Как работает транзистор — простыми словами, для чайников, полевой, биполярный, в каких режимах может работать

Вероятно, не найдется такого человека, который ничего бы не слышал о транзисторах.

Конечно, в тонкостях их работы в большинстве случаев хорошо разбираются только некоторые категории мастеров.

Но не существует таких знаний, которые не были бы полезны человеку. Более того, очень часто и начинающие мастера сталкиваются с проблемами при работе с транзисторами.

Именно по этой причине так важно понимать азы функционирования данного элемента. Попробуем разобраться в том, какие именно нюансы следует знать новичкам.

Содержание

Что такое транзистор и принцип его работы

Сегодня транзисторы многие с уверенностью называют основным элементом всей цифровой техники, которая активно используется людьми в веке.

Поскольку эти элементы могут одновременно выполнять разные функции.

Как выглядит транзистор

Прежде чем начать говорить о тонкостях функционирования транзисторов, нужно определить, что они собой представляют и как именно выглядят.

Транзистор – это полупроводниковый инструмент. Именно с его помощью и осуществляется контроль над электрическим током.

Можно с уверенностью сказать, что такие приборы сегодня используют практически во всех сферах. Несмотря на это, многие мастера-новички даже не представляют, как именно выглядят транзисторы.

Подобное происходит по той причине, что электрические системы включают в себя транзисторы, и они редко бывают на виду.

Следовательно, пока мастер не раскрутит систему, он попросту не сможет воочию увидеть транзисторы.

На картинке ниже представлены разные виды транзисторов. Сразу следует сделать одну важную оговорку.

Дело в том, что во времена Союза транзисторы имели более внушительный размер. Поскольку и вся техника была достаточно габаритной.

Теперь же техника часто имеет миниатюрный размер. Именно по этой причине и возникла необходимость существенно уменьшить размер транзисторов.

Но подобное вовсе не означает, что в продаже нельзя встретить крупные транзисторы. Ведь их используются даже в разных областях промышленности.

Промышленное оборудование отличается крупными габаритами. И поэтому было бы нелепо использовать мелкие транзисторы.

Они попросту оказались бы неспособны выполнять свои функции должным образом.

Обозначение транзистора на схемах

Чтобы правильно подсоединить транзисторы, нужно заранее изучить схему. Поскольку на ней они обязательно обозначаются:

У транзисторов имеет три вывода, которые не только по-разному называются, но и выполняют разные функции.
Первая категория вывода называют базой(B), вторую – эмиттером (E), а третью именуют коллектором (C).
Как же определить, где на принципиальной схеме располагаются эти выводы? Все очень просто. Достаточно просто взглянуть на внешний вид транзистора.
Если на выводе имеется стрелка, то это эмиттер. А вот если на схеме вывод обозначен как перпендикулярная черта, которая движется к центральной, то это база.
Оставшийся вывод соответственно является коллектором.
Обычно на принципиальных схемах транзисторы принято отмечать сочетанием двух букв – VT. Однако, в некоторых случаях маркировка может отличаться.
В современных схемах нередко можно увидеть обозначение буквой Q, а в книгах раннего издания и вовсе встречается маркировка V и T. Рядом с этим обозначением всегда есть и цифры.

С помощью такой четкой маркировки гораздо проще отыскать подходящий транзистор, если таковой выйдет из строя. Именно по этой причине маркировке и уделяется столько внимания.

Базовый принцип работы

Наверняка, очень многим новичкам и самоучкам довольно трудно сразу сориентироваться в том, как именно работают транзисторы.

Чтобы несколько облегчить этот процесс погружения в работу, нужно рассмотреть базовый принцип функционирования транзисторов.

На примере будет рассмотрена работа биполярного транзистора. Он, как и другие виды транзисторов, может работать в двух режимах.

А сама его работа имеет немало общего с принципом функционирования водопроводного крана.

Разумеется, вместо воды по транзистору течет ток. И если транзистор закрыт, то ток прекращает течь через него.

Как видите, базовый принцип работы транзистора довольно прост. Но у него есть нюансы. И они зависят о многих факторах, о которых поговорим немного позже.

Сферы применения транзистора

В статье уже упоминалось о том, что сферы применения транзисторов очень разнообразны. Можно сказать, что их используют практически везде.

Очень активно транзисторы сегодня применяют для производства не только персональных компьютеров и калькуляторов, но и слуховых аппаратов.

Транзисторы, которые оборудованы изолированным затвором, также применяются и при производстве индукционных нагревателей и сварочных аппаратов.

Виды транзисторов

Поскольку транзисторы успешно применяются в разных сферах, то нетрудно догадаться, что существует несколько их видов. И принцип их работы несколько разнится. Это нужно обязательно учитывать.

Полевые

Такие транзисторы всегда оборудованы не только стоком и истоком, но и затвором. А вот изготавливают их из полупроводниковых материалов.

Собственно по этой причине в некоторых книгах такие транзисторы и называют полупроводниковыми.

Это нужно запомнить. Поскольку в разной литературе могут встречаться разные наименования данного элемента.

Управление полевыми транзисторами происходит за счет напряжения. Когда оно подается, затвор поднимается.

Как только напряжение будет подано на транзистор, появится возможность производить регулировку электрического тока.

Биполярные

Главным отличием данного вида транзисторов является управление ими с помощью электрического тока, а не напряжения. У устройства имеется три контакта.

Основным достоинством именно биполярных транзисторов является то, что они очень хорошо переносят статику. По этой причине иногда их использование является обязательным условием.

Другие типы транзисторов

Поскольку в продаже чаще встречаются именно полевые и биполярные транзисторы, некоторые ошибочно полагают, что иных видов попросту не существует. Но это большое заблуждение.

Ведь в действительности некоторые схемы предполагают использование других видов транзисторов, коими являются устройства с прямой и обратной проводимостью.

Но начинающим мастерам вряд ли придется работать с такими транзисторами.

Отличие биполярных транзисторов от полевых

Чтобы не запутать мастеров, которые пока являются новичками и плохо разбираются в транзисторах, разберем более подробно два их основных видами.

Ведь именно полярные и полевые транзисторы сегодня встречаются наиболее часто.

Принцип работы биполярного транзистора

Биполярные транзисторы представляют собой кристалл полупроводника. Изготовлен такой полупроводник может быть не только из кремния. В продаже можно встретить и модели из германия.

Кристалл делится на три зоны. И каждая из этих частей может иметь разную электропроводимость. Более того, биполярные транзисторы отличаются прямой и обратной проводимостью.

Именно по этой причине они сегодня и пользуются таким большим спросом. Считается, что биполярные устройства более пригодны для обеспечения функционирования сложных механизмов.

Но здесь есть масса тонкостей. И поэтому ошибочно утверждать, что только биполярные транзисторы можно использовать для эффективного функционирования разных систем.

Чем транзисторы уступают лампам

Хотя транзисторы широко используются, невозможно отрицать очевидный факт: транзисторы сильно уступают лампам.

Попробуем разобраться, почему же они не могут быть достойными «соперниками» для обычных лампочек:

Лампы характеризуются более высоким уровнем устойчивости к помехам, а также не могут существенно пострадать из-за электромагнитных наводок.
На высоких частотах более стабильную работу показывает именно та техника, которая оборудована лампами.

Вот только все это вовсе не означает, что можно сразу отказаться от использования стандартных транзисторов и полагаться исключительно на функциональность ламп.

В некоторых случаях такая замена попросту невозможна.

Следовательно, лампы, как и транзисторы, остаются востребованными элементами во многих сферах. И нельзя преуменьшать достоинства одного элемента за счет принижения преимуществ другого.