Transistor - Aperçu
Après avoir connu les détails d'une seule jonction PN, ou simplement d'une diode, essayons d'opter pour la connexion à deux jonctions PN. Si un autre matériau de type P ou de type N est ajouté à une seule jonction PN, une autre jonction sera formée. Une telle formation est simplement appeléeTransistor.
UNE Transistor est un dispositif semi-conducteur à trois bornes qui régule le flux de courant ou de tension et agit comme un interrupteur ou une porte pour les signaux.
Utilisations d'un transistor
Un transistor agit comme an Amplifier, où la force du signal doit être augmentée.
Un transistor agit également comme un switch pour choisir parmi les options disponibles.
Ça aussi regulates l'arrivée current and voltage des signaux.
Détails de construction d'un transistor
Le transistor est un dispositif à semi-conducteurs à trois bornes qui est formé en connectant deux diodes dos à dos. Par conséquent, il atwo PN junctions. Trois bornes sont tirées des trois matériaux semi-conducteurs qui y sont présents. Ce type de connexion propose deux types de transistors. Elles sontPNP et NPN ce qui signifie qu'un matériau de type N entre deux Ptypes et l'autre est un matériau de type P entre deux N-types respectivement.
L'illustration suivante montre la construction de base des transistors
Les trois bornes tirées du transistor indiquent Emitter, Base et Collectorterminaux. Ils ont leurs fonctionnalités comme indiqué ci-dessous.
Émetteur
Le côté gauche de la structure représentée ci-dessus peut être compris comme Emitter.
Cela a un moderate size et est heavily doped car sa fonction principale est de supply un nombre de majority carriers, c'est-à-dire des électrons ou des trous.
Comme cela émet des électrons, il est appelé émetteur.
Ceci est simplement indiqué par la lettre E.
Base
Le matériau du milieu dans la figure ci-dessus est le Base.
C'est thin et lightly doped.
Sa fonction principale est de pass les porteurs majoritaires de l'émetteur au collecteur.
Ceci est indiqué par la lettre B.
Collectionneur
Le matériau du côté droit dans la figure ci-dessus peut être compris comme un Collector.
Son nom implique sa fonction de collecting the carriers.
C'est un bit largeren taille que l'émetteur et la base. C'estmoderately doped.
Ceci est indiqué par la lettre C.
Les symboles des transistors PNP et NPN sont indiqués ci-dessous.
le arrow-head dans les figures ci-dessus, le emitterd'un transistor. Comme le collecteur d'un transistor doit dissiper une puissance beaucoup plus grande, il est rendu grand. En raison des fonctions spécifiques de l'émetteur et du collecteur, ils sontnot interchangeable. Par conséquent, les bornes doivent toujours être gardées à l'esprit lors de l'utilisation d'un transistor.
Dans un transistor pratique, il y a une encoche près du fil d'émetteur pour l'identification. Les transistors PNP et NPN peuvent être différenciés à l'aide d'un multimètre. L'image suivante montre à quoi ressemblent différents transistors pratiques.
Nous avons jusqu'à présent discuté des détails de construction d'un transistor, mais pour comprendre le fonctionnement d'un transistor, nous devons d'abord connaître la polarisation.
Biais de transistor
Comme nous savons qu'un transistor est une combinaison de deux diodes, nous avons ici deux jonctions. Comme une jonction est entre l'émetteur et la base, cela s'appelleEmitter-Base junction et de même, l'autre est Collector-Base junction.
Biasingcontrôle le fonctionnement du circuit en fournissant une alimentation électrique. La fonction des deux jonctions PN est contrôlée en fournissant une polarisation au circuit via une alimentation en courant continu. La figure ci-dessous montre comment un transistor est polarisé.
En regardant la figure ci-dessus, il est entendu que
Le matériau de type N est fourni avec une alimentation négative et le matériau de type P reçoit une alimentation positive pour rendre le circuit Forward bias.
