Tranzistor je polprevodniška naprava, ki so jo leta 1947 v laboratoriju Bell izumili William Shockley, John Bardeen in Walter Houser Brattain. Je osnovni gradnik vseh digitalnih komponent. Prvi izumljeni tranzistor je bil točkovni kontaktni tranzistor . Glavna naloga a tranzistor je ojačati šibke signale in jih ustrezno regulirati. Tranzistor ogroža polprevodniške materiale, kot so silicij ali germanij ali galij-arzenid. Glede na njihovo strukturo so razvrščeni v dva tipa: BJT - bipolarni tranzistor (tranzistorji, kot so Junction tranzistor, NPN tranzistor, PNP tranzistor) in FET tranzistor s poljskim učinkom (tranzistorji, kot so tranzistor s funkcijo spoja in tranzistor kovinskega oksida, N-kanalni MOSFET , P-kanalni MOSFET) in funkcionalnost (na primer tranzistor z majhnim signalom, majhen preklopni tranzistor, močnostni tranzistor, visokofrekvenčni tranzistor, fototranzistor, unijunkcijski tranzistorji). Sestavljen je iz treh glavnih delov: oddajnik (E), podnožje (B) in kolektor (C) ali vir (S), odtok (D) in zapornica (G).

Kaj je močnostni tranzistor?

Tri terminalna naprava, zasnovana posebej za nadzor visokonapetostne napetosti in upravljanje velikega števila nivojev moči v napravi ali vezju, je močnostni tranzistor. The klasifikacija močnostnega tranzistorja vključujejo naslednje.

Bipolarni tranzistor (BJT)
Polprevodniški tranzistor s polprevodniškim kovinskim oksidom (MOSFET)
Statični indukcijski tranzistor (SIT)
Bipolarni tranzistor z izoliranimi vrati (IGBT).

Bipolarni križni tranzistor

BJT je bipolarni tranzistor, ki je sposoben upravljati dva polarnosti (luknje in elektroni), se lahko uporablja kot stikalo ali kot ojačevalnik in je znan tudi kot naprava za nadzor toka. Sledijo značilnosti a Moč BJT , so

Ima večjo velikost, tako da lahko skoznjo teče največji tok
Napetost okvare je velika
Ima večjo zmogljivost prenosa toka in velike moči
Ima večji padec napetosti v stanju
Uporaba velike moči.

MOS-kovinski-oksid-polprevodniški-tranzistor-efekt-polja- (MOSFET) -FET

MOSFET je podrazvrstitev tranzistorja FET, je tritočkovna naprava, ki vsebuje vire, dno in odtočne terminale. Funkcija MOSFET je odvisna od širine kanala. Če je širina kanala široka, deluje učinkovito. Sledijo značilnosti MOSFET-a,

Znan je tudi kot regulator napetosti
Vhodni tok ni potreben
Visoka vhodna impedanca.

Statični indukcijski tranzistor

Gre za napravo, ki ima tri priključke z visoko močjo in frekvenco, ki je navpično usmerjena. Glavna prednost statičnega indukcijskega tranzistorja je v tem, da ima večjo napetostno razčlenitev v primerjavi s tranzistorjem s poljskim učinkom FET. Sledijo značilnosti statičnega indukcijskega tranzistorja,

statični indukcijski tranzistor

Dolžina kanala je kratka
Hrupa je manj
Vklop in izklop je nekaj sekund
Končni upor je nizek.

Bipolarni tranzistor z izoliranimi vrati (IGBT)

Kot že ime pove, je IGBT kombinacija FET in BJT tranzistorja, katerega funkcija temelji na njegovih vratih, kjer je tranzistor mogoče vklopiti ali izklopiti, odvisno od vrat. Običajno se uporabljajo v napravah močnostne elektronike, kot so pretvorniki, pretvorniki in napajalniki. Sledijo značilnosti bipolarnih tranzistorjev z izoliranimi vrati (IGBT),

bipolarni-tranzistor z izoliranimi vrati (IGBT)

Na vhodu vezja so izgube manjše
večji dobiček moči.

Struktura močnostnega tranzistorja

Močnostni tranzistor BJT je vertikalno usmerjena naprava, ki ima veliko površino prečnega prereza z nadomestnima slojema P in N tipa. Lahko se oblikuje z uporabo P-N-P ali an N-P-N tranzistor.

pnp-in-npn-tranzistor

Naslednja konstrukcija prikazuje tip P-N-P, ki je sestavljen iz treh terminalov oddajnik, podstavek in kolektor. Kjer je oddajniški terminal povezan z visoko dopiranim slojem n-tipa, pod katerim je prisoten zmerno dopiran p-sloj koncentracije 1016 cm-3, in rahlo dopiranim slojem n-koncentracije 1014 cm-3, ki se imenuje tudi območje odnašanja kolektorja, kjer območje odnašanja kolektorja odloča o prebojni napetosti naprave, na dnu pa ima plast n +, ki je visoko dopirana plast n-tipa s koncentracijo 1019 cm-3, kjer se kolektor jedka za Uporabniški vmesnik.

NPN-močnostni tranzistor-BJT-konstrukcija

NPN-moč-tranzistor-konstrukcija

Delovanje močnostnega tranzistorja

Moč tranzistor BJT deluje v štirih regijah delovanja

Odrezana regija
Aktivna regija
Kvazi nasičena regija
Območje trde nasičenosti.

