector en emitter uit N-halfgeleiders bestaan.

Maar in de praktijk wil het licht niet oplichten.

Het verbruik op de Bat2-voeding bedraagt ​​ongeveer 10 milliampère. Dit betekent dat er nog steeds stroom door de lamp stroomt, maar erg zwak.

Waarom vloeit de stroom normaal als de transistor correct is aangesloten, maar niet als deze verkeerd is aangesloten? Het punt is dat de transistor niet symmetrisch is gemaakt.

Bij transistors is het contactoppervlak tussen de collector en de basis veel groter dan dat tussen de emitter en de basis. Daarom, wanneer elektronen van de emitter naar de collector snellen, worden ze bijna allemaal “gevangen” door de collector, en als we de aansluitingen verwarren, worden niet alle elektronen van de collector “gevangen” door de emitter.

Het was overigens een wonder dat de P-N-overgang van de emitterbasis niet doorbrak, omdat de spanning in omgekeerde polariteit werd geleverd. Parameter in het gegevensblad UEBmax. Voor deze transistor wordt uitgegaan van een kritische spanning van 5 Volt, maar voor ons lag deze zelfs iets hoger:

Dus we hebben geleerd dat de collector en de emitter ongelijk. Als we deze aansluitingen in het circuit door elkaar halen, kan er een storing in de emitterovergang optreden en zal de transistor uitvallen. Verwar dus onder geen enkele omstandigheid de draden van de bipolaire transistor!

Hoe transistorterminals te bepalen

Methode nr. 1

Ik denk dat dit het eenvoudigste is. Download de datasheet voor deze transistor. Elke normale datasheet heeft een afbeelding met gedetailleerde inscripties over waar de uitvoer zich bevindt. Om dit te doen, voert u in Google of Yandex de grote cijfers en letters in die op de transistor zijn geschreven en voegt u het woord 'datasheet' ernaast toe. Tot nu toe is er nog nooit een situatie geweest waarin ik niet naar een datasheet voor een radio-element zocht.

Methode nr. 2

Ik denk dat er geen problemen zouden moeten zijn met het vinden van de basisuitgang, aangezien de transistor bestaat uit twee diodes die in serie zijn geschakeld als kathode of anode:

Alles is hier eenvoudig, plaats de multimeter op het continuïteitspictogram “ )))” en begin alle variaties uit te proberen totdat we deze twee diodes vinden. De conclusie is waar deze diodes zijn verbonden door anodes of kathodes - dit is de basis. Om de collector en de emitter te vinden, vergelijken we de spanningsval over deze twee diodes. Tussen collector en voet ohm het moet zijn kleiner dan tussen emitter en basis. Laten we eens kijken of dit waar is?

Laten we eerst eens kijken naar de KT315B-transistor:

E – zender

K – verzamelaar

B – basis

We hebben de multimeter ingesteld om te testen en de basis zonder problemen te vinden. Nu meten we de spanningsval over beide kruispunten. Spanningsval basis-emitter 794 millivolt

De spanningsval over de collectorbasis bedraagt ​​785 millivolt. We hebben vastgesteld dat de spanningsval tussen de collector en de basis kleiner is dan die tussen de emitter en de basis. Daarom is de middelste blauwe pin de collector en de rode aan de linkerkant de emitter.

Laten we ook de KT805AM-transistor controleren. Hier is de pinout (locatie van pinnen):

Dit is een transistor met een NPN-structuur. Laten we aannemen dat de basis is gevonden (rode pin). Laten we eens kijken waar de collector is en waar de emitter is.

Laten we de eerste meting uitvoeren.

Laten we de tweede meting uitvoeren:

Daarom is de middelste blauwe pin de collector en de gele pin aan de linkerkant de emitter.

Laten we nog een transistor controleren: KT814B. Hij is onze PNP-structuur. De basis is de blauwe uitvoer. We meten de spanning tussen de blauwe en rode aansluitingen:

en dan tussen blauw en geel:

Wauw! Zowel hier als daar is 720 millivolt.

