Який принцип роботи транзистора

Який принцип роботи транзистора

Поява транзисторів свого часу стала справжньою революцією. І це не дивно, адже громіздку електронну лампу замінив крихітний, порівняно з нею, напівпровідниковий радіоелемент. В даний час транзистори як і раніше є найважливішими електронними компонентами, їх використовують як окремо, так і в складі мікросхем.

Творцями першого працездатного транзистора вважаються фізик Волтер Браттейн і теоретик Джон Бардін, він був випробуваний ними в грудні 1947 року. З цього часу і почалася епоха транзисторів ‒ завдяки їх появі стало можливим створювати компактну електронну апаратуру з низьким споживанням енергії.

Як працює транзистор

Основним завданням транзистора є посилення сигналу. Наприклад, антена детекторного радіоприймача вловила сигнал радіостанції. Після детектування звук вже можна чути в навушниках, але для виведення на великий динамік потужності виділеного сигналу не вистачає. Його необхідно посилити, для цього і використовуються транзистори.

Суть роботи транзистора полягає в тому, що слабким сигналом, що надходить на один з висновків транзистора - базу - модулюється більш сильний сигнал, що надходить на другий висновок транзистора - еміттер. Посилений сигнал знімається з третього виведення транзистора - колектора. В даному випадку базу транзистора можна порівняти з краном, встановленим на "трубі" еміттер-колектор, по якій проходить більш сильний струм. Коли на базу разом з напругою зміщення (воно необхідне для того, щоб транзистор відкрився) подається сигнал з детектора приймача, цього слабкого сигналу виявляється достатньо, щоб керувати струмом у більш потужному ланцюгу. В результаті з колектора знімається точно такий же сигнал, який надійшов на базу, але набагато більш сильний. Як бути, якщо потужності одного транзистора для посилення недостатньо? У цьому випадку просто використовують кілька каскадів посилення. На практиці в звичайному приймачі прямого посилення спочатку йде посилення по високій частоті, потім сигнал детектується - тобто з нього виділяються звукові коливання - і вже вони посилюються в каскадах посилення низької частоти. В результаті в динаміках приймача чути гучний чистий звук.

Структура транзистора

Найпоширенішими є біполярні транзистори, вони бувають двох типів - p-n-p (positive-negative-positive) і n-p-n (negative-positive-negative). Для виробництва p-n-p-транзисторів використовують напівпровідник німеччин, а для n-p-n-транзисторів - кремній. У кожному такому транзисторі знаходяться два так званих електронно-дирочних переходи, саме вони і дозволяють посилювати сигнал. Дірки та електрони є носіями заряду. У n-p-n-транзисторах заряд переносять електрони, а в p-n-p-транзисторах - дірки. На базу транзистора подається невеликий струм зміщення, в результаті транзистор відкривається. Якщо тепер цей струм зміщення модулювати корисним сигналом, то сигнал буде посилено. Існують й інші типи транзисторів - наприклад, польові. Завдяки різним типам транзисторів вдається створювати найрізноманітнішу електронну апаратуру.