Как определить выводы транзистора
Биполярный транзистор – полупроводниковый радиоэлемент, применяемый во всех электронных компонентах современных аппаратов и приборов. Несмотря на симметричность этого прибора по полярности (p-n-p или n-p-n), важно определить выводы транзистора от его трех зон, которые называются «база», «эмиттер» и «коллектор». Это связано с тем, что площадь соприкосновения базы и коллектора намного больше площади контакта базы и эмиттера. Поэтому при движении зарядов от эмиттера к коллектору они все ловятся коллектором, при обратном процессе эмиттер не способен поймать все заряды. Существует несколько способов определения структуры радиодетали (p-n-p или n-p-n) и порядка расположения ее зон.
Определение выводов от базы, эмиттера и коллектора полупроводникового транзистора – простейший вариант
Наиболее простым способом решения проблемы является использование даташита – бесплатного каталога электронных компонентов. Для этого заходим в поисковую строку, вводим цифры и буквы, написанные на детали, а затем – слово «даташит». В этом электронном документе вы найдете все данные на транзистор – обозначения выводов, эксплуатационные режимы, схему подключения.
Решаем задачу с помощью мультиметра
Если выйти в интернет не представляется возможности, то вторым вариантом, как определить цоколевку транзистора (расположение выводов), является использование мультиметра или омметра. Порядок действия следующий:
На омметре устанавливают предел измерений – х10. Щупы по очереди подсоединяют к паре выводов, перемещаясь по кругу. При получении малого сопротивления – сотни Ом – щуп «-» переносят на оставшийся свободный третий вывод. Если прибор также покажет небольшое сопротивление, то это означает, что щуп «+» подключен к базе, а структура полупроводника – n-p-n. Если сопротивление большое, то щупы меняют местами. Сопротивление должно резко уменьшиться. Если это произошло, то можно с уверенностью сказать, что вывод, к которому мы подсоединили «-», является базой, а структура радиодетали – p-n-p. Если ожидаемого снижения сопротивления не произошло, то полупроводник, скорее всего, находится в нерабочем состоянии.
После определения базы определяем расположение коллектора и эмиттера. Для решения этой задачи нам понадобится постоянный резистор сопротивлением 30-50 кОм. Щупы в произвольном порядке подключаем к двум оставшимся выводам.
Плюсовым щупом омметра, который входит в состав мультиметра, обычно служит общий вывод прибора.
Маркировка транзисторов
Практические каждая принципиальная электрическая схема подразумевает наличие транзисторов, которые являются своего рода усилительным ключом. Основа любых транзисторов – кристалл, выполненный из кремния или германия.
По разновидности данный прибор делится на однополярный транзистор (полевой) и двухполярный транзистор (биполярный). Что касается проводимости, устройство также делится на два типа: прямой и обратный.
Довольно часто новички радиолюбители сталкиваются с проблемой – как разобраться с кодировками.
Как правило, производители используют один из двух распространенных типов шифровки:
Как таковых стандартов нет ни для первого, ни для второго типа маркировки. Каждый завод-производитель, которое занимается производством и выпуском данного электронного компонента, использует собственные принципы обозначений. Встречаются такие элементы, принадлежащие к одной группе, которые были выпущены на совершенно разных заводах. Соответственно, маркировка будет отличаться.
Однако, бывает наоборот: транзисторы разные, а маркировка совпадает. В такой ситуации помогут дополнительные отличительные характеристики.
Маркировка транзисторов в корпусе КТ-26
Смешенная маркировка транзисторов в корпусе КТ-26
При такой маркировке на верхнюю сторону транзистора наносят цветную точку. По это точку можно узнать группу транзистора. А на фронтальную сторону транзистора ставится либо кодовый символ либо цветная точка, которая соответствует типу прибора. Также на эту сторону иногда ставиться год и месяц выпуска.
Группа транзисторов маркируется следующим образом:
Тип транзистора обозначается символом (геометрической фигурой): треугольником, квадратиком и. т.д. Типы транзисторов представлены на рисунке ниже.
