Радиодетали и электронные компоненты | «Деталька»
С чего начинается практическая электроника? Конечно с радиодеталей! Их разнообразие просто поражает. Здесь вы найдёте статьи о всевозможных радиодеталях, познакомитесь с их устройством, назначением, параметрами и свойствами. Узнаете, где и в каких устройствах применяются те или иные электронные компоненты. Раздел “Деталька” поможет вам в этом!
Как купить радиодетали через интернет? Этим вопросом задаются многие радиолюбители. В статье рассказывается о том, как можно заказать радиодетали в интернет-магазине радиодеталей с доставкой по почте.
В данной статье я расскажу о том, как покупать радиодетали и электронные модули в одном из крупнейших интернет-магазинов AliExpress.com за весьма небольшие деньги:)
Основные параметры резисторов. Эти параметры должен знать каждый начинающий радиолюбитель!
Резисторная сборка (она же Resistor Array или Resistor Networks) активно применяется в цифровой электронике. Здесь вы узнаете, как устроена резисторная сборка, а также познакомитесь с её маркировкой и применением.
Так ли много мы знаем об SMD-резисторах? Спешите узнать: устройство, конструкция и технология производства чип-резисторов разных типов.
Кроме широко распространённых плоских SMD-резисторов в электронике применяются MELF-резисторы в корпусе цилиндрической формы. Каковы их достоинства и недостатки? Где они применяются и как определить их мощность?
Размеры корпусов SMD-резисторов стандартизированы, и многим они, наверняка, известны. Но так ли всё просто? Здесь вы узнаете о двух системах кодирования размеров SMD-компонентов, научитесь определять реальный размер чип-резистора по его типоразмеру и наоборот. Познакомитесь с самыми маленькими представителями SMD-резисторов, которые сейчас существуют. Кроме этого представлена таблица типоразмеров SMD-резисторов и их сборок.
При конструировании и ремонте электроники довольно часто возникает вопрос, а как же узнать мощность SMD-резистора?
Здесь приводится методика определения мощности чип-резистора исходя из его размеров, приводится таблица соответствия типоразмера и мощности чип резистора. Кроме этого, вы научитесь определять мощность резисторов в составе чип-сборок, а также познакомитесь с высокомощными SMD-резисторами.
Приведённая информация является сжатой и компактной «выжимкой», полученной в результате изучения десятков даташитов, рекламных буклетов производителей и технических описаний на современные изделия для поверхностного монтажа.
Здесь вы узнаете, что такое температурный коэффициент сопротивления резистора (ТКС), а также каким ТКС обладают разные типы постоянных резисторов. Приводится формула расчёта ТКС, а также пояснения насчёт зарубежных обозначений вроде T.C.R и ppm/°C.
Кроме постоянных резисторов в электронике активно применяются переменные и подстроечные резисторы. О том, как устроены переменные и подстроечные резисторы, об их разновидностях и пойдёт речь в предлагаемой статье. Материал подкреплён большим количеством фотографий разнообразных резисторов, что непременно понравится начинающим радиолюбителям, которые смогут легче ориентироваться во всём многообразии этих элементов.
Как и у любой радиодетали, у переменных и подстроечных резисторов есть основные параметры. Оказывается их не так уж и мало, а начинающим радиолюбителям не помешает ознакомиться с такими интересными параметрами переменных резисторов, как ТКС, функциональная характеристика, износоустойчивость и др.
Так ли прост фоторезистор? Загляните на страничку и проверьте свои знания!
Чем отличаются охлаждаемые фоторезисторы от обычных? Какая у них конструкция и в чём их особенность?
Здесь вы узнаете о терморезисторах – электронных компонентах для измерения и контроля температуры. NTC-термисторы и позисторы. Применение термисторов в качестве устройств защиты.
Здесь вы узнаете об основных параметрах и характеристиках термисторов (NTC и PTC).
Знакомьтесь, конденсатор! Один из самых распространённых радиоэлементов. Типы конденсаторов.
Полупроводниковый диод – один из самых востребованных и распространённых компонентов в электронике. Какими параметрами обладает диод? Где он применяется? Каковы его разновидности? Об этом и пойдёт речь в этой статье.
