Понимание транзисторов: строительные блоки современной электроники

Транзисторы являются важным компонентом современной электроники. Они используются для усиления или переключения электрических сигналов и являются фундаментальным строительным блоком цифровых схем. В этом ответе мы узнаем, что такое транзисторы, как они работают и некоторые из их ключевых характеристик.

Что такое транзистор?

Транзистор — это полупроводниковое устройство, которое можно использовать в качестве усилителя или переключателя. Он состоит из трех слоев материала с разными электрическими свойствами, которые позволяют ему контролировать поток тока. Эти три слоя известны как база, коллектор и эмиттер.

Как работает транзистор?

Транзистор работает, управляя потоком тока между выводами коллектора и эмиттера, в зависимости от напряжения, приложенного к его базовому выводу. Когда база смещена в прямом направлении, транзистор открывается и позволяет току течь от коллектора к эмиттеру. Когда база смещена в обратном направлении, транзистор выключается и блокирует протекание тока. Ключом к работе транзистора является использование небольшого входного напряжения (базового напряжения) для управления гораздо большей величиной выходного тока ( токи коллектора и эмиттера). Это делает транзисторы очень полезными для усиления слабых сигналов или переключения больших объемов мощности.

Характеристики транзисторов

Есть несколько важных характеристик транзисторов, которые важно понимать при их использовании в электронных схемах:
1. Вольт-амперная характеристика (ВАХ): на этом графике показано, как ток, протекающий через транзистор, изменяется при изменении напряжения на нем. ВАХ используется для определения рабочей точки транзистора и проектирования схем, в которых они используются.
2. Передаточные характеристики: это графики, которые показывают, как ток или напряжение на одной клемме транзистора влияет на ток или напряжение на другой клемме. Передаточные характеристики важны для понимания того, как транзисторы можно использовать в цифровых схемах.3. Hfe (или бета): это мера усиления транзистора или того, насколько он усиливает входной сигнал. Более высокий Hfe означает, что транзистор имеет более высокий коэффициент усиления и может более эффективно усиливать сигналы.
4. Насыщение: когда транзистор включен, он может насыщаться, а это означает, что ток, протекающий через него, становится почти постоянным независимо от напряжения, приложенного к его базе. Насыщение важно понимать при проектировании схем, в которых используются транзисторы. Таким образом, транзисторы являются важными компонентами современной электроники, которые позволяют нам усиливать или переключать электрические сигналы. Они имеют несколько ключевых характеристик, таких как ВАХ, характеристики передачи, Hfe и насыщение, которые важно понимать при их использовании в электронных схемах.