Маркировка года и месяца изготовления электронных компонентов
Согласно ГОСТ 25486-82, для того, чтобы обозначить месяц и год изготовления транзистора и других электронных компонентов, используются буквы и цифры: первое значение – год, второе значение – месяц. Что касается приборов, изготовленных за рубежом, для обозначения даты выпуска применяется кодировка из четырех цифр, где первые две – это год, следующие – номер модели.
Каждому году соответствует своя буква:
| Год | Код |
|---|---|
| 1986 | U |
| 1987 | V |
| 1988 | W |
| 1989 | X |
| 1990 | A |
| 1991 | B |
| 1992 | C |
| 1993 | D |
| 1994 | E |
| 1995 | F |
| 1996 | H |
| 1997 | I |
| 1998 | K |
| 1999 | L |
| 2000 | M |
| 2001 | N |
| 2002 | P |
| 2003 | R |
| 2004 | S |
| 2005 | T |
| 2006 | U |
| 2007 | V |
| 2008 | W |
| 2009 | X |
| 2010 | A |
| 2011 | B |
| 2012 | C |
| 2013 | D |
| 2014 | E |
| 2015 | F |
| Месяц | Код |
|---|---|
| Январь | 1 |
| Февраль | 2 |
| Март | 3 |
| Апрель | 4 |
| Май | 5 |
| Июнь | 6 |
| Июль | 7 |
| Август | 8 |
| Сентябрь | 9 |
| Октябрь | O |
| Ноябрь | N |
| Декабрь | D |
Чтобы обозначить месяц выпуска, применяются не только цифры, но и некоторые буквы: месяцы с января по сентябрь полностью соответствуют цифрам, следующие – первым буквам названия месяца.
PRO-ELECTRON (система, разработанная в Европе)
Маркировка приборов у европейских производителей несколько отличается. Код, которым промаркирован иностранный транзистор – это комбинация символом:
Более того, общая кодировка иногда дополнятся символом модификации. Определить ее может только сам производитель.
Американская система JEDEC
Заводы-производители, выпускающие транзисторы в Америке, при кодировке используют четыре символа:
Японская система JIS
Стандарты маркировки, выработанные в Японии представлены буквами и цифрами в количестве 5 штук:
Бывают ситуации, когда в кодировке присутствует 6 символ – это дополнительная литера N, M или S, которая отвечает за соответствие прибора определенным стандартам. Маркировка, разработанная в Японии, не предусматривает использование обозначений цветом.
SMD транзисторы
Данные детали маркируются только символами. Маркировка цветом не используется по той причине, что размер элемента слишком мал. Для них также не предусмотрено единых стандартов кодирования: все происходит на усмотрение завода-производителя. Как правило, код, состоящий из цифр и букв, может быть составлен из 3 символов. Примеры маркировки SMD транзисторов в корпусу SOT-23
МАРКИРОВКА ТРАНЗИСТОРОВ
Транзистор представляет собой полупроводниковый прибор с двумя или более p-n-переходами и тремя или более выводами, который предназначен для усиления, генерирования и преобразования электрических колебаний.
Наиболее широко применяются биполярные и полевые транзисторы. У полевых транзисторов управление выходным током производится с помощью электрического поля. Также полевые транзисторы имеют низкий уровень собственных шумов, что дает возможность использовать их в первых каскадах высококачественных усилителей звуковой частоты. Полевые транзисторы имеют три электрода: исток, затвор и сток. Электроды полевого транзистора в определенной степени соответствуют электродам биполярного транзистора — эмиттеру, базе и коллектору.
Управление величиной протекающего в выходной цепи (в цепи коллектора или эмиттера) биполярного транзистора тока осуществляется с помощью тока в цепи управляющего электрода — базы. Базой называется средний слой в структуре транзистора. Крайние слои называются эмиттер (испускать, извергать) и коллектор (собирать). Концентрация примесей (а, следовательно, и основных носителей зарядов) в эмиттере существенно больше, чем в базе и больше, чем в коллекторе. Поэтому эмиттерная область самая низкоомная.