Что такое катушка индуктивности и зачем она используется в электронике? Здесь вы узнаете не только о том, какими параметрами обладает катушка индуктивности, но и узнаете, как обозначаются разные катушки индуктивности на схеме. Статья содержит множество фотографий и изображений.
В современной импульсной технике активно применяется диод Шоттки. Чем он отличается от обычных выпрямительных диодов? Как он обозначается на схемах? Каковы его положительные и отрицательные свойства? Обо всём этом вы узнаете в статье про диод Шоттки.
Стабилитрон – один из самых важных элементов в современной электронике. Не секрет, что полупроводниковая электроника очень требовательна к качеству электропитания, а если быть точнее, к стабильности питающего напряжения. Тут на помощь приходит полупроводниковый диод – стабилитрон, который активно применяется для стабилизации напряжения в узлах электронной аппаратуры.
Что такое варикап и где он применяется? Из этой статьи вы узнаете об удивительном диоде, который используется в качестве переменного конденсатора.
Как устроен динамик? Здесь вы узнаете об устройстве динамической головки прямого излучения, а также о том, как обозначается динамик на принципиальных схемах, а также познакомитесь с основными параметрами динамиков.
Если вы занимаетесь электроникой, то наверняка сталкивались с задачей соединения нескольких динамиков или акустических колонок. Это может потребоваться, например, при самостоятельной сборке акустической колонки, подключении нескольких колонок к одноканальному усилителю и так далее. Рассмотрено 5 наглядных примеров. Много фото.
Здесь вы узнаете, как подключать динамики, чтобы они работали согласованно (синфазно).
Транзистор является основой современной электроники. Его изобретение произвело революцию в радиотехнике и послужило основой для миниатюризации электроники – создания микросхем. Как обозначается транзистор на принципиальной схеме? Как необходимо впаивать транзистор в печатную плату? Ответы на эти вопросы вы найдёте в этой статье.
Составной транзистор или по-другому транзистор Дарлингтона является одной из модификаций биполярного транзистора. О том, где применяются составные транзисторы, об их особенностях и отличительных свойствах вы узнаете из этой статьи.
Здесь вы узнаете о такой разновидности полевого транзистора, как MOSFET транзистор. Устройство и особенности MOS-транзисторов.
При подборе аналогов полевых МДП-транзисторов приходиться обращаться к технической документации с параметрами и характеристиками конкретного транзистора. Из данной статьи вы узнаете об основных параметрах мощных MOSFET транзисторов.
В настоящее время в электронике всё активнее применяются полевые транзисторы. На принципиальных схемах полевой транзистор обозначается по-разному. В статье рассказывается об условном графическом обозначении полевых транзисторов на принципиальных схемах.
Что такое IGBT-транзистор? Где применяется и как он устроен? Из данной статьи вы узнаете о преимуществах биполярных транзисторов с изолированным затвором, а также о том, как обозначается данный тип транзисторов на принципиальных схемах.
Среди огромного количества полупроводниковых приборов существует динистор. Узнать о том, чем динистор отличается от полупроводникового диода, вы сможете, прочитав эту статью.
Что такое симистор? Как и где применяется симистор в электронике? Устройство, параметры и обозначение симистора на принципиальных схемах.
Что такое варистор и каковы его основные параметры? Здесь вы узнаете, как варистор обозначается на схеме, а также о том, где применяется варистор.
Что такое супрессор? Защитные диоды или супрессоры всё активней применяются в радиоэлектронной аппаратуре для её защиты от высоковольтных импульсных помех. О назначении, параметрах и способах применения защитных диодов вы узнаете из этой статьи.
Самовосстанавливающиеся предохранители всё чаще применяются в электронной аппаратуре. Их можно обнаружить в приборах охранной автоматики, компьютерах, портативных устройствах… На зарубежный манер самовосстанавливающиеся предохранители называются PTC Resettable Fuses. Каковы свойства и параметры «бессмертного» предохранителя? Об этом вы узнаете из предложенной статьи.
Электромагнитное реле. Устройство, принцип работы и основные параметры электромагнитного реле.
