Як працює транзистор?

Колись транзистором називали радіоприймач, але мова в нашій статті піде не про радіоприймачі. Так що ж це таке транзистор і як він працює?

Є такий клас матеріалів, за свої властивості названий напівпровідниками. Відмінною їх особливістю є провідність – вони можуть бути як провідниками електричного струму, так і діелектриками, тобто ізоляторами і не проводити електричний струм.

Ось такий матеріал використовується для виготовлення транзистора – напівпровідникового приладу, що широко застосовується в промисловості.

Відзначимо, що існують транзистори різних типів, наприклад, n-p-n транзистор. Таку назву він отримав через типу провідності та матеріали з яких він виготовлений. Того, що сказано, поки достатньо і заглиблюватися в технологію виготовлення і різноманітність транзисторів зараз не будемо.

Як працює транзистор?

 Він призначений для управління електричним струмом, конструктивно виготовляється в металевому або пластмасовому корпусі і має три виводи, звані емітер, база, колектор. Вже назва виводів говорить про їх призначення: 

емітер емітує електрони, база ними керує, колектор їх збирає. Всі ці процеси відбуваються всередині транзистора.

Щоб зрозуміти, як працює транзистор, розглянемо набагато більш простий приклад – водопровідний кран.

У нього теж три виводи – по одному вода надходить у кран, по іншому виливається з крана, третім є вентиль, який керує роботою крана. Коли вентиль відкритий, вода вільно протікає через кран, коли вентиль закритий, вода не тече. Це імітація одного з варіантів того, як працює транзистор. Такий режим роботи називається ключовим – транзистор відкритий – протікає електричний струм, або закритий, тоді струм не йде. Для відкриття транзистора на базу подається напруга, якщо напруга є, то транзистор відкритий, якщо ні, то він закритий. Все відбувається, як у водопровідному крані, вентиль відкритий – вода тече, вентиль закритий – води немає.

Вище була розглянута робота транзистора, коли він використовується як ключ: або закритий, або відкритий. Однак існують і інші режими роботи.
Знову в якості прикладу розглянемо водопровідний кран. Якщо трохи відкрити вентиль, то вода з крана буде литися постійно, і натиск води буде визначатися тим, наскільки сильно ми відкрили кран.

Приблизно такий же режим роботи є і у транзистора. На його базу надходить напруга, він відкривається, і через нього йде струм. Міняючи величину напруги на базі, можна регулювати величину струму, що проходить через транзистор. Повна аналогія з положенням вентиля на крані: більше відкритий – більше ллється води (тобто струму для транзистора); менше відкритий – менше тече води (струму для транзистора). Такий режим роботи транзистора називається підсилювальним, коли за допомогою невеликого напруги, що подається на базу, можна управляти значним струмом, що знімається з колектора.

На закінчення треба відзначити, що транзистори можуть бути різного типу, все визначається використовуваним при виготовленні матеріалом. Вони можуть відрізнятися по потужності, можуть управляти і пропускати через себе значні потоки електричного струму. Транзистори можуть бути різного конструктивного виконання. Існують і інші режими роботи транзисторів, що відрізняються від розглянутих. Але основне уявлення про те, як працює транзистор, дано вище.

Все викладене приблизно, але все ж дозволяє зрозуміти роботу транзистора. Насправді робота транзистора відбувається набагато складніше. Є спеціальні параметри, використовуючи які можна за формулами розрахувати і задати необхідний режим роботи, але це вже зовсім інша тема для розмови і для іншої статті.

За матеріалами: http://svitohlyad.com.ua