УСЛОВНОЕ ОБОЗНАЧЕНИЕ ТРАНЗИСТОРА (НОВАЯ СИСТЕМА)
Условное обозначение состоит из 5 элементов.
ПЕРВЫЙ элемент системы обозначает исходный материал, на основе которого изготовлен транзистор и его содержание не отличается от системы обозначения диодов:
ВТОРОЙ элемент указывает на тип транзистора:
ТРЕТИЙ элемент (цифра) указывает на функциональные возможности транзистора по допустимой рассеиваемой мощности и частотным свойствам.
Транзисторы малой мощности (Pmax 1,5 Вт):
7 — большой мощности низкочастотный;
8 — большой мощности среднечастотный;
9 — большой мощности высокочастотный и сверхвысокочастотный (fгр>300 Гц).
ЧЕТВЕРТЫЙ элемент — цифры от 01 до 99, указывающие порядковый номер разработки.
ПЯТЫЙ элемент — одна из букв от А до Я, обозначающая деление технологического типа приборов на группы.
Например, транзистор КТ540Б, расшифровывается так: К — кремниевый транзистор, Т — биполярный, 5 — средней мощности среднечастотный, 40 — номер разработки, Б — группа.
КОДОВАЯ МАРКИРОВКА ТРАНЗИСТОРОВ
Транзисторы могут маркироваться или буквенно-цифровым кодом, иди кодом, состоящим из геометрических фигур. По коду можно узнать тип транзистора, месяц и год изготовления. Места маркировки и расшифровка цветовых кодов некоторых типов транзисторов приведены ниже.
Иногда транзисторы маркируются только окрашиванием торцевой поверхности без нанесения буквенно-цифрового кода: КТ814 — серо-бежевый, КТ815 — серый или сиренево-фиолетовый, КТ816 — розово-красный, КТ817 — серо-зеленый, КТ683 — фиолетовый, КТ9115 — голубой.
ЦВЕТОВАЯ МАРКИРОВКА ТРАНЗИСТОРОВ
Транзисторы маркируют с помощью цветового кода. Цветовой код состоит из изображения геометрических фигур (треугольников, квадратов, прямоугольников и др.), цветных точек и латинских букв.
Примеры цветовой маркировки некоторых транзисторов:
Каждый завод, который производит транзисторы, имеет свои кодовые и цветовые обозначения. В этом случае их можно отличить только по некоторым дополнительным признакам, например, по длине выводов коллектора и эмиттера, по торцевой окраске (противоположной выводам) поверхности транзистора.
ЦОКОЛЕВКА ТРАНЗИСТОРОВ (РАСПОЛОЖЕНИЕ ВЫВОДОВ)
Биполярные транзисторы малой мощности:
Биполярные транзисторы средней и большой мощности:
РЕЖИМЫ РАБОТЫ БИПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА
На каждый p-n-переход транзистора может быть подано как прямое, так и обратное напряжение. В соответствии с этим различают четыре режима работы биполярного транзистора.
1. В инверсном активном режиме переход БК открыт, а ЭБ наоборот — закрыт. Усилительные свойства в этом режиме, естественно, хуже некуда, поэтому транзисторы в этом режиме используются очень редко.
2. В режиме насыщения оба перехода находятся под прямым смещением. В этом случае выходной ток не зависит от входного и определяется только параметрами нагрузки. Цепь, содержащую транзистор в режиме насыщения можно считать короткозамкнутой, а сам этот радиоэлемент представлять в виде эквипотенциальной точки.
3. В режиме отсечки оба перехода транзистора закрыты, т.е. ток основных носителей заряда между эмиттером и коллектором прекращается. Потоки неосновных носителей заряда создают только малые и неуправляемые тепловые токи переходов. Из-за бедности базы и переходов носителями зарядов, их сопротивление сильно возрастает. Поэтому часто считают, что транзистор, работающий в режиме отсечки, представляет собой разрыв цепи.