В настоящее время в электронике всё активней стали применяться твёрдотельные реле. В чём преимущество твёрдотельных реле перед электромагнитными и герконовыми реле? Устройство, особенности и типы твёрдотельных реле.
В литературе посвящённой электронике кварцевый резонатор незаслуженно лишён внимания, хотя данный электромеханический компонент чрезвычайно сильно повлиял на активное развитие техники радиосвязи, навигации и вычислительных систем.
Как расшифровать маркировку конденсатора? Правила маркировки конденсаторов постоянной ёмкости буквенно-числовым и числовым кодом.
Кроме всем известных алюминиевых электролитических конденсаторов в электронике используется большое количество всевозможных электролитических конденсаторов с разным типом диэлектрика. Среди них например танталовые smd конденсаторы, неполярные электролитические и танталовые выводные. Данная статья поможет начинающим радиолюбителям распознать различные электролитические конденсаторы среди всевозможных радиоэлементов.
Кроме алюминиевых электролитических конденсаторов в электронике активно используются конденсаторы с танталовым диэлектриком. Здесь вы познакомитесь с устройством танталового конденсатора, его отличительными особенностями и свойствами.
Наряду с другими конденсаторами, электролитические конденсаторы обладают некоторыми специфическими свойствами, которые необходимо учитывать при их применении в самодельных электронных устройствах, а также при проведении ремонта электроники.
В настоящее время в продаже имеется огромный ассортимент электролитических конденсаторов, в том числе и низкоимпедансных или же с низким ЭПС. В чём отличие обычных конденсаторов от конденсаторов Low ESR и Low Impedance?
Химические источники тока активно используются в электронике. По-другому химический источник тока называют батарейкой или аккумулятором. В чём разница между батарейкой и аккумулятором? Как обозначаются химические источники тока на принципиальной схеме? На эти и другие вопросы вы получите ответы, прочтя статью про химические источники тока.
Здесь вы узнаете о том, какие типы литиевых аккумуляторов нашли широкое применение. Рассказано об устройстве и особенностях аккумуляторов на основе лития, которые должен знать каждый пользователь данного класса вторичных источников тока.
Приведена типовая схема контроллера литий-ионных и полимерных аккумуляторов на 3,7V. Подробно объясняется алгоритм работы защитного контроллера.
Простая методика восстановления переразряженных литиевых аккумуляторов с помощью универсального зарядного устройства.
В последнее время в продаже появились ионисторы. Как устроен ионистор? Каковы его свойства и электрические характеристики? Подробнее об этом читайте здесь.
Трансформатор. Назначение трансформаторов в электронике. Виды трансформаторов.
Электромагнитные трансформаторы стали всё чаще заменяться электронными трансформаторами. В данной статье рассматривается устройство рядового электронного трансформатора для галогенных ламп. Представлена схема реального устройства.
Что такое диодный мост и зачем он нужен? Как он изображается на схеме? Как можно применить диодную сборку? Об этом вы узнаете из этой статьи.
Из этой статьи вы узнаете о том, как устроен довольно оригинальный электронный компонент — геркон.
Термоуправляемые выключатели получили широкое применение в бытовой электронике. Их можно встретить практически в любом бытовом приборе, служащим для нагрева чего-либо. Также они встречаются и в довольно сложных приборах вроде СВЧ-печей. Знание о температурных датчиках и реле (в данном случае серии KSD) помогут в ремонте бытовых электронагревательных приборов и при конструировании самодельных электронных устройств.
Условное обозначение на принципиальных схемах полупроводникового светодиода. Цоколёвка и особенности включения светодиода (для начинающих радиолюбителей).
Здесь вы познакомитесь с таким прибором, как семисегментный индикатор на светодиодах. Конструкция и особенности.
Устройство и особенности приёмников инфракрасного излучения (ИК-модулей) для систем с дистанционным управлением.
На конкретном примере рассказывается об устройстве электронно-оптического преобразователя 1 поколения.
Конструкция, характеристики и области применения герметичных аккумуляторов.
Всевозможные виды соединения элементов питания.
Обзор наиболее распространённого вида монтажа бытовой и промышленной электроники.
