Transistor - Visão geral
Depois de saber os detalhes sobre uma única junção PN, ou simplesmente um diodo, vamos tentar ir para a conexão de duas junções PN. Se outro material do tipo P ou material do tipo N for adicionado a uma única junção PN, outra junção será formada. Tal formação é simplesmente chamada deTransistor.
UMA Transistor é um dispositivo semicondutor de três terminais que regula o fluxo de corrente ou tensão e atua como uma chave ou porta para sinais.
Usos de um transistor
Um transistor atua como an Amplifier, onde a intensidade do sinal deve ser aumentada.
Um transistor também atua como um switch para escolher entre as opções disponíveis.
Isso também regulates a entrada current and voltage dos sinais.
Detalhes de construção de um transistor
O transistor é um dispositivo de estado sólido de três terminais que é formado pela conexão de dois diodos costas com costas. Por isso temtwo PN junctions. Três terminais são extraídos dos três materiais semicondutores presentes nele. Este tipo de conexão oferece dois tipos de transistores. Eles sãoPNP e NPN o que significa que um material do tipo N entre dois Ptypes e o outro é um material do tipo P entre dois tipos N respectivamente.
A ilustração a seguir mostra a construção básica de transistores
Os três terminais retirados do transistor indicam Emitter, Base e Collectorterminais. Eles têm sua funcionalidade conforme discutido abaixo.
Emissor
O lado esquerdo da estrutura mostrada acima pode ser entendido como Emitter.
Isso tem um moderate size e é heavily doped já que sua função principal é supply um número de majority carriers, ou seja, elétrons ou lacunas.
Como este emite elétrons, é chamado de Emissor.
Isso é simplesmente indicado com a letra E.
Base
O material do meio na figura acima é o Base.
Isto é thin e lightly doped.
Sua principal função é pass a maioria transporta do emissor para o coletor.
Isso é indicado pela letra B.
Colecionador
O material do lado direito na figura acima pode ser entendido como um Collector.
Seu nome implica sua função de collecting the carriers.
Isto é um bit largerem tamanho do que o emissor e a base. Isto émoderately doped.
Isso é indicado pela letra C.
Os símbolos dos transistores PNP e NPN são mostrados abaixo.
o arrow-head nas figuras acima indicadas o emitterde um transistor. Como o coletor de um transistor precisa dissipar uma potência muito maior, ele se torna grande. Devido às funções específicas de emissor e coletor, eles sãonot interchangeable. Portanto, os terminais devem ser sempre mantidos em mente ao usar um transistor.
Em um transistor prático, há um entalhe próximo ao cabo do emissor para identificação. Os transistores PNP e NPN podem ser diferenciados usando um multímetro. A imagem a seguir mostra como são diferentes transistores práticos.
Até agora discutimos os detalhes de construção de um transistor, mas para entender a operação de um transistor, primeiro precisamos saber sobre a polarização.
Transistor Biasing
Como sabemos que um transistor é uma combinação de dois diodos, temos duas junções aqui. Como uma junção é entre o emissor e a base, isso é chamado deEmitter-Base junction e da mesma forma, o outro é Collector-Base junction.
Biasingestá controlando a operação do circuito, fornecendo fonte de alimentação. A função de ambas as junções PN é controlada fornecendo polarização ao circuito por meio de alguma fonte CC. A figura abaixo mostra como um transistor é polarizado.
Ao observar a figura acima, entende-se que
O material tipo N é fornecido com alimentação negativa e o material tipo P recebe alimentação positiva para fazer o circuito Forward bias.
O material tipo N é fornecido com alimentação positiva e o material tipo P recebe alimentação negativa para fazer o circuito Reverse bias.
Ao aplicar o poder, o emitter base junction é sempre forward biasedpois a resistência do emissor é muito pequena. ocollector base junction é reverse biasede sua resistência é um pouco maior. Uma pequena polarização direta é suficiente na junção do emissor, enquanto uma alta polarização reversa deve ser aplicada na junção do coletor.
A direção da corrente indicada nos circuitos acima, também chamada de Conventional Current, é o movimento da corrente do buraco que é opposite to the electron current.
Operação do Transistor PNP
A operação de um transistor PNP pode ser explicada observando-se a figura a seguir, na qual a junção base do emissor é polarizada direta e a junção base coletor é polarizada reversamente.
A voltagem VEEfornece um potencial positivo no emissor que repele os buracos no material tipo P e esses buracos cruzam a junção emissor-base, para chegar à região da base. Há uma porcentagem muito baixa de buracos se recombinar com elétrons livres da região N. Isso fornece uma corrente muito baixa que constitui a corrente de baseIB. Os orifícios restantes cruzam a junção base do coletor, para constituir a corrente do coletorIC, que é a corrente do buraco.
Quando um buraco atinge o terminal do coletor, um elétron do terminal negativo da bateria preenche o espaço do coletor. Este fluxo aumenta lentamente e a corrente de minoria de elétrons flui através do emissor, onde cada elétron entra no terminal positivo deVEE, é substituído por um orifício movendo-se em direção à junção do emissor. Isso constitui a corrente do emissorIE.
Portanto, podemos entender que -
A condução em um transistor PNP ocorre através de orifícios.
A corrente do coletor é ligeiramente menor que a corrente do emissor.
O aumento ou diminuição da corrente do emissor afeta a corrente do coletor.
Operação do transistor NPN
A operação de um transistor NPN pode ser explicada dando uma olhada na figura a seguir, na qual a junção base do emissor é polarizada direta e a junção base coletor é polarizada reversamente.
A voltagem VEEfornece um potencial negativo no emissor que repele os elétrons no material tipo N e esses elétrons cruzam a junção emissor-base, para chegar à região da base. Lá, uma porcentagem muito baixa de elétrons se recombina com buracos livres da região P. Isso fornece uma corrente muito baixa que constitui a corrente de baseIB. Os orifícios restantes cruzam a junção base do coletor, para constituir a corrente do coletorIC.
Quando um elétron sai do terminal coletor e entra no terminal positivo da bateria, um elétron sai do terminal negativo da bateria VEEentra na região do emissor. Este fluxo aumenta lentamente e a corrente de elétrons flui através do transistor.
Portanto, podemos entender que -
A condução em um transistor NPN ocorre por meio de elétrons.
A corrente do coletor é maior que a corrente do emissor.
O aumento ou diminuição da corrente do emissor afeta a corrente do coletor.
Vantagens dos transistores
Existem muitas vantagens de usar um transistor, como -
- Ganho de alta tensão.
- A tensão de alimentação mais baixa é suficiente.
- Mais adequado para aplicações de baixa potência.
- Menor e mais leve.
- Mecanicamente mais forte do que tubos de vácuo.
- Nenhum aquecimento externo necessário como tubos de vácuo.
- Muito adequado para integração com resistores e diodos para produzir ICs.
Existem algumas desvantagens, como eles não podem ser usados para aplicações de alta potência devido à menor dissipação de energia. Eles têm impedância de entrada mais baixa e são dependentes da temperatura.