Deze methode heeft deze transistor niet geholpen. Maak je geen zorgen, er is een derde manier hiervoor...

Methode nr. 3

Bijna elke moderne heeft 6 kleine gaatjes, en daarnaast staan ​​er enkele letters, zoiets als NPN, PNP, E, C, B. Deze zes kleine gaatjes zijn precies bedoeld om te meten. Ik noem deze gaten gaten. Ze lijken niet veel op gaten))).

We plaatsen de multimeterknop op het "h FE" -pictogram.

We bepalen welke geleidbaarheid het is, dat wil zeggen NPN of PNP, en duwen het in zo'n sectie. Geleidbaarheid wordt bepaald door de locatie van de diodes in de transistor, als je dat nog niet bent vergeten. We nemen onze transistor, die op beide P-N-overgangen dezelfde spanningsval in beide richtingen vertoonde, en plaatsen de basis in het gat waar de letter "B" zit.

We raken de basis niet aan, maar verwisselen eenvoudigweg de twee pinnen. Wauw, de cartoon liet veel meer zien dan de eerste keer. Daarom bevindt zich in gat E momenteel een emitter en in gat C een collector. Alles is elementair en eenvoudig ;-).

Methode nr. 4

Ik denk dat dit de gemakkelijkste en meest nauwkeurige manier is om de pinout van een transistor te controleren. Om dit te doen, koopt u gewoon een Universele R/L/C/Transistor-meter en steekt u de transistordraden in de aansluitingen van het apparaat:

Het laat je meteen zien of je transistor nog leeft. En als hij nog leeft, zal hij zijn pinout vrijgeven.

Goede middag vrienden!

Onlangs zijn jij en ik beter bekend geworden met de manier waarop computerhardware werkt. En we ontmoetten een van zijn 'bouwstenen': een halfgeleiderdiode. is een complex systeem dat uit afzonderlijke onderdelen bestaat. Door te begrijpen hoe deze afzonderlijke onderdelen (groot en klein) werken, verwerven we kennis.

Door kennis op te doen, krijgen we de kans om onze ijzeren computervriend te helpen als hij plotseling in de war raakt.. Wij zijn verantwoordelijk voor degenen die we hebben getemd, nietwaar?

Vandaag zullen we dit interessante bedrijf voortzetten en proberen erachter te komen hoe misschien wel de belangrijkste 'bouwsteen' van elektronica werkt: de transistor. Van alle soorten transistors (er zijn er veel) zullen we ons nu beperken tot de werking van veldeffecttransistors.

Waarom is een veldeffecttransistor?

Het woord "transistor" is afgeleid van twee Engelse woorden vertalen en weerstand, dat wil zeggen, met andere woorden, het is een weerstandsomvormer.

Onder de verscheidenheid aan transistors zijn er ook veldeffect-transistoren, d.w.z. die worden bestuurd door een elektrisch veld.

Door spanning ontstaat een elektrisch veld. Een veldeffecttransistor is dus een spanningsgestuurde halfgeleiderinrichting.

In de Engelse literatuur wordt de term MOSFET (MOS Field Effect Transistor) gebruikt. Er zijn andere typen halfgeleidertransistors, met name bipolaire transistors, die door stroom worden bestuurd. In dit geval wordt ook wat vermogen aan de besturing besteed, omdat er een bepaalde spanning op de ingangselektroden moet worden aangelegd.

Het veldeffecttransistorkanaal kan alleen worden geopend door spanning, er vloeit geen stroom door de ingangselektroden (behalve een zeer kleine lekstroom). Die. er wordt geen macht besteed aan controle. In de praktijk worden veldeffecttransistors echter meestal niet in de statische modus gebruikt, maar op een bepaalde frequentie geschakeld.