Как быстро найти полное описание импортного полупроводникового прибора (диода, транзистора, микросхемы) в сети Интернет? В статье рассказывается о сайте, на котором можно найти данные практически по любому импортному элементу.
В этой объёмной статье я расскажу о том, какие радиодетали содержать драгметаллы, а также поведаю о том, почему их скупают за неплохие деньги. Осторожно! Много фоток.
Урок 6 — SMD компоненты
Мы уже познакомились с основными радиодеталями: резисторами, конденсаторами, диодами, транзисторами, микросхемами и т.п., а также изучили, как они монтируются на печатную плату. Ещё раз вспомним основные этапы этого процесса: выводы всех компонентов пропускают в отверстия, имеющиеся в печатной плате. После чего выводы обрезаются, и затем с обратной стороны платы производится пайка (см. рис.1).
Этот уже известный нам процесс называется DIP-монтаж. Такой монтаж очень удобен для начинающих радиолюбителей: компоненты крупные, паять их можно даже большим «советским» паяльником без помощи лупы или микроскопа. Именно поэтому все наборы Мастер Кит для самостоятельной пайки подразумевают DIP-монтаж.
Рис. 1. DIP-монтаж
Но DIP-монтаж имеет очень существенные недостатки:
— крупные радиодетали не подходят для создания современных миниатюрных электронных устройств;
— выводные радиодетали дороже в производстве;
— печатная плата для DIP-монтажа также обходится дороже из-за необходимости сверления множества отверстий;
— DIP-монтаж сложно автоматизировать: в большинстве случаях даже на крупных заводах по производству электронику установку и пайку DIP-деталей приходится выполнять вручную. Это очень дорого и долго.
Поэтому DIP-монтаж при производстве современной электроники практически не используется, и на смену ему пришёл так называемый SMD-процесс, являющийся стандартом сегодняшнего дня. Поэтому любой радиолюбитель должен иметь о нём хотя бы общее представление.
SMD монтаж
SMD компоненты (чип-компоненты) — это компоненты электронной схемы, нанесённые на печатную плату с использованием технологии монтирования на поверхность — SMT технологии (англ. surface mount technology).Т.е все электронные элементы, которые «закреплены» на плате таким способом, носят название SMD компонентов (англ. surface mounted device). Процесс монтажа и пайки чип-компонентов правильно называть SMT-процессом. Говорить «SMD-монтаж» не совсем корректно, но в России прижился именно такой вариант названия техпроцесса, поэтому и мы будем говорить так же.
На рис. 2. показан участок платы SMD-монтажа. Такая же плата, выполненная на DIP-элементах, будет иметь в несколько раз большие габариты.
SMD монтаж имеет неоспоримые преимущества:
— радиодетали дешёвы в производстве и могут быть сколь угодно миниатюрны;
— печатные платы также обходятся дешевле из-за отсутствия множественной сверловки;
— монтаж легко автоматизировать: установку и пайку компонентов производят специальные роботы. Также отсутствует такая технологическая операция, как обрезка выводов.
SMD-резисторы
Знакомство с чип-компонентами логичнее всего начать с резисторов, как с самых простых и массовых радиодеталей.
SMD-резистор по своим физическим свойствам аналогичен уже изученному нами «обычному», выводному варианту. Все его физические параметры (сопротивление, точность, мощность) точно такие же, только корпус другой. Это же правило относится и ко всем другим SMD-компонентам.
Рис. 3. ЧИП-резисторы
Типоразмеры SMD-резисторов
Мы уже знаем, что выводные резисторы имеют определённую сетку стандартных типоразмеров, зависящих от их мощности: 0,125W, 0,25W, 0,5W, 1W и т.п.
Стандартная сетка типоразмеров имеется и у чип-резисторов, только в этом случае типоразмер обозначается кодом из четырёх цифр: 0402, 0603, 0805, 1206 и т.п.
Основные типоразмеры резисторов и их технические характеристики приведены на рис.4.
Рис. 4 Основные типоразмеры и параметры чип-резисторов
Маркировка SMD-резисторов
Резисторы маркируются кодом на корпусе.
