En transistor är en halvledaranordning som uppfanns 1947 på Bell Lab av William Shockley, John Bardeen och Walter Houser Brattain. Det är en grundläggande byggsten för alla digitala komponenter. Den allra första transistorn som uppfanns var en punktkontaktransistor . Huvudfunktionen för a transistor är att förstärka de svaga signalerna och reglera dem därefter. En transistor kompromissar av halvledarmaterial som kisel eller germanium eller gallium - arsenid. Det klassificeras i två typer baserat på deras struktur, BJT- bipolär övergångstransistor (transistorer som kopplingstransistor, NPN-transistor, PNP-transistor) och FET-fälteffekttransistor (transistorer som övergångsfunktionstransistor och metalloxidtransistor, N-kanal MOSFET , P-kanal MOSFET), och där funktionalitet (som småsignaltransistor, liten växlingstransistor, effekttransistor, högfrekvent transistor, fototransistor, Unijunction-transistorer). Den består av tre huvuddelar Emitter (E), Base (B) och Collector (C), eller en källa (S), avlopp (D) och gate (G).

Vad är en krafttransistor?

Den treterminalenheten som är utformad speciellt för att styra hög ström - spänning och hantera ett stort antal effektnivåer i en enhet eller en krets är en effekttransistor. De klassificering av effekttransistor inkluderar följande.

Bipolär övergångstransistor (BJT)
Metalloxid halvledare fält-effekt transistor (MOSFET)
Statisk induktionstransistor (SIT)
Isolerad bipolär transistor (IGBT).

Bipolär anslutningstransistor

En BJT är en bipolär övergångstransistor, som kan hantera två polariteter (hål och elektroner), kan den användas som en omkopplare eller som en förstärkare och även känd som en strömstyrenhet. Följande är egenskaperna hos a Kraft BJT , dom är

Den har en större storlek så att maximal ström kan strömma genom den
Nedbrytningsspänningen är hög
Den har högre strömbärande och högeffektiv hanteringsförmåga
Det har ett högre on-state spänningsfall
Högeffektiv applikation.

MOS-metall-oxid-halvledar-fält-effekt-transistor- (MOSFET) -FET

MOSFET är en underklassificering av FET-transistor.Det är en treterminalenhet som innehåller käll-, bas- och avloppsterminaler. MOSFET-funktionaliteten beror på kanalens bredd. Det är om kanalbredden är bred, det fungerar effektivt. Följande är egenskaperna hos en MOSFET,

Det är också känt som en spänningsregulator
Ingen ingångsström behövs
En hög ingångsimpedans.

Statisk induktionstransistor

Det är en enhet som har tre terminaler, med hög effekt och frekvens som är vertikalt orienterade. Den största fördelen med den statiska induktionstransistorn är att den har en högre spänningsfördelning jämfört med FET-fält-effekt-transistorn. Följande är egenskaperna hos statisk induktionstransistor,

statisk induktionstransistor

Kanalens längd är kort
Buller är mindre
Slå på och av är några sekunder
Terminalmotståndet är lågt.

Isolerad bipolär transistor (IGBT)

Som namnet antyder är en IGBT en kombination av FET- och BJT-transistor vars funktion är baserad på dess grind, där transistorn kan slås på eller av beroende på grinden. De används vanligtvis i kraftelektroniska enheter som växelriktare, omvandlare och strömförsörjning. Följande är egenskaperna hos Bipolär transistor (IGBT) med isolerad grind,

isolerad-bipolär-transistor- (IGBT)

Vid ingången till kretsen är förlusterna mindre
högre effektförstärkning.

Strömtransistorns struktur

Krafttransistorn BJT är en vertikalt orienterad anordning med ett stort tvärsnittsarea med alternativa P- och N-typskikt är sammankopplade. Den kan designas med P-N-P eller en N-P-N transistor.

pnp-och-npn-transistor

Följande konstruktion visar en P-N-P-typ, som består av tre terminaler emitter, bas och kollektor. Där emitterterminalen är ansluten till högt dopat n-skikt, under vilket ett måttligt dopat p-skikt med 1016 cm-3-koncentration är närvarande, och ett lätt dopat n-skikt med 1014 cm-3-koncentration, som också benämns som kollektordriftregion, där kollektordrivningsregionen bestämmer enhetens genombrottsspänning och i botten har den ett n + -skikt som är mycket dopat n-typskikt med en koncentration på 1019 cm-3, där kollektorn etsas bort för användargränssnitt.

NPN-effekt-transistorkonstruktion

Drift av krafttransistor

Power Transistor BJT fungerar i fyra driftsregioner som de är

Klipp av regionen
Aktiv region
Kvasi-mättnadsregion
Region för hård mättnad.