4. В барьерном режиме база напрямую или через малое сопротивление замкнута с коллектором. Также в коллекторную или эмиттерную цепь включают резистор, который задает ток через транзистор. Таким образом получается эквивалент схемы диода с последовательно включенным сопротивлением. Этот режим очень полезный, так как позволяет схеме работать практически на любой частоте, в большом диапазоне температур и нетребователен к параметрам транзисторов.
Транзистор: виды, применение и принципы работы
Транзисторы. Определение и история
Транзистор — электронный полупроводниковый прибор, в котором ток в цепи двух электродов управляется третьим электродом. (tranzistors.ru)
Первыми были изобретены полевые транзисторы (1928 год), а биполярные появилсь в 1947 году в лаборатории Bell Labs. И это была, без преувеличения, революция в электронике.
Очень быстро транзисторы заменили вакуумные лампы в различных электронных устройствах. В связи с этим возросла надежность таких устройств и намного уменьшились их размеры. И по сей день, насколько бы «навороченной» не была микросхема, она все равно содержит в себе множество транзисторов (а также диодов, конденсаторов, резисторов и проч.). Только очень маленьких.
Кстати, изначально «транзисторами» называли резисторы, сопротивление которых можно было изменять с помощью величины подаваемого напряжения. Если отвлечься от физики процессов, то современный транзистор тоже можно представить как сопротивление, зависящее от подаваемого на него сигнала.
В чем же отличие между полевыми и биполярными транзисторами? Ответ заложен в самих их названиях. В биполярном транзисторе в переносе заряда участвуют и электроны, и дырки («бис» — дважды). А в полевом (он же униполярный) — или электроны, или дырки.
Также эти типы транзисторов разнятся по областям применения. Биполярные используются в основном в аналоговой технике, а полевые — в цифровой.
И, напоследок: основная область применения любых транзисторов — усиление слабого сигнала за счет дополнительного источника питания.
Принцип работы транзистора
В современном значении транзистором называют полупроводниковый радиоэлемент, предназначенный для изменения параметров электрического тока и управления им. У обычного полупроводникового триода имеется три вывода: база, на которую подаются сигналы управления, эмиттер и коллектор. Существуют также составные транзисторы большой мощности.
Поражает шкала размеров полупроводниковых устройств – от нескольких нанометров (бескорпусные элементы, используемые в микросхемах), до сантиметров в диаметре мощных транзисторов, предназначенных для энергетических установок и промышленного оборудования. Обратные напряжения промышленных триодов могут достигать до 1000 В.
Виды транзисторов
Преобразователи широко применяются в производстве цифровых и аналоговых микросхем для обнуления статического потребительского тока и получения улучшенной линейности. Типы транзисторов различаются тем, что одни управляются изменением напряжения, вторые регулируются отклонением тока.
Полевые полупроводники применяются чаще из-за преимуществ перед биполярными видами:
Виды транзисторов и их свойства определяют назначение. Нагревание преобразователя биполярного типа увеличивает ток по пути от коллектора к эмиттеру. У них коэффициент сопротивления отрицательный, а подвижные носители текут к собирающему устройству от эмиттера. Тонкая база отделена p-n-переходами, а ток возникает только при накоплении подвижных частиц и их инжекции в базу. Некоторые носители заряда захватываются соседним p-n-переходом и ускоряются, так рассчитаны параметры транзисторов.
Полевые транзисторы имеют еще один вид преимущества, о котором нужно упомянуть для чайников. Их соединяют параллельно без выравнивания сопротивления. Резисторы для этой цели не применяются, так как показатель растет автоматически при изменении нагрузки. Для получения высокого значения коммутационного тока набирается комплекс модулей, что используется в инверторах или других устройствах.