Если в коде три или четыре цифры, то последняя цифра означает количество нулей, На рис. 5. резистор с кодом «223» имеет такое сопротивление: 22 (и три нуля справа) Ом = 22000 Ом = 22 кОм. Резистор с кодом «8202» имеет сопротивление: 820 (и два нуля справа) Ом = 82000 Ом = 82 кОм.
В некоторых случаях маркировка цифробуквенная. Например, резистор с кодом 4R7 имеет сопротивление 4.7 Ом, а резистор с кодом 0R22 – 0.22 Ом (здесь буква R является знаком-разделителем).
Встречаются и резисторы нулевого сопротивления, или резисторы-перемычки. Часто они используются как предохранители.
Конечно, можно не запоминать систему кодового обозначения, а просто измерить сопротивление резистора мультиметром.
Рис. 5 Маркировка чип-резисторов
Керамические SMD-конденсаторы
Внешне SMD-конденсаторы очень похожи на резисторы (см. рис.6.). Есть только одна проблема: код ёмкости на них не нанесён, поэтому единственный способ ёё определения – измерение с помощью мультиметра, имеющего режим измерения ёмкости.
SMD-конденсаторы также выпускаются в стандартных типоразмерах, как правило, аналогичных типоразмерам резисторов (см. выше).
Рис. 6. Керамические SMD-конденсаторы
Электролитические SMS-конденсаторы
Рис.7. Электролитические SMS-конденсаторы
Эти конденсаторы похожи на своих выводных собратьев, и маркировка на них обычно явная: ёмкость и рабочее напряжение. Полоской на «шляпке» конденсатора маркируется его минусовой вывод.
SMD-транзисторы
Транзисторы мелкие, поэтому написать на них их полное наименование не получается. Ограничиваются кодовой маркировкой, причём какого-то международного стандарта обозначений нет. Например, код 1E может обозначать тип транзистора BC847A, а может – какого-нибудь другого. Но это обстоятельство абсолютно не беспокоит ни производителей, ни рядовых потребителей электроники. Сложности могут возникнуть только при ремонте. Определить тип транзистора, установленного на печатную плату, без документации производителя на эту плату иногда бывает очень сложно.
SMD-диоды и SMD-светодиоды
Фотографии некоторых диодов приведены на рисунке ниже:
Рис.9. SMD-диоды и SMD-светодиоды
На корпусе диода обязательно указывается полярность в виде полосы ближе к одному из краев. Обычно полосой маркируется вывод катода.
SMD-cветодиод тоже имеет полярность, которая обозначается либо точкой вблизи одного из выводов, либо ещё каким-то образом (подробно об этом можно узнать в документации производителя компонента).
Определить тип SMD-диода или светодиода, как и в случае с транзистором, сложно: на корпусе диода выштамповывается малоинформативный код, а на корпусе светодиода чаще всего вообще нет никаких меток, кроме метки полярности. Разработчики и производители современной электроники мало заботятся о её ремонтопригодности. Подразумевается, что ремонтировать печатную плату будет сервисный инженер, имеющий полную документацию на конкретное изделие. В такой документации чётко описано, на каком месте печатной платы установлен тот или иной компонент.
Установка и пайка SMD-компонентов
SMD-монтаж оптимизирован в первую очередь для автоматической сборки специальными промышленными роботами. Но любительские радиолюбительские конструкции также вполне могут выполняться на чип-компонентах: при достаточной аккуратности и внимательности паять детали размером с рисовое зёрнышко можно самым обычным паяльником, нужно знать только некоторые тонкости.
Но это тема для отдельного большого урока, поэтому подробнее об автоматическом и ручном SMD-монтаже будет рассказано отдельно.
Обозначение полевого транзистора
Условное графическое обозначение полевых транзисторов
На принципиальных схемах можно встретить обозначения полевого транзистора той или иной разновидности.
Чтобы не запутаться и получить наиболее полное представление о том, какой всё-таки транзистор используется в схеме, сопоставим условное графическое обозначение униполярного транзистора и его отличительные свойства, и особенности.
