Selamat siang teman-teman!

Baru-baru ini, Anda dan saya mulai mengenal lebih dekat cara kerja perangkat keras komputer. Dan kami bertemu dengan salah satu "blok penyusunnya" - dioda semikonduktor. adalah sistem kompleks yang terdiri dari bagian-bagian individual. Dengan memahami cara kerja masing-masing bagian (besar dan kecil), kita memperoleh pengetahuan.

Dengan menimba ilmu, kita berkesempatan untuk membantu teman komputer kita yang besi jika tiba-tiba dia rusak.. Kita bertanggung jawab atas mereka yang telah kita jinakkan, bukan?

Hari ini kita akan melanjutkan bisnis yang menarik ini dan mencoba mencari tahu cara kerja “blok bangunan” elektronik yang paling penting - transistor. Dari semua jenis transistor (ada banyak), sekarang kita akan membatasi diri pada pembahasan pengoperasian transistor efek medan.

Mengapa transistor efek medan?

Kata “transistor” berasal dari dua kata bahasa Inggris yang diterjemahkan dan resistor, yang berarti konverter resistansi.

Di antara berbagai transistor, ada juga transistor efek medan, yaitu. yang dikendalikan oleh medan listrik.

Medan listrik diciptakan oleh tegangan. Jadi, transistor efek medan adalah perangkat semikonduktor yang dikontrol tegangan.

Dalam literatur bahasa Inggris istilah MOSFET (MOS Field Effect Transistor) digunakan. Ada jenis transistor semikonduktor lain, khususnya transistor bipolar, yang dikendalikan oleh arus. Dalam hal ini, sebagian daya juga dihabiskan untuk kontrol, karena sejumlah tegangan harus diterapkan ke elektroda masukan.

Saluran transistor efek medan hanya dapat dibuka dengan tegangan, tidak ada arus yang mengalir melalui elektroda masukan (kecuali arus bocor yang sangat kecil). Itu. tidak ada kekuatan yang dihabiskan untuk kontrol. Namun dalam praktiknya, transistor efek medan sebagian besar digunakan bukan dalam mode statis, tetapi diaktifkan pada frekuensi tertentu.

Desain transistor efek medan menentukan adanya kapasitansi transisi internal, yang melaluinya, ketika beralih, arus tertentu mengalir, tergantung pada frekuensinya (semakin tinggi frekuensinya, semakin besar arusnya). Jadi, sebenarnya, sebagian kekuasaan masih dihabiskan untuk kontrol.

Di mana transistor efek medan digunakan?

Tingkat teknologi saat ini memungkinkan resistansi saluran terbuka dari transistor efek medan (FET) yang kuat menjadi cukup kecil - beberapa ratus atau seperseribu Ohm!

Dan ini merupakan keuntungan besar, karena ketika arus mengalir bahkan puluhan ampere, daya yang dihamburkan PT tidak akan melebihi sepersepuluh atau seperseratus watt.

Dengan demikian, Anda dapat menghilangkan radiator berukuran besar atau mengurangi ukurannya secara signifikan.

PT banyak digunakan pada komputer dan stabilisator switching tegangan rendah pada komputer.

Dari berbagai jenis FET, FET dengan saluran terinduksi digunakan untuk tujuan ini.

Bagaimana cara kerja transistor efek medan?

FET saluran terinduksi berisi tiga elektroda—sumber, saluran, dan gerbang.

Prinsip pengoperasian PT setengah jelas dari penunjukan grafis dan nama elektroda.

Saluran PT adalah “pipa air” di mana “air” (aliran partikel bermuatan yang membentuk arus listrik) mengalir melalui “sumber” (source).

“Air” mengalir keluar dari ujung “pipa” yang lain melalui “saluran” (drain). Katup adalah “keran” yang membuka atau menutup aliran. Agar “air” dapat mengalir melalui “pipa”, perlu dibuat “tekanan” di dalamnya, yaitu. menerapkan tegangan antara saluran dan sumber.

Jika tidak ada tegangan yang diberikan (“tidak ada tekanan dalam sistem”), tidak akan ada arus dalam saluran.

Jika tegangan diberikan, maka Anda dapat “membuka keran” dengan memberikan tegangan ke gerbang relatif terhadap sumbernya.