Нельзя соединять параллельно биполярный транзистор, определение функциональных параметров ведет к тому, что выявляется тепловой пробой необратимого характера. Эти свойства связаны с техническими качествами простых p-n каналов. Модули соединяются параллельно с применением резисторов для выравнивания тока в эмиттерных цепях. В зависимости от функциональных черт и индивидуальной специфики в классификации транзисторов выделяют биполярные и полевые виды.
Биполярные транзисторы
Биполярные конструкции производятся в виде полупроводниковых приборов с тремя проводниками. В каждом из электродов предусмотрены слои с дырочной p-проводимостью или примесной n-проводимостью. Выбор комплектации слоев определяет выпуск p-n-p или n-p-n типов приборов. В момент включения устройства разнотипные заряды одновременно переносятся дырками и электронами, задействуется 2 вида частиц.
Носители движутся за счет механизма диффузии. Атомы и молекулы вещества проникают в межмолекулярную решетку соседнего материала, после чего их концентрация выравнивается по всему объему. Перенос совершается из областей с высоким уплотнением в места с низким содержанием.
Электроны распространяются и под действием силового поля вокруг частиц при неравномерном включении легирующих добавок в массе базы. Чтобы ускорить действие прибора, электрод, соединенный со средним слоем, делают тонким. Крайние проводники называют эмиттером и коллектором. Обратное напряжение, характерное для перехода, неважно.
Полевые транзисторы
Полевой транзистор управляет сопротивлением с помощью электрического поперечного поля, возникающего от приложенного напряжения. Место, из которого электроны движутся в канал, называется истоком, а сток выглядит как конечная точка вхождения зарядов. Управляющее напряжение проходит по проводнику, именуемому затвором. Устройства делят на 2 вида:
Приборы первого типа содержат в конструкции полупроводниковую пластину, подключаемую в управляемую схему с помощью электродов на противоположных сторонах (сток и исток). Место с другим видом проводимости возникает после подсоединения пластины к затвору. Вставленный во входной контур источник постоянного смещения продуцирует на переходе запирающее напряжение.
Источник усиливаемого импульса также находится во входной цепи. После перемены напряжения на входе трансформируется соответствующий показатель на p-n-переходе. Модифицируется толщина слоя и площадь поперечного сечения канального перехода в кристалле, пропускающем поток заряженных электронов. Ширина канала зависит от пространства между обедненной областью (под затвором) и подложкой. Управляющий ток в начальной и конечной точках регулируется изменением ширины обедненной области.
Транзистор МДП характеризуется тем, что его затвор отделен изоляцией от канального слоя. В полупроводниковом кристалле, называемом подложкой, создаются легированные места с противоположным знаком. На них установлены проводники — сток и исток, между которыми на расстоянии меньше микрона расположен диэлектрик. На изоляторе нанесен электрод из металла — затвор. Из-за полученной структуры, содержащей металл, диэлектрический слой и полупроводник транзисторам присвоена аббревиатура МДП.
Комбинированные
Комбинированные элементы изобретаются для того, чтобы по применению одного дискретного состояния достичь требуемых электрических параметров. Они бывают:
Комбинированный транзистор
Цветовая и цифровая маркировка
Транзисторы, как и другие радиокомпоненты, маркируют с помощью цветового кода. Цветовой код состоит из изображения геометрических фигур (треугольников, квадратов, прямоугольников и др.), цветных точек и латинских букв.
Код наносится на плоских частях, крышке и других местах транзистора. По нему можно узнать тип транзистора, месяц и год изготовления. Места маркировки и расшифровка цветовых кодов некоторых типов транзисторов приведены на рис. 2…3 и в табл. 1…4. Практикуется также маркировка некоторых типов транзисторов цифровым кодом (табл. 4).