Het ontwerp van de veldeffecttransistor bepaalt de aanwezigheid van een interne overgangscapaciteit, waardoor bij het schakelen een bepaalde stroom vloeit, afhankelijk van de frequentie (hoe hoger de frequentie, hoe groter de stroom). Strikt genomen wordt er dus nog steeds enige macht besteed aan controle.

Waar worden veldeffecttransistors gebruikt?

Het huidige technologieniveau maakt het mogelijk om de open-kanaalweerstand van een krachtige veldeffecttransistor (FET) vrij klein te maken - een paar honderdsten of duizendsten van een Ohm!

En dit is een groot voordeel, want wanneer er een stroom van zelfs tientallen ampère vloeit, zal het door de PT gedissipeerde vermogen niet groter zijn dan tienden of honderdsten van een watt.

Zo kunt u omvangrijke radiatoren elimineren of hun formaat aanzienlijk verkleinen.

PT's worden veel gebruikt in computer- en laop computers.

Van de verschillende soorten FET's worden voor deze doeleinden FET's met een geïnduceerd kanaal gebruikt.

Hoe werkt een veldeffecttransistor?

Een FET met geïnduceerd kanaal bevat drie elektroden: source, drain en gate.

Het werkingsprincipe van de PT wordt half duidelijk uit de grafische aanduiding en de naam van de elektroden.

Het PT-kanaal is een ‘waterleiding’ waarin ‘water’ (een stroom geladen deeltjes die een elektrische stroom vormen) door een ‘bron’ (bron) stroomt.

"Water" stroomt uit het andere uiteinde van de "buis" via de "afvoer" (afvoer). Een klep is een “kraan” die een stroom opent of afsluit. Om “water” door de “pijp” te laten stromen, is het noodzakelijk om er “druk” in te creëren, d.w.z. spanning aanbrengen tussen drain en source.

Als er geen spanning wordt aangelegd (“geen druk in het systeem”), zal er geen stroom in het kanaal aanwezig zijn.

Als er spanning wordt toegepast, kunt u "de kraan openen" door spanning op de poort aan te leggen ten opzichte van de bron.

Hoe hoger de spanning wordt aangelegd, hoe meer de “kraan” open staat, hoe groter de stroom in het drain-source-kanaal en hoe lager de kanaalweerstand.

Bij voedingen wordt PT gebruikt in de schakelmodus, d.w.z. het kanaal is volledig open of volledig gesloten.

Eerlijk gezegd zijn de werkingsprincipes van PT veel complexer, het kan werken niet alleen in de sleutelmodus. Zijn werk wordt beschreven door vele duistere formules, maar we zullen dit hier niet allemaal beschrijven, maar ons beperken tot deze eenvoudige analogieën.

Laten we zeggen dat PT's een n-kanaal kunnen hebben (in dit geval wordt de stroom in het kanaal gecreëerd door negatief geladen deeltjes) en een p-kanaal (de stroom wordt gecreëerd door positief geladen deeltjes). In de grafische weergave is bij een Pt met een n-kanaal de pijl naar binnen gericht, terwijl bij een Pt met een p-kanaal de pijl naar buiten gericht is.

Eigenlijk is de "pijp" een stuk halfgeleider (meestal silicium) met onzuiverheden van verschillende soorten chemische elementen, die de aanwezigheid van positieve of negatieve ladingen in het kanaal bepalen.

Laten we nu verder gaan met oefenen en erover praten

Hoe test ik een veldeffecttransistor?

Normaal gesproken is de weerstand tussen alle PT-terminals oneindig hoog.

En als de tester enige weerstand vertoont, is de PT hoogstwaarschijnlijk kapot en moet deze worden vervangen.

Veel FET's hebben een ingebouwde diode tussen de drain en de source om het kanaal te beschermen tegen sperspanning (omgekeerde polariteitsspanning).