Semakin besar tegangan yang diterapkan, semakin banyak “keran” terbuka, semakin besar arus pada saluran sumber pembuangan dan semakin rendah resistansi saluran.

Dalam catu daya, PT digunakan dalam mode switching, mis. salurannya terbuka penuh atau tertutup seluruhnya.

Jujur saja, prinsip operasi PT jauh lebih kompleks, bisa berhasil tidak hanya dalam mode kunci. Karyanya digambarkan dengan banyak rumusan yang muskil, namun kami tidak akan menjelaskan semuanya di sini, namun akan membatasi diri pada analogi sederhana ini.

Anggap saja PT dapat memiliki saluran-n (dalam hal ini, arus dalam saluran dihasilkan oleh partikel bermuatan negatif) dan saluran-p (arus dihasilkan oleh partikel bermuatan positif). Dalam representasi grafis, panah untuk PT dengan saluran-n mengarah ke dalam, sedangkan untuk PT dengan saluran-p, panah mengarah ke luar.

Sebenarnya, “pipa” adalah sepotong semikonduktor (paling sering silikon) dengan pengotor berbagai jenis unsur kimia, yang menentukan adanya muatan positif atau negatif dalam saluran.

Sekarang mari kita lanjutkan ke latihan dan diskusi

Bagaimana cara menguji transistor efek medan?

Biasanya, resistansi antara terminal PT mana pun sangatlah tinggi.

Dan jika tester menunjukkan sedikit hambatan, kemungkinan besar PT rusak dan harus diganti.

Banyak FET memiliki dioda bawaan antara saluran dan sumber untuk melindungi saluran dari tegangan balik (tegangan polaritas terbalik).

Jadi, jika Anda meletakkan “+” pada tester (probe merah terhubung ke input “merah” tester) ke sumber, dan “-” (probe hitam terhubung ke input hitam tester) ke saluran pembuangan, maka saluran tersebut akan “berdering” seperti dioda biasa ke arah depan.

Hal ini berlaku untuk FET n-channel. Untuk PT dengan saluran p, polaritas probe adalah balik.

Cara memeriksa dioda menggunakan penguji digital dijelaskan di bagian terkait. Itu. pada bagian sumber saluran tegangan akan turun 500-600 mV.

Jika Anda mengubah polaritas probe, tegangan balik akan diterapkan ke dioda, itu akan ditutup dan penguji akan mencatatnya.

Namun, kemudahan servis dioda pelindung tidak menunjukkan kemudahan servis transistor secara keseluruhan. Selain itu, jika Anda “membunyikan” PT tanpa melepasnya dari rangkaian, maka karena rangkaian yang terhubung secara paralel, tidak selalu mungkin untuk menarik kesimpulan yang jelas bahkan tentang kemudahan servis dioda pelindung.

Dalam kasus seperti itu, Anda dapat melepas transistor, dan menggunakan sirkuit kecil untuk pengujian, jawablah pertanyaan dengan jelas– apakah PT tersebut bekerja atau tidak.

Pada keadaan awal, tombol S1 terbuka, tegangan pada gerbang relatif terhadap saluran pembuangan adalah nol. PT ditutup dan LED HL1 tidak menyala.

Ketika tombol ditutup, penurunan tegangan (sekitar 4 V) muncul pada resistor R3 yang diterapkan antara sumber dan gerbang. PT terbuka dan LED HL1 menyala.

Rangkaian ini dapat dirakit sebagai modul dengan konektor PT. Transistor dalam paket paket D2 (yang dirancang untuk dipasang pada papan sirkuit tercetak) tidak dapat dimasukkan ke dalam konektor, tetapi Anda dapat menyambungkan konduktor ke elektrodanya dan memasukkannya ke dalam konektor. Untuk menguji PT dengan saluran p, polaritas catu daya dan LED harus dibalik.

Terkadang perangkat semikonduktor gagal total, dengan efek kembang api, asap, dan pencahayaan.

Dalam hal ini, lubang terbentuk pada tubuh, retak atau hancur berkeping-keping. Dan Anda dapat membuat kesimpulan yang jelas tentang kerusakannya tanpa menggunakan instrumen.