Таблица 1. Цветовая и кодовая маркировки маломощных среднечастотных и высокочастотных транзисторов.
| Тип транзистора | Группы транзисторов | Месяц выпуска | Год выпуска | ||||
| Обозначение | Маркировка | Обозначение | Маркировка | Обозначение | Маркировка | Обозначение | Маркировка |
| ян в. | бежевая | ||||||
| А | розовая | фев. | синяя | 1977 | бежевая | ||
| Б | желтая | март | зеленая | 1978 | еалатовая | ||
| В | синяя | апр. | красная | 1979 | оранжевая | ||
| Г | бежевая | май | еалатовая | 1980 | электрик | ||
| Д | оранжевая | июнь | серая | 1981 | бирюзовая | ||
| КТ3107 | голубая | Е | электрик | июль | коричневая | 1982 | белая |
| Ж | еалатовая | авг. | оранжевая | 1983 | красная | ||
| И | зеленая | сент. | электрик | 1984 | коричневая | ||
| К | красная | окт. | белая | 1985 | зеленая | ||
| Л | серая | ноябр. | желтая | 1986 | голубая | ||
| декаб. | голубая | ||||||
Рис. 2. Места цветовой и кодовой маркировки маломощных среднечастотных и высокочастотных транзисторов в корпусе КТ-26 (ТО-92).
Рис. 3. Места цветовой маркировки транзистора КТ3107 в корпусе КТ-26 (ТО-92).
Рис. 4. Места кодовой маркировки транзисторов в корпусе КТ-27 (ТО-126).
Таблица 3. Цветовая и кодовая маркировки транзисторов.
| Код | Тип |
| 4 | КТ814 |
| 5 | КТ815 |
| 6 | КТ816 |
| 7 | КТ817 |
| 8 | КТ683 |
| 9 | КТ9115 |
| 12 | К.У112 |
| 40 | КТ940 |
| Год выпуска | Код | Месяц выпуска | Код |
| 1986 | и | Январь | 1 |
| 1987 | V | Февраль | 2 |
| 1988 | W | Март | 3 |
| 1989 | X | Апрель | 4 |
| 1990 | А | Май | 5 |
| 1991 | В | Июнь | 6 |
| 1992 | С | Июль | 7 |
| 1993 | D | Август | 8 |
| 1994 | Е | Сентябрь | 9 |
| 1995 | F | Октябрь | 0 |
| 1996 | Н | Ноябрь | N |
| 1997 | 1 | Декабрь | D |
| 1998 | К | – | – |
| 1999 | L | – | – |
| 2000 | М | – | – |
Таблица 4. Кодовая маркировка мощных транзисторов.
Применение транзисторов в жизни
Транзисторы применяются в очень многих технических устройствах. Самые яркие примеры:
Во всех устройствах связи усиление сигнала необходимо. Во-первых, электрические сигналы имеют естественное затухание. Во-вторых, довольно часто бывает, что амплитуды одного из параметров сигнала недостаточно для корректной работы устройства. Информация передаётся с помощью электрических сигналов. Чтобы доставка была гарантированной и качество информации высоким, нам необходимо усиливать сигналы.
Транзисторы способны влиять не только на амплитуду, но и на форму электрического сигнала. В зависимости от требуемой формы генерируемого сигнала в генераторе будет установлен соответствующий тип полупроводникового прибора.
Электронные ключи нужны для управления силой тока в цепи. В состав этих ключей входит множество транзисторов. Электронные ключи являются одним из важнейших элементов схем. На их основе работают компьютеры, телевизоры и другие электрические приборы, без которых в современной жизни не обойтись.
Схема подключения транзистора для чайников
Наиболее популярны следующие схемы подсоединения транзисторов в цепь: с общей базовой установкой, общими выводами инжекторного эмиттера и с общим коллекторным преобразователем для подачи напряженности.
Для усилителей с базой общего типа характерно следующее:
Схемы второго типа обладают:
Важно! Схема транзистора с электродами общего коллекторного типа требует одного источника питания.
Подключение по типу общего коллектора может обеспечить:
Подключение транзистора для светодиода
Таким образом, транзистор — один из самых распространенных радиоэлементов в электронике. Он позволяет изменять параметры электрического тока и регулировать его для корректной работы электроприборов. Существует несколько видов транзисторов, как и способов их соединения. Различаются они строением и целями использования.