Als u dus de “+” van de tester (rode sonde aangesloten op de “rode” ingang van de tester) op de bron aansluit, en “-” (zwarte sonde aangesloten op de zwarte ingang van de tester) op de afvoer, dan zal het kanaal "rinkelen" als een gewone diode in de voorwaartse richting.

Dit geldt voor n-kanaals FET's. Voor een PT met een p-kanaal zal de polariteit van de sondes gelijk zijn achteruit.

Hoe u een diode kunt controleren met behulp van een digitale tester, wordt beschreven in de overeenkomstige sectie. Die. in het drain-source-gedeelte daalt de spanning met 500-600 mV.

Als je de polariteit van de probes verandert, komt er sperspanning op de diode, deze wordt gesloten en de tester registreert dit.

De bruikbaarheid van de beschermende diode geeft echter niet de bruikbaarheid van de transistor als geheel aan. Bovendien, als je de PT "belt" zonder hem uit het circuit te desolderen, is het vanwege de parallel geschakelde circuits niet altijd mogelijk om een ​​ondubbelzinnige conclusie te trekken, zelfs niet over de bruikbaarheid van de beschermende diode.

In dergelijke gevallen kunt u de transistor verwijderen, en gebruik een klein circuit om te testen en beantwoord de vraag ondubbelzinnig– of de PT werkt of niet.

In de begintoestand is knop S1 open, de spanning aan de gate ten opzichte van de drain is nul. De PT is gesloten en de HL1-LED brandt niet.

Wanneer de knop gesloten is, verschijnt er een spanningsval (ongeveer 4 V) over de weerstand R3 die tussen de bron en de poort is aangelegd. De Pt gaat open en de HL1 LED gaat branden.

Deze schakeling kan als module met een PT-connector worden samengesteld. Transistoren in het D2-pakket (dat is ontworpen voor montage op een printplaat) kunnen niet in de connector worden gestoken, maar u kunt wel geleiders op de elektroden aansluiten en deze in de connector steken. Om een ​​PT met een p-kanaal te testen, moet de polariteit van de voeding en de LED worden omgekeerd.

Soms falen halfgeleiderapparaten heftig, met pyrotechnische, rook- en lichteffecten.

In dit geval vormen zich gaten in het lichaam, het scheurt of valt in stukken. En je kunt een ondubbelzinnige conclusie trekken over hun storing zonder toevlucht te nemen tot instrumenten.

Concluderend staan ​​de letters MOS in de afkorting MOSFET voor Metal - Oxide - Semiconductor (metaal - oxide - halfgeleider). Dit is de structuur van de PT: een metalen poort ("kraan") wordt gescheiden van het halfgeleiderkanaal door een laag diëlektricum (siliciumoxide).

Ik hoop dat je vandaag de “leidingen”, “kranen” en ander “loodgieterswerk” hebt ontdekt.

Maar zoals we weten is de theorie dood zonder praktijk! Je moet zeker experimenteren met de veldwerkers, rondneuzen, sleutelen aan het controleren ervan, ze aanraken, om zo te zeggen.

Trouwens, kopen veldeffecttransistoren zijn mogelijk.

Elektronica omringt ons overal. Maar bijna niemand denkt na over hoe dit hele ding werkt. Het is eigenlijk heel simpel. Dit is precies wat we vandaag zullen proberen te laten zien. Laten we beginnen met zo'n belangrijk element als de transistor. We vertellen je wat het is, wat het doet en hoe de transistor werkt.

Wat is een transistor?

Transistor– een halfgeleiderapparaat dat is ontworpen om elektrische stroom te regelen.

Waar worden transistoren gebruikt? Ja overal! Bijna geen enkel modern elektrisch circuit kan zonder transistors. Ze worden veel gebruikt bij de productie van computerapparatuur, audio- en videoapparatuur.

Tijden waarop Sovjet-microcircuits waren de grootste ter wereld, zijn verstreken en de omvang van moderne transistors is erg klein. De kleinste apparaten zijn dus in de orde van een nanometer groot!