Kesimpulannya, huruf MOS pada singkatan MOSFET adalah singkatan dari Metal - Oxide - Semiconductor (logam - oksida - semikonduktor). Ini adalah struktur PT - gerbang logam (“keran”) yang dipisahkan dari saluran semikonduktor oleh lapisan dielektrik (silikon oksida).

Saya harap Anda telah mengetahui “pipa”, “keran”, dan “pipa ledeng” lainnya hari ini.

Namun, seperti yang kita tahu, teori akan mati tanpa praktik! Anda pasti perlu bereksperimen dengan pekerja lapangan, melihat-lihat, mengotak-atik memeriksa mereka, menyentuh mereka, dan boleh dikatakan begitu.

Omong-omong, membeli transistor efek medan dimungkinkan.

Untuk percobaan, kami akan mengambil transistor KT815B yang sederhana dan disukai:

Mari kita buat diagram yang familiar bagi Anda:

Mengapa saya memasang resistor di depan alas?

Pada Bat1 saya atur tegangannya menjadi 2,5 volt. Jika Anda menyuplai lebih dari 2,5 Volt, bola lampu tidak akan menyala lebih terang lagi. Anggap saja ini adalah batas setelah peningkatan tegangan lebih lanjut di pangkalan tidak berperan apa pun pada kekuatan arus pada beban.

Di Bat2 saya atur ke 6 Volt, padahal bola lampu saya 12 Volt. Pada tegangan 12 Volt, transistor saya terasa panas, dan saya tidak ingin membakarnya. Di sini kita melihat berapa banyak arus yang dikonsumsi bola lampu kita dan kita bahkan dapat menghitung daya yang dikonsumsi dengan mengalikan kedua nilai tersebut.

Seperti yang Anda lihat, lampu menyala dan sirkuit berfungsi normal:

Namun apa jadinya jika kita mencampurkan kolektor dan emitor? Logikanya, arus harus mengalir dari emitor ke kolektor, karena kita tidak menyentuh basis, dan kolektor serta emitor terdiri dari N semikonduktor.

Namun pada praktiknya, lampunya tidak mau menyala.

Konsumsi catu daya Bat2 adalah sekitar 10 miliampere. Artinya arus masih mengalir melalui bola lampu, namun sangat lemah.

Mengapa arus mengalir normal ketika transistor terhubung dengan benar, tetapi tidak ketika terhubung dengan salah? Maksudnya transistor dibuat tidak simetris.

Pada transistor, bidang kontak antara kolektor dan basis jauh lebih besar dibandingkan bidang kontak antara emitor dan basis. Oleh karena itu, ketika elektron mengalir dari emitor ke kolektor, hampir semuanya “ditangkap” oleh kolektor, dan ketika kita mengacaukan terminalnya, maka tidak semua elektron dari kolektor “ditangkap” oleh emitor.

Ngomong-ngomong, merupakan keajaiban bahwa sambungan P-N dari basis emitor tidak putus, karena tegangan disuplai dalam polaritas terbalik. Parameter dalam lembar data U EB maks. Untuk transistor ini, tegangan kritis dianggap 5 Volt, tetapi bagi kami tegangannya bahkan sedikit lebih tinggi:

Jadi, kita mengetahui apa itu kolektor dan emitor tidak setara. Jika kita mencampurkan terminal-terminal ini dalam rangkaian, maka sambungan emitor dapat rusak dan transistor akan gagal. Jadi, jangan bingung dengan kabel transistor bipolar dalam keadaan apapun!

Cara menentukan terminal transistor

Metode No.1

Menurutku itu yang paling sederhana. Unduh lembar data untuk transistor ini. Setiap lembar data normal memiliki gambar dengan tulisan rinci tentang di mana keluarannya. Untuk melakukan ini, masukkan ke Google atau Yandex angka dan huruf besar yang tertulis pada transistor, dan tambahkan kata "lembar data" di sebelahnya. Sejauh ini belum pernah ada situasi di mana saya tidak mencari lembar data untuk beberapa elemen radio.