Читаем электрические схемы с транзистором
Управление мощностью с помощью транзистора
Итак, я буду делать схему регулятора мощности свечения лампочки накаливания с помощью советского транзистора КТ815Б. Она будет выглядеть следующим образом:
На схеме мы видим лампу накаливания, транзистор и два резистора. Один из них переменный. Итак, главное правило транзистора: меняя силу тока в цепи базы, мы тем самым меняем силу тока в цепи коллектора, а следовательно, мощность свечения самой лампы.
Как в нашей схеме будет все это выглядеть? Здесь я показал две ветви. Одну синим цветом, другую красным.
Ну и теперь самое интересное: коллекторный ток зависит от того, какая сила тока в данный момент течет через базу-эмиттер. То есть прибавив базовый ток, мы тем самым прибавляем и коллекторный ток. А раз коллекторный ток у нас стал больше, значит и через лампочку сила тока стала больше, и лампочка загорелась еще ярче. Управляя слабым током базы, мы можем управлять большим током коллектора. Это и есть принцип работы биполярного транзистора.
Как нам теперь регулировать силу тока через базу-эмиттер? Вспоминаем закон Ома: I=U/R. Следовательно, прибавляя или убавляя значение сопротивления в цепи базы, мы тем самым можем менять силу тока базы! Ну а она уже будет регулировать силу тока в цепи коллектора. Получается, меняя значение переменного резистора, мы тем самым меняем свечение лампочки 😉
И еще один небольшой нюанс.
Как вы заметили в схеме есть резистор R2. Для чего он нужен? Дело все в том, что может случится пробой перехода база-эмиттер. Или, простым языком, он выгорит. Если бы его не было, то при изменении сопротивления на переменном резисторе R1 до нуля Ом, мы бы махом выжгли P-N переход базы-эмиттера. Поэтому, чтобы такого не было, мы должны подобрать резистор, который бы при сопротивлении на R1 в ноль Ом, ограничивал бы силу тока на базу, чтобы ее не выжечь.
Получается, мы должны подобрать такую силу тока на базу, чтобы лампочка светилась на полную яркость, но при этом переход база-эмиттер был бы целым. Если сказать языком электроники – мы должны подобрать такой резистор, который бы вогнал транзистор в границу насыщения, но не более того.
Такой резистор я подбирал с помощью магазина сопротивления. Его также можно подобрать с помощью переменного резистора. Резистор в базе часто называют токоограничительным.
Регулятор свечения лампочки на транзисторе
Ну а теперь дело за практикой. Собираем схему в реале:
Кручу переменный резистор и добиваюсь того, чтобы лампочка горела на весь накал:
Кручу еще чуток и лампочка светит в пол накала:
Выкручиваю переменный резистор до упора и лампочка тухнет:
Вместо лампочки можно взять любую другую нагрузку, например, вентилятор от компьютера. В этом случае, меняя значение переменного резистора, я могу управлять частотой вращения вентилятора, тем самым убавляя или прибавляя силу потока воздуха.
Здесь вентилятор не крутится, так как я на переменном резисторе выставил большое сопротивление:
Ну а здесь, покрутив переменный резистор, я уже могу регулировать обороты вентилятора:
Можно сказать, что получилась готовая схема, чтобы обдувать себя жарким летним деньком ;-). Стало холодно – убавил обороты, стало слишком жарко – прибавил 😉
Прошаренные чайники-электронщики могут сказать: “А зачем так сильно все было усложнять? Не проще ли было просто взять переменный резистор и соединить последовательно с нагрузкой?
Но должны соблюдаться некоторые условия. Предположим у нас лампа накаливания большой мощности, а значит и сила тока в цепи тоже будет приличная. В этом случае переменный резистор должен быть большой мощности, так как при выкручивании до упора в сторону маленького сопротивления через него побежит большой ток. Вспоминаем формулу выделяемой мощности на нагрузке: P=I2R. Переменный резистор сгорит (проверено не раз на собственном опыте).