Močnostni tranzistor naj bi bil v ločenem načinu, če je močni tranzistor n-p-n povezan v obratni smeri pristranskost kje

primer (i): Osnovni priključek tranzistorja je povezan z negativnimi, oddajniški priključki tranzistorja pa s pozitivnim in

primeri: Kolektorski priključek tranzistorja je povezan z negativnim, osnovni priključek tranzistorja pa pozitiven, to je osnovni oddajnik, kolektorski oddajnik pa v obratni pristranskosti.

tranzistor prekinitvene regije moči

Zato ne bo toka izhodnega toka na dno tranzistorja, kjer je IBE = 0, prav tako pa ne bo nobenega izhodnega toka, ki teče skozi kolektor do oddajnika, saj je IC = IB = 0, kar pomeni, da je tranzistor v izklopljenem stanju, kar je odrezana regija. Toda majhen del toka uhajanja vrže tranzistor iz kolektorja v oddajnik, tj. ICEO.

Tranzistor naj bi bil neaktiven le, če je območje osnovnega oddajnika prednapetostno in povratno pristranskost kolektorsko-baznega območja. Zato bo v dnu tranzistorja pretok toka IB in tok toka IC skozi kolektor do oddajnika tranzistorja. Ko se IB poveča, se IC tudi poveča.

tranzistor z aktivno regijo moči

Tranzistor naj bi bil v fazi kvazi nasičenja, če sta osnovni oddajnik in kolektorska baza povezani s posredovanjem. Tranzistor naj bi bil močno nasičen, če sta osnovni oddajnik in kolektorska baza povezani v predsmerju.

tranzistor nasičenja-območje-moči

V-I izhodne značilnosti močnostnega tranzistorja

Izhodne značilnosti je mogoče grafično umeriti, kot je prikazano spodaj, kjer os x predstavlja VCE, os y pa IC.

izhodne značilnosti

Spodnji graf predstavlja različne regije, kot so mejna regija, aktivno območje, trdo nasičeno območje, kvazi nasičeno območje.
Za različne vrednosti VBE obstajajo različne trenutne vrednosti IB0, IB1, IB2, IB3, IB4, IB5, IB6.
Kadar ni toka toka, to pomeni, da je tranzistor izklopljen. Toda nekaj trenutnih tokov je ICEO.
Za povečano vrednost IB = 0, 1,2, 3, 4, 5. Kjer je IB0 najmanjša vrednost, IB6 pa največja vrednost. Ko se VCE poveča, se tudi ICE nekoliko poveča. Kjer je IC = ßIB, je torej naprava znana kot trenutna krmilna naprava. Kar pomeni, da je naprava v aktivnem območju, ki obstaja določeno obdobje.
Ko je IC dosegel maksimum, se tranzistor preklopi v območje nasičenja.
Kjer ima dve nasičeni regiji, kvazi nasičeno območje in trdo nasičeno območje.
Tranzistor naj bi bil v kvazi nasičenem območju le in samo, če je hitrost preklopa iz vklop v izklop ali izklop v vklop hitra. To vrsto nasičenosti opazimo pri srednjefrekvenčni aplikaciji.
Medtem ko v območju s trdo nasičenostjo tranzistor potrebuje določen čas, da se preklopi iz vklop v izklop ali izklop v stanje vklopa. Ta vrsta nasičenosti je opažena v aplikacijah z nizko frekvenco.

Prednosti

Prednosti moči BJT so,

Povečanje napetosti je visoko
Gostota toka je velika
Napetost naprej je nizka
Dobiček pasovne širine je velik.

Slabosti

Slabosti moči BJT so,

Toplotna stabilnost je nizka
Je bolj hrupno
Nadzor je nekoliko zapleten.

Aplikacije

Aplikacije moči BJT so,

Stikalni napajalniki ( SMPS )
Releji
Ojačevalniki moči
Pretvorniki enosmernega v izmenični tok
Vezja za nadzor moči.

Pogosta vprašanja

1). Razlika med tranzistorjem in močnostnim tranzistorjem?

Tranzistor je elektronska naprava s tremi ali štirimi terminali, pri kateri lahko pri uporabi vhodnega toka na par terminalov tranzistorja opazimo spremembo toka na drugem terminalu tega tranzistorja. Tranzistor deluje kot stikalo ali ojačevalnik.

Medtem ko močnostni tranzistor deluje kot hladilnik, ki ščiti vezje pred poškodbami. Po velikosti je večji od običajnega tranzistorja.

2). Na katerem območju tranzistorja se hitreje preklopi iz vklop v izklop ali izklop v vklop?

Močnostni tranzistor, ko je v kvazi nasičenosti, hitreje preklopi iz vklop v izklop ali izklop v vklop.

3). Kaj pomeni N v NPN ali PNP tranzistorju?

N v tranzistorjih tipa NPN in PNP predstavlja vrsto uporabljenih nosilcev naboja, kar je pri N-vrsti večinski nosilci naboja elektroni. Tako sta v NPN dva nosilca naboja N-tipa stisnjena s P-tipom, v PNP pa je enojni N-nosilec naboja stisnjen med dva nosilca naboja P-tipa.

4). Kolikšna je enota tranzistorja?

Standardne enote tranzistorja za električne meritve so Ampere (A), Volt (V) in Ohm (Ω).

5). Ali tranzistor deluje na izmenični ali enosmerni tok?

Tranzistor je spremenljiv upor, ki lahko deluje tako na izmenični kot na enosmerni tok, vendar ne more pretvoriti iz AC v DC ali DC v AC.

Tranzistor osnovna komponenta a digitalni sistem sta dve vrsti glede na njihovo strukturo in funkcionalnost. Tranzistor, ki se uporablja za nadzor velike napetosti in toka, je močnostni BJT (bipolarni tranzistor) je močnostni tranzistor. Znana je tudi kot naprava za krmiljenje napetostnega toka, ki deluje v 4 regijah: mejna, aktivna, kvazi nasičenost in močna nasičenost na podlagi oskrbe s tranzistorjem. Glavna prednost močnostnega tranzistorja je, da deluje kot naprava za nadzor toka.