Metode nomor 2

Saya rasa seharusnya tidak ada masalah dalam mencari keluaran basis, mengingat transistor terdiri dari dua dioda yang dihubungkan secara seri baik sebagai katoda atau anoda:

Semuanya sederhana di sini, letakkan multimeter pada ikon kontinuitas “ )))” dan mulailah mencoba semua variasi sampai kita menemukan dua dioda ini. Kesimpulannya adalah di mana dioda ini dihubungkan baik dengan anoda atau katoda – inilah basisnya. Untuk mencari kolektor dan emitor, kita membandingkan penurunan tegangan pada kedua dioda ini. Antara kolektor dan basis ohm itu pasti kurang dari antara emitor dan basis. Mari kita periksa apakah ini benar?

Pertama, mari kita lihat transistor KT315B:

E – emitor

K – kolektor

B – dasar

Kami mengatur multimeter untuk menguji dan menemukan alasnya tanpa masalah. Sekarang kita mengukur penurunan tegangan di kedua persimpangan. Penurunan tegangan basis-emitor 794 milivolt

Penurunan tegangan pada basis kolektor adalah 785 milivolt. Telah dibuktikan bahwa penurunan tegangan antara kolektor dan basis lebih kecil dibandingkan penurunan tegangan antara emitor dan basis. Oleh karena itu, pin biru tengah adalah kolektor, dan pin merah di sebelah kiri adalah emitor.

Mari kita periksa juga transistor KT805AM. Berikut pinoutnya (lokasi pin):

Ini adalah transistor dengan struktur NPN. Misalkan alasnya telah ditemukan (pin merah). Mari kita cari tahu di mana letak kolektor dan di mana letak emitor.

Mari kita lakukan pengukuran pertama.

Mari kita lakukan pengukuran kedua:

Oleh karena itu, pin biru tengah adalah kolektor, dan pin kuning di sebelah kiri adalah emitor.

Mari kita periksa transistor lain - KT814B. Dia adalah struktur PNP kami. Basisnya adalah keluaran biru. Kami mengukur tegangan antara terminal biru dan merah:

dan kemudian antara biru dan kuning:

Wow! Baik di sana-sini adalah 720 milivolt.

Metode ini tidak membantu transistor ini. Nah, jangan khawatir, ada cara ketiga untuk ini...

Metode nomor 3

Hampir setiap lubang modern memiliki 6 lubang kecil, dan di sebelahnya ada beberapa huruf, seperti NPN, PNP, E, C, B. Keenam lubang kecil ini justru dimaksudkan untuk mengukur. Saya akan menyebut lubang ini lubang. Mereka tidak terlihat seperti lubang))).

Kami meletakkan kenop multimeter pada ikon “h FE”.

Kami menentukan apa itu konduktivitas, yaitu NPN atau PNP, dan mendorongnya ke bagian tersebut. Konduktivitas ditentukan oleh lokasi dioda pada transistor, jika Anda tidak lupa. Kami mengambil transistor kami, yang menunjukkan penurunan tegangan yang sama di kedua arah pada kedua sambungan P-N, dan menempatkan basis ke dalam lubang di mana huruf "B" berada.

Kami tidak menyentuh alasnya, tetapi cukup menukar kedua pinnya. Wah, tayangan kartunnya lebih banyak dari yang pertama kali. Oleh karena itu, di lubang E saat ini terdapat emitor, dan di lubang C terdapat kolektor. Semuanya dasar dan sederhana ;-).

Metode nomor 4

Saya rasa ini adalah cara termudah dan paling akurat untuk memeriksa pinout transistor. Untuk melakukan ini, cukup beli meteran Universal R/L/C/Transistor dan masukkan kabel transistor ke terminal perangkat:

Ini akan segera menunjukkan apakah transistor Anda hidup. Dan jika dia masih hidup, dia akan memberikan pinoutnya.

Elektronik mengelilingi kita di mana-mana. Tapi hampir tidak ada yang memikirkan bagaimana semua ini bekerja. Ini sebenarnya cukup sederhana. Inilah yang akan kami coba tunjukkan hari ini. Mari kita mulai dengan elemen penting seperti transistor. Kami akan memberi tahu Anda apa itu, apa fungsinya, dan cara kerja transistor.

Apa itu transistor?

Transistor– perangkat semikonduktor yang dirancang untuk mengontrol arus listrik.

Di mana transistor digunakan? Ya di mana-mana! Hampir tidak ada rangkaian listrik modern yang dapat dilakukan tanpa transistor. Mereka banyak digunakan dalam produksi peralatan komputer, peralatan audio dan video.