Troosten nano- geeft een waarde aan in de orde van tien tot de min negende macht.

Er zijn echter ook gigantische exemplaren die vooral op het gebied van energie en industrie worden gebruikt.

Er zijn verschillende soorten transistors: bipolaire en polaire, directe en omgekeerde geleiding. De werking van deze apparaten is echter op hetzelfde principe gebaseerd. Een transistor is een halfgeleiderapparaat. Zoals bekend zijn de ladingsdragers in een halfgeleider elektronen of gaten.

Het gebied met overtollige elektronen wordt aangegeven met de letter N(negatief), en het gebied met gatgeleiding is P(positief).

Hoe werkt een transistor?

Om alles heel duidelijk te maken, laten we naar het werk kijken bipolaire transistor (het meest populaire type).

(hierna eenvoudigweg transistor genoemd) is een halfgeleiderkristal (meestal gebruikt silicium of germanium), verdeeld in drie zones met verschillende elektrische geleidbaarheid. De zones zijn dienovereenkomstig genoemd verzamelaar, baseren En emitter. Het apparaat van de transistor en zijn schematische weergave worden getoond in de onderstaande figuur

Afzonderlijke voorwaartse en achterwaartse geleidingstransistoren. P-n-p-transistors worden voorwaartse geleidingstransistors genoemd, en n-p-n-transistors worden omgekeerde geleidingstransistors genoemd.

Laten we het nu hebben over de twee bedrijfsmodi van transistors. De werking van de transistor zelf is vergelijkbaar met de werking van een waterkraan of klep. Alleen in plaats van water is er elektrische stroom. Er zijn twee mogelijke toestanden van de transistor: in werking (transistor open) en rusttoestand (transistor gesloten).

Wat betekent het? Wanneer de transistor uitgeschakeld is, vloeit er geen stroom door. In de open toestand, wanneer een kleine stuurstroom op de basis wordt aangelegd, gaat de transistor open en begint een grote stroom door de emitter-collector te stromen.

Fysische processen in een transistor

En nu meer over waarom alles op deze manier gebeurt, dat wil zeggen waarom de transistor opent en sluit. Laten we een bipolaire transistor nemen. Laat maar zo n-p-n transistor.

Als je een stroombron aansluit tussen de collector en de emitter, zullen de elektronen van de collector aangetrokken worden door het positieve, maar zal er geen stroom lopen tussen de collector en de emitter. Dit wordt belemmerd door de basislaag en de emitterlaag zelf.

Als je een extra bron aansluit tussen de basis en de emitter, zullen elektronen uit het n-gebied van de emitter het basisgebied binnendringen. Als gevolg hiervan zal het basisgebied worden verrijkt met vrije elektronen, waarvan sommige zullen recombineren met gaten, sommige naar de plus van de basis zullen stromen en sommige (de meeste) naar de collector zullen gaan.

De transistor blijkt dus open te zijn en de emitter-collectorstroom vloeit erin. Als de basisspanning wordt verhoogd, zal de collector-emitterstroom ook toenemen. Bovendien wordt bij een kleine verandering in de stuurspanning een significante toename van de stroom door de collector-emitter waargenomen. Het is op dit effect dat de werking van transistors in versterkers is gebaseerd.

Dat is in een notendop de essentie van hoe transistors werken. Moet u van de ene op de andere dag een eindversterker berekenen met behulp van bipolaire transistors, of moet u laboratoriumwerk doen om de werking van een transistor te bestuderen? Zelfs voor een beginner is dit geen probleem als je gebruik maakt van de hulp van onze studentenservicespecialisten.

Aarzel niet om professionele hulp te zoeken bij belangrijke zaken zoals studeren! En nu je al een idee hebt over transistors, raden we je aan om te ontspannen en de video van Korn “Twisted transistor” te bekijken! Je besluit bijvoorbeeld contact op te nemen met de Correspondentie Student.