Независимо от разновидности полевого транзистора он имеет три вывода. Один из них называется Затвор (З). Затвор является управляющим электродом, на него подают управляющее напряжение. Следующий вывод зовётся Исток (И). Исток аналогичен эмиттеру у биполярных транзисторов. Третий вывод именуется Сток (С). Сток является выводом, с которого снимается выходной ток.
На зарубежных электронных схемах можно увидеть следующее обозначение выводов униполярных транзисторов:
- G – затвор (от англ. – Gate «затвор», «ворота»);
- S – исток (от англ. – Source «источник», «начало»);
- D – сток (от англ. – Drain «отток», «утечка»).
Зная зарубежные обозначения выводов полевого транзистора, будет легко разобраться в схемах импортной электроники.
Обозначение полевого транзистора с управляющим p-n – переходом (J-FET).
Итак. Транзистор с управляющим p-n – переходом обозначается на схемах так:
n-канальный J-FET
p-канальный J-FET
В зависимости от типа носителей, которые используются для формирования проводящего канала (область, через которую течёт регулируемый ток), данные транзисторы могут быть n-канальные и p-канальные. На графическом обозначении видно, что n-канальные изображаются со стрелкой, направленной внутрь, а p-канальные наружу.
Обозначение МДП-транзистора.
Униполярные транзисторы МДП типа (MOSFET) имеют немного иное условное графическое обозначение, нежели J-FET’ы c управляющим p-n переходом. MOSFET’ы также могут быть как n-канальными, так и p-канальными.
MOSFET’ы существуют двух типов: со встроенным каналом и индуцированным каналом.
Разница в том, что транзистор с индуцированным каналом открывается только при подаче на затвор положительного или только отрицательного порогового напряжения. Пороговое напряжение (Uпор) – это напряжение между выводом затвора и истока, при котором полевой транзистор открывается и через него начинает протекать ток стока (Ic).
Полярность порогового напряжения зависит от типа канала. Для мосфетов с p-каналом к затвору необходимо приложить отрицательное «-» напряжение, а для тех, что с n-каналом, положительное «+» напряжение. Мосфеты с индуцированным каналом ещё называют транзисторами обогащённого типа. Поэтому, если услышите, что говориться о мосфете обогащенного типа – знайте, это транзистор с индуцированным каналом. Далее показано его условное обозначение.
n-канальный MOSFET
p-канальный MOSFET
Основное отличие МДП-транзистора с индуцированным каналом от полевого транзистора со встроенным каналом заключается в том, что он открывается только при определённом значении (U пороговое) положительного, либо отрицательного напряжения (зависит от типа канала – n или p).
Транзистор же со встроенным каналом открывается уже при «0», а при отрицательном напряжении на затворе работает в обеднённом режиме (тоже открыт, но пропускает меньше тока). Если же к затвору приложить положительное «+» напряжение, то он продолжит открываться и перейдёт в так называемый режим обогащения — ток стока будет увеличиваться. Данный пример описывает работу n-канального mosfet’а со встроенным каналом. Их ещё называют транзисторами обеднённого типа. Далее показано их условное изображение на схемах.
n-канальный МДП транзистор со встроенным каналом
p-канальный МДП транзистор со встроенным каналом
На условном графическом обозначении отличить транзистор с индуцированным каналом от транзистора со встроенным каналом можно по разрыву вертикальной черты.
Иногда в технической литературе можно увидеть изображение МОП-транзистора с четвёртым выводом, который является продолжением линии стрелки указывающей тип канала. Так вот, четвёртый вывод – это вывод подложки (substrate). Такое изображение мосфета применяется, как правило, для описания дискретного (т.е. отдельного) транзистора и используется лишь как наглядная модель. В процессе производства подложку обычно соединяют с выводом истока.
MOSFET с выводом подложки (substrate)
У мощных транзисторов МДП есть одна особенность – это наличие «паразитного» биполярного транзистора. Чтобы предотвратить работу такого «паразитного» элемента применяется следующая хитрость: Вывод истока (S) соединяют с подложкой (substrate). При этом происходит соединение выводов база-эмиттер в структуре «паразитного» транзистора и он находится в закрытом состоянии, и не мешает нормальной работе мосфета. На условном обозначении эта особенность указывается с помощью соединения вывода истока МДП-транзистора и стрелкой, которая указывает тип канала.