Saat kapan Sirkuit mikro Soviet adalah yang terbesar di dunia, telah berlalu, dan ukuran transistor modern sangat kecil. Jadi, perangkat terkecil berukuran sekitar satu nanometer!

Awalan nano- menunjukkan nilai orde sepuluh hingga minus pangkat sembilan.

Namun, ada juga spesimen raksasa yang digunakan terutama di bidang energi dan industri.

Ada berbagai jenis transistor: bipolar dan polar, konduksi langsung dan terbalik. Namun, pengoperasian perangkat ini didasarkan pada prinsip yang sama. Transistor adalah perangkat semikonduktor. Seperti diketahui, pada semikonduktor pembawa muatannya adalah elektron atau hole.

Daerah yang kelebihan elektron ditunjukkan dengan huruf N(negatif), dan daerah dengan konduktivitas lubang adalah P(positif).

Bagaimana cara kerja transistor?

Untuk memperjelas semuanya, mari kita lihat pekerjaannya transistor bipolar (tipe paling populer).

(selanjutnya disebut transistor) adalah kristal semikonduktor (paling sering digunakan silikon atau Jerman), dibagi menjadi tiga zona dengan konduktivitas listrik yang berbeda. Zona-zona tersebut diberi nama sesuai dengan itu pengumpul, basis Dan emitor. Perangkat transistor dan representasi skemanya ditunjukkan pada gambar di bawah

Pisahkan transistor konduksi maju dan mundur. Transistor pnp disebut transistor konduksi maju, dan transistor npn disebut transistor konduksi balik.

Sekarang mari kita bicara tentang dua mode operasi transistor. Cara kerja transistor sendiri mirip dengan cara kerja keran atau katup air. Hanya saja sebagai pengganti air ada arus listrik. Ada dua kemungkinan keadaan transistor - operasi (transistor terbuka) dan keadaan istirahat (transistor tertutup).

Apa maksudnya? Ketika transistor dimatikan, tidak ada arus yang mengalir melaluinya. Dalam keadaan terbuka, ketika arus kontrol kecil diterapkan ke basis, transistor terbuka dan arus besar mulai mengalir melalui emitor-kolektor.

Proses fisik dalam transistor

Dan sekarang lebih lanjut tentang mengapa semuanya terjadi seperti ini, yaitu mengapa transistor membuka dan menutup. Mari kita ambil transistor bipolar. Biarkan saja n-p-n transistor.

Jika Anda menghubungkan sumber listrik antara kolektor dan emitor, elektron dari kolektor akan mulai tertarik ke positif, tetapi tidak akan ada arus antara kolektor dan emitor. Hal ini terhambat oleh lapisan dasar dan lapisan emitor itu sendiri.

Jika Anda menghubungkan sumber tambahan antara basis dan emitor, elektron dari daerah n emitor akan mulai menembus ke daerah basis. Akibatnya, daerah basa akan diperkaya dengan elektron bebas, sebagian akan bergabung kembali dengan lubang, sebagian akan mengalir ke plus basa, dan sebagian (sebagian besar) akan menuju kolektor.

Dengan demikian, transistor menjadi terbuka, dan arus emitor-kolektor mengalir di dalamnya. Jika tegangan basis dinaikkan maka arus kolektor-emitor juga akan meningkat. Selain itu, dengan sedikit perubahan pada tegangan kontrol, terjadi peningkatan signifikan pada arus yang melalui kolektor-emitor. Berdasarkan efek inilah pengoperasian transistor dalam amplifier didasarkan.

Singkatnya, itulah inti cara kerja transistor. Perlu menghitung penguat daya menggunakan transistor bipolar dalam semalam, atau melakukan pekerjaan laboratorium untuk mempelajari pengoperasian transistor? Ini tidak menjadi masalah bahkan bagi seorang pemula jika Anda menggunakan bantuan spesialis kami layanan siswa.

Jangan ragu untuk mencari bantuan profesional dalam hal-hal penting seperti belajar! Dan sekarang Anda sudah memiliki gambaran tentang transistor, kami sarankan Anda bersantai dan menonton video dari Korn “Twisted transistor”! Misalnya, Anda memutuskan untuk menghubungi Siswa Korespondensi.