В схеме с транзистором весь груз ответственности, то бишь всю мощность рассеивания, транзистор берет на себя. В схеме с транзистором переменный резистор спалить уже будет невозможно, так как сила тока в цепи базы в десятки, а то и в сотни раз меньше (в зависимости от беты транзистора), чем сила тока через нагрузку, в нашем случае через лампочку.
Греться по-максимуму транзистор будет только тогда, когда мы регулируем мощность нагрузки наполовину. В этом случае половина отсекаемой мощности в нагрузке будет рассеиваться на транзисторе. Поэтому, если вы регулируете мощную нагрузку, то для начала поинтересуйтесь таким параметром, как мощность рассеивания транзистора и при необходимости не забывайте ставить транзисторы на радиаторы.
Два слова о каскадах
Бывает такое, что нужно увеличить выходную мощность (т.е. увеличить коллекторный ток). В этом случае используют параллельное включение необходимого числа транзисторов. 
Естественно, они должны быть примерно одинаковыми по характеристикам. Но необходимо помнить, что максимальный суммарный коллекторный ток не должен превышать 1,6-1,7 от предельного тока коллектора любого из транзисторов каскада.
Тем не менее (спасибо wrewolf за замечание), в случае с биполярными транзисторами так делать не рекомендуется. Потому что два транзистора даже одного типономинала хоть немного, но отличаются друг от друга. Соответственно, при параллельном включении через них будут течь токи разной величины. Для выравнивания этих токов в эмиттерные цепи транзисторов ставят балансные резисторы.
Величину их сопротивления рассчитывают так, чтобы падение напряжения на них в интервале рабочих токов было не менее 0,7 В. Понятно, что это приводит к значительному ухудшению КПД схемы.
Может также возникнуть необходимость в транзисторе с хорошей чувствительностью и при этом с хорошим коэффициентом усиления. В таких случаях используют каскад из чувствительного, но маломощного транзистора (на рисунке — VT1), который управляет энергией питания более мощного собрата (на рисунке — VT2).
Резюме
Главное предназначение транзистора – управление большой силой тока с помощью малой силы тока, то есть с помощью маленького базового тока мы можем регулировать приличный коллекторный ток.
Есть критического значение базового тока, которые нельзя превышать, иначе сгорит переход база-эмиттер. Такая сила тока через базу возникает, если потенциал на базе будет более 5 Вольт в прямом смещении. Но лучше даже близко не приближаться к такому значению. Также не забывайте, чтобы открыть транзистор, на базе должен быть потенциал больше, чем 0,6-0,7 Вольт для кремниевого транзистора.
Резистор в базе служит для ограничения протекающего тока через базу-эмиттер. Его значение выбирают в зависимости от режима работы схемы. В основном это граница насыщения транзистора, при котором коллекторный ток начинает принимать свои максимальные значения.
При проектировании схемы не забываем, что лишняя мощность рассеивается на транзисторе. Самый щадящий режим – это режим отсечки и насыщения, то есть лампа либо вообще не горит, либо горит на всю мощность. Самая большая мощность будет выделяться на транзисторе в том случае, если лампа горит в пол накала.
Литература по электронике
Наука, которая изучает транзисторы и другие приборы, называется электроника. Целый ее раздел посвящён полупроводниковым приборам. Если вам интересно получить больше информации о работе транзисторов, можно почитать следующие книги по этой тематике:
В этих книгах описываются различные средства программируемой электроники. Конечно же, в основе всех программируемых схем, лежат транзисторы. Благодаря этим книгам вы не только получите новые знания о транзисторах, но и навыки, которые, возможно, принесут вам доход.
Теперь вы знаете, как работают транзисторы, и где они применяются в жизни. Если вам интересна эта тема, продолжайте её изучать, ведь прогресс не стоит на месте, и все технические устройства постоянно совершенствуются. В этом деле очень важно идти в ногу со временем. Успехов вам!