Le matériau de type N est fourni avec une alimentation positive et le matériau de type P reçoit une alimentation négative pour rendre le circuit Reverse bias.
En appliquant la puissance, le emitter base junction est toujours forward biasedcar la résistance de l'émetteur est très faible. lecollector base junction est reverse biasedet sa résistance est un peu plus élevée. Une faible polarisation directe est suffisante à la jonction de l'émetteur alors qu'une forte polarisation inverse doit être appliquée à la jonction du collecteur.
La direction du courant indiquée dans les circuits ci-dessus, également appelée Conventional Current, est le mouvement du courant de trou qui est opposite to the electron current.
Fonctionnement du transistor PNP
Le fonctionnement d'un transistor PNP peut être expliqué en regardant la figure suivante, dans laquelle la jonction émetteur-base est polarisée en direct et la jonction collecteur-base est polarisée en inverse.
La tension VEEfournit un potentiel positif au niveau de l'émetteur qui repousse les trous dans le matériau de type P et ces trous traversent la jonction émetteur-base, pour atteindre la région de base. Là, un très faible pourcentage de trous se combine à nouveau avec des électrons libres de la région N. Cela fournit un courant très faible qui constitue le courant de baseIB. Les trous restants traversent la jonction collecteur-base, pour constituer le courant du collecteurIC, qui est le courant du trou.
Lorsqu'un trou atteint la borne du collecteur, un électron de la borne négative de la batterie remplit l'espace dans le collecteur. Ce flux augmente lentement et le courant minoritaire d'électrons traverse l'émetteur, où chaque électron entrant dans la borne positive deVEE, est remplacé par un trou en se déplaçant vers la jonction de l'émetteur. Cela constitue un courant d'émetteurIE.
Par conséquent, nous pouvons comprendre que -
La conduction dans un transistor PNP s'effectue à travers des trous.
Le courant du collecteur est légèrement inférieur au courant de l'émetteur.
L'augmentation ou la diminution du courant de l'émetteur affecte le courant du collecteur.
Fonctionnement du transistor NPN
Le fonctionnement d'un transistor NPN peut être expliqué en regardant la figure suivante, dans laquelle la jonction émetteur-base est polarisée en direct et la jonction collecteur-base est polarisée en inverse.
La tension VEEfournit un potentiel négatif au niveau de l'émetteur qui repousse les électrons dans le matériau de type N et ces électrons traversent la jonction émetteur-base, pour atteindre la région de base. Là, un très faible pourcentage d'électrons se combine à nouveau avec des trous libres de la région P. Cela fournit un courant très faible qui constitue le courant de baseIB. Les trous restants traversent la jonction collecteur-base, pour constituer le courant collecteurIC.
Lorsqu'un électron sort de la borne du collecteur et entre dans la borne positive de la batterie, un électron de la borne négative de la batterie VEEentre dans la région de l'émetteur. Ce flux augmente lentement et le courant d'électrons traverse le transistor.
Par conséquent, nous pouvons comprendre que -
La conduction dans un transistor NPN a lieu à travers des électrons.
Le courant du collecteur est supérieur au courant de l'émetteur.
L'augmentation ou la diminution du courant de l'émetteur affecte le courant du collecteur.
Avantages des transistors
Il y a de nombreux avantages à utiliser un transistor, tels que -
- Gain haute tension.
- Une tension d'alimentation inférieure est suffisante.
- Idéal pour les applications à faible puissance.
- Plus petit et plus léger.
- Mécaniquement plus résistant que les tubes à vide.
- Aucun chauffage externe requis comme les tubes à vide.
- Très approprié pour s'intégrer avec des résistances et des diodes pour produire des circuits intégrés.
Il y a peu d'inconvénients tels qu'ils ne peuvent pas être utilisés pour des applications à haute puissance en raison d'une dissipation de puissance plus faible. Ils ont une impédance d'entrée plus faible et dépendent de la température.