Транзистор – это, простыми словами, – радиоэлектронный компонент с тремя выводами, который ещё называют полупроводниковым триодом. Путём подачи слабого сигнала на дополнительный электрод он позволяет управлять током на выходе. Ни одна сложная схема не обходится без транзисторов, размеры которых уменьшаются с каждым годом. Параллельно снижается энергопотребления и тепловыделение – повышается КПД. В публикации расскажем, что такое транзистор, как он работает, где применяется.
Строение компонента
Конструктивно триод – это корпус с тремя ножками. Корпуса делают из сплавов металлов, полимерных материалов (пластмасса), керамики, металлокерамики, металлостекла. Корпус – защита радиоэлектронного компонента от воздействия внешней среды, в том числе электромагнитного поля. Внутри расположены три соединённых последовательно контакта, в мощных элементах встречается белый порошок, улучшающий теплообмен.
Различают два вида триодов: биполярные и полевые. Электроды биполярных называются:
- Эмиттером (Э) – вход.
- Коллектором (К) – вывод.
- Базой (Б) – имеет отличный от К и Э тип проводимости. В зависимости от мощности подаваемого сигнала, электрод усиливает коллекторный ток.
Выводы биполярного компонента схем называются иначе:
- Исток – вход, аналог эмиттера.
- Сток – выход.
- Затвор – электрод с управляющим напряжением.
Биполярные триоды делят на две группы, исходя из типа Б. Если это:
- Канал n-типа – элемент имеет p-n-p структуру – прямая проводимость.
- Канал типа p – относят к типу n-p-n – обратная проводимость.
Полевые делят на транзисторы с изолированным затвором и затвором в виде электронно-дырочного перехода.
Области применения
Все электронные приборы построены на транзисторах, позволяющих управлять входящим током, усиливать его. Группа триодов представляет собой логическое устройство, на основе которого создаются микропроцессоры. Триоды в усилительном режиме применяются для построения усилителей сигналов, могут работать как генераторы. Используются в следующих устройствах:
- Процессоры, триггеры – основа вычислительной электроники.
- Усилительные каскады: слуховые аппараты, громкоговорители.
- Генераторы.
- Электронные ключи или регенераторы.
- Преобразователи, например, ЦАП, АЦП.
- Сглаживающие фильтры.
Мощные транзисторы – основа для силовых инверторных преобразователей: сварочных инверторов, нагревателей индукционного типа.
На основе полупроводниковых триодов делают пары Дарлингтона – объединение двух или более биполярных транзисторов в одном корпусе. Такие конструкции называют IGBT, применяют для улучшения электрических характеристик низкочастотных схем (в сварочных инверторах). Всё ещё выпускаемый в России транзистор КТ808А используется для сборки усилителей слабых сигналов, электронных ключей.
Как работает полупроводниковый триод
Принцип работы транзистора прост. На эмиттер подаётся управляемый ток, который протекает в направлении коллектора. В состоянии «закрыто» этого не происходит из-за сопротивления эмиттерного перехода. Для перевода радиокомпонента в состояние «открыто» на базу подают незначительное напряжение, сопротивление между Э и К снижается, между ними начинает протекать ток. Изменяя напряжение Б, можно управлять коэффициентом усиления транзистора, включать или отключать его. При подаче на базу аналогового сигнала изменяется амплитуда выходящего тока, причём его частота остаётся прежней.
Благодаря возможности управления проводимостью и коэффициентом усиления полупроводникового триода он может работать как электронный ключ или усилитель.