Обозначение мощного МОП-транзистора
В результате соединения истока и подложки в структуре полевого mosfet’а между истоком и стоком образуется встроенный диод. На работу прибора данный диод не влияет, поскольку в схему он включен в обратном направлении. В некоторых случаях, встроенный диод, который образуется из-за технологических особенностей изготовления мощного MOSFET’а можно использовать на практике. В последних поколениях мощных МОП-транзисторов встроенный диод используется для защиты самого элемента.
MOSFET со встроенным диодом
Встроенный диод на условном обозначении мощного МДП-транзистора может и не указываться, хотя реально такой диод присутствует в любом мощном полевике.
Как работает транзистор: принцип и устройство
Транзистор – прибор, предназначенный для управления током в электрической цепи. Применяется практически во всех моделях видео- и аудио аппаратуры. Полупроводниковые транзисторы пришли на смену морально устаревшим ламповым, которые устанавливались в старые телевизоры. Для изготовления полупроводниковых моделей ранее использовался германий, но сферы его применения ограничены из-за чувствительности к температурным колебаниям. На смену германию пришел кремний, т.к. кремниевые детали стоят дешевле германиевых и более устойчивы к скачкам температуры. Транзисторы небольшой мощности изготавливают в прямоугольных корпусах из полимерных материалов или в металлических цилиндрических. В этой статье мы постараемся простыми словами изложить, что такое транзистор, как он устроен и что делает.
Устройство транзисторов
Наиболее популярный вид полупроводникового транзистора – биполярный. В устройство транзистора этого типа входит монокристалл, разделенный на 3 зоны: база (Б), коллектор (К) и эмиттер (Э), каждая из которых имеет свой вывод.
- Б – база, очень тонкий внутренний слой;
- Э – эмиттер, предназначается для переноса заряженных частиц в базу;
- К – коллектор, составляющая, которая имеет тип проводимости, одинаковый с эмиттером, предназначена для сбора зарядов, поступивших с эмиттера.
- n-типа — носителями зарядов являются электроны.
- p-типа — носители зарядов – положительно заряженные «дырки».
Требуемый тип проводимости достигается путем легирования различных частей кремниевого монокристалла. Легирование – это добавление в состав материала различных примесей для улучшения физических и химических свойств этого материала. Транзисторы по типу проводимости раздаются на два типа: n-p-n и p-n-p.
Принцип работы транзистора
Транзистор работает в режимах «Открыто» и «Закрыто». Рассмотрим, как работает транзистор биполярного типа на уровне «чайников», и на каких физических процессах основано его функционирование. В таком транзисторе коллектор и эмиттер сильно легированы, база тонкая, содержит малое количество примесей.
Простое изложение принципа работы биполярного транзистора:
- Подключение к зажимам одноименного напряжения к эмиттеру и базе (p подсоединяется к «+», а n – к «-») приводит к появлению тока между эмиттером и базой. В базе образуются носители зарядов. Чем выше напряжение, тем больше количество носителей зарядов появляется в базе. Ток, подаваемый на базу, называется управляющим.
- Если к коллектору подключить обратное напряжение (n-коллектор подключается к плюсу, p-коллектор – к минусу), то между эмиттером и коллектором появится разница потенциалов, и между ними потечет ток. Чем больше носителей заряда скапливается в базе, тем сильнее будет ток между коллектором и эмиттером.
- При увеличении управляющего напряжения на базе растет ток «эмиттер-коллектор». Причем несущественный рост напряжения приводит к значительному усилению тока «эмиттер-коллектор». Этот принцип используется при производстве усилителей.
Если к эмиттеру и базе подключают напряжение, противоположное по знаку, ток прекращается, и транзистор переходит в закрытое состояние.
Кратко принцип работы полупроводникового транзистора можно изложить так: при подключении к зажимам эмиттера и базы напряжения одноименного заряда прибор переходит в открытое состояние, при подключении к этим выводам обратных зарядов транзистор закрывается.