En effekttransistor sägs vara i ett avstängt läge om n-p-n-effekttransistorn är ansluten i omvänd riktning partiskhet var

fall (i): Transistorns basterminal är ansluten till negativa och emitterterminalerna på transistorn är anslutna till positiva, och

fall (er): Transistorns kollektorterminal är ansluten till den negativa och basterminalen på transistorn är ansluten till positiv som är bas-emitter och kollektor-emitter är i omvänd förspänning.

cutoff-region-of-power-transistor

Därför kommer det inte att finnas något flöde av utström till transistorns bas där IBE = 0, och det kommer inte heller att finnas någon utgångsström som strömmar genom kollektorn till sändaren eftersom IC = IB = 0 vilket indikerar att transistorn är i av-tillstånd som är en avskurna regionen. Men en liten del av läckströmflöden kastar transistorn från kollektor till emitter, dvs ICEO.

En transistor sägs endast vara inaktivt när bas-emitterregionen är förspänd framåt och kollektor-basregion omvänd förspänning. Följaktligen kommer det att finnas ett flöde av ström IB i transistorns bas och flöde av ström IC genom kollektorn till emitter av transistorn. När IB ökar ökar också IC.

aktiv-region-av-effekt-transistor

En transistor sägs befinna sig i kvasi-mättnadssteget om bas-emitter och kollektorbas är anslutna i vidarebefordringsförspänning. En transistor sägs vara i hård mättnad om bas-emitter och kollektorbas är anslutna i vidarebefordran.

mättnad-region-av-effekt-transistor

V-I-utgångskarakteristika för en krafttransistor

Utmatningsegenskaperna kan kalibreras grafiskt enligt nedan, där x-axeln representerar VCE och y-axeln representerar IC.

output-egenskaper

Grafen nedan representerar olika regioner som avskärningsregionen, aktiv region, hård mättnadsregion, kvasi-mättnadsregion.
För olika värden för VBE finns olika strömvärden IB0, IB1, IB2, IB3, IB4, IB5, IB6.
Närhelst det inte finns något strömflöde betyder det att transistorn är avstängd. Men få strömflöden är ICEO.
För ökat värde av IB = 0, 1,2, 3, 4, 5. Där IB0 är minimivärdet och IB6 är det maximala värdet. När VCE ökar ökar ICE också något. Där IC = ßIB, så kallas enheten en aktuell styrenhet. Vilket innebär att enheten är i aktiv region, som existerar under en viss period.
När IC: n har nått maximalt växlar transistorn till mättnadsregionen.
Där den har två mättningsregioner kvasi mättnadsregion och hård mättnadsregion.
En transistor sägs befinna sig i en kvasi-mättnadsregion om och endast om växlingshastigheten från på till av eller av till på är snabb. Denna typ av mättnad observeras i mediumfrekvensapplikationen.
I ett hårt mättningsområde kräver transistorn en viss tid för att växla från till av eller av till på. Denna typ av mättnad observeras i lågfrekventa applikationer.

Fördelar

Fördelarna med kraft BJT är,

Spänningsförstärkningen är hög
Strömens densitet är hög
Framspänningen är låg
Ökningen av bandbredd är stor.

Nackdelar

Nackdelarna med kraft BJT är,

Den termiska stabiliteten är låg
Det är bullrigare
Kontroll är lite komplex.

Applikationer

Tillämpningarna av kraft BJT är,

Strömförsörjning för växlingsläge ( SMPS )
Reläer
Effektförstärkare
DC till AC-omvandlare
Effektstyrkretsar.

Vanliga frågor

1). Skillnad mellan transistor och effekttransistor?

En transistor är en elektronisk enhet med tre eller fyra terminaler, där man vid en ingångsström på ett par terminaler på transistorn kan observera en förändring av strömmen i en annan terminal hos den transistorn. En transistor fungerar som en omkopplare eller en förstärkare.

Medan en krafttransistor fungerar som en kylfläns, som skyddar kretsen mot skador. Den är större än en normal transistor.

2). Vilken region av transistor gör att den växlar snabbare från till av eller av till på?

Krafttransistorn när den är i kvasi-mättnad växlar snabbare från på till av eller av till på.

3). Vad betyder N i NPN- eller PNP-transistor?

N i NPN- och PNP-typtransistor representerar den typ av laddningsbärare som används, vilket är i en N-typ, de flesta laddningsbärare är elektroner. I NPN är därför två laddningsbärare av N-typ inklämda med en P-typ, och i PNP är en enda N-typ laddningsbärare inklämd mellan två P-typ laddningsbärare.

4). Vad är transistorenheten?

Standardenheterna för en transistor för elektrisk mätning är Ampere (A), Volt (V) respektive Ohm (Ω).

5). Fungerar transistorn på växelström eller likström?

En transistor är ett variabelt motstånd som kan fungera på både växelström och likström men inte kan omvandlas från växelström till likström eller likström till växelström.

Transistorn en grundläggande komponent i en digitala systemet , de är av två typer baserat på deras struktur och baserat på deras funktionalitet. Transistorn som används för att styra stor spänning och ström är en effekt BJT (bipolär transistor) är en effekttransistor. Det är också känt som en spänningsströmstyrenhet som arbetar i fyra regioner avskärning, aktiv, kvasi-mättnad och hård mättnad baserat på matningarna som ges till transistorn. Den största fördelen med en krafttransistor är att den fungerar som en strömstyrenhet.