Mi a teljesítménytranzisztor: típusai és működése

A tranzisztor egy félvezető eszköz, amelyet 1947-ben találtak ki a Bell Lab-ban William Shockley, John Bardeen és Walter Houser Brattain. Ez minden digitális alkatrész alapeleme. A legelső feltalált tranzisztor a pont érintkező tranzisztor . A fő funkciója a tranzisztor a gyenge jelek felerősítése és ennek megfelelő szabályozása. A félvezető anyagok, például a szilícium, a germánium vagy a gallium - arzenid tranzisztora kompromisszumot képez. Szerkezetük alapján két típusba sorolhatók: BJT- bipoláris csomópontú tranzisztorok (tranzisztorok, mint Junction tranzisztor, NPN tranzisztor, PNP tranzisztor) és FET terepi tranzisztorok (tranzisztorok, mint csatlakozási funkciós tranzisztor és fém-oxid tranzisztor, N-csatornás MOSFET , P-csatornás MOSFET), és ezek funkcionalitása (például kis jelű tranzisztor, kis kapcsoló tranzisztor, teljesítmény tranzisztor, nagyfrekvenciás tranzisztor, fototranzisztor, uniunction tranzisztorok). Három fő részből áll: Emitter (E), Base (B) és Collector (C), vagy Source (S), lefolyó (D) és gate (G).

Mi az a teljesítménytranzisztor?

A három terminálos eszköz, amelyet kifejezetten a nagyfeszültség-feszültség szabályozására terveztek és egy eszköz vagy egy áramkör nagyszámú teljesítményszintjének kezelésére szolgál, tranzisztor. A teljesítménytranzisztor osztályozása a következőket tartalmazzák.

• Bipoláris csomópontú tranzisztor (BJT)
• Fém-oxid félvezető terepi tranzisztor (MOSFET-ek)
• Statikus indukciós tranzisztor (SIT)
• Szigetelt kapu bipoláris tranzisztor (IGBT).

Bipoláris csomópontú tranzisztor

A BJT egy bipoláris csomópontú tranzisztor, amely kettőt képes kezelni polaritások (furatok és elektronok), kapcsolóként vagy erősítőként használható, és áramszabályozó eszközként is ismert. A következők az a jellemzői Teljesítmény BJT , ők

• Nagyobb mérete van, így a maximális áram átfolyhat rajta
• A megszakítási feszültség magas
• Nagyobb áramhordási és nagy teljesítményű kezelési képességgel rendelkezik
• Nagyobb az állapotban lévő feszültségesés
• Nagy teljesítményű alkalmazás.

MOS-fém-oxid-félvezető-mező-hatás-tranzisztor- (MOSFET) -FET

A MOSFET a FET tranzisztorok alosztálya. Ez egy három terminálos eszköz, amely forrás-, bázis- és leeresztő kapcsokat tartalmaz. A MOSFET funkcionalitása a csatorna szélességétől függ. Ha a csatorna szélessége széles, akkor hatékonyan működik. A következők a MOSFET jellemzői,

• Feszültségszabályozó néven is ismert
• Nincs szükség bemeneti áramra
• Nagy bemeneti impedancia.

Statikus indukciós tranzisztor

Ez egy olyan eszköz, amelynek három terminálja van, nagy teljesítményű és frekvenciájú, függőlegesen orientált. A statikus indukciós tranzisztor fő előnye, hogy nagyobb a feszültség-bontása a FET-mezőhatású tranzisztorokhoz képest. A következők a statikus indukciós tranzisztor jellemzői,

statikus-indukciós-tranzisztor

• A csatorna hossza rövid
• A zaj kevesebb
• A be- és kikapcsolás néhány másodperc
• A terminál ellenállása alacsony.

Szigetelt kapu bipoláris tranzisztor (IGBT)

Ahogy a neve is sugallja, az IGBT egy FET és BJT tranzisztor kombinációja, amelynek funkciója a kapuján alapul, ahol a tranzisztor a kaputól függően be- vagy kikapcsolható. Általánosan alkalmazzák azokat a teljesítményelektronikai eszközökben, mint az inverterek, átalakítók és az áramellátás. A következők a szigetelt kapu bipoláris tranzisztor (IGBT) jellemzői,

szigetelt kapu-bipoláris-tranzisztor (IGBT)

• Az áramkör bemeneténél a veszteségek kisebbek
• nagyobb teljesítménynövekedés.

Az áramtranzisztor felépítése

A BJT teljesítménytranzisztor egy függőlegesen orientált eszköz, amelynek nagy a keresztmetszete és alternatív P és N típusú rétegek vannak összekapcsolva. Használatával megtervezhető P-N-P vagy egy N-P-N tranzisztor.

pnp-és-npn-tranzisztor

A következő felépítés egy P-N-P típust mutat, amely három terminálból áll, emitter, alap és kollektor. Ahol az emitter terminál erősen adalékolt n-típusú réteghez csatlakozik, amely alatt egy közepesen adalékolt 1016 cm-3 koncentrációjú p-réteg és egy enyhén adalékolt 1014 cm-3 koncentrációjú n-réteg van jelen, amelyet szintén kollektor sodródási régiója, ahol a kollektor sodródási régiója dönt a készülék áttörési feszültségéről, és alján van egy n + rétege, amely erősen adalékolt n-típusú, 1019 cm-3 koncentrációjú réteg, ahol a kollektor elmarad felhasználói felület.

NPN-teljesítmény-tranzisztor-konstrukció

Az áramtranzisztor működése

A BJT teljesítménytranzisztor négy működési régióban működik

• Vágja el a régiót
• Aktív régió
• Kvázi telítettség
• Kemény telítési régió.

A teljesítménytranzisztorról azt mondják, hogy kikapcsolt üzemmódban van, ha az n-p-n teljesítménytranzisztort fordítva csatlakoztatják Elfogultság hol

i. eset: A tranzisztor báziskapcsa negatívhoz van kötve, és a tranzisztor emitterkapcsa pozitívhoz van csatlakoztatva, és

eset (ek): A tranzisztor kollektorkapcsa a negatívhoz van csatlakoztatva, a tranzisztor báziskapcsa pedig pozitívhoz van csatlakoztatva, amely bázis-emitter és a kollektor-emitter fordított előfeszítéssel rendelkezik.

áram-tranzisztor vágási tartománya

Ezért nem lesz kimenő áram a tranzisztor alapjába, ahol IBE = 0, és nem lesz kimenő áram sem a kollektoron át az emitter felé, mivel IC = IB = 0, ami azt jelzi, hogy a tranzisztor kikapcsolt állapotban van, levágta a régiót. De a szivárgási áramok kis töredéke a tranzisztort kollektorról emitterre, azaz ICEO-ra dobja.

A tranzisztort csak akkor mondják inaktív állapotnak, ha a bázis-emitter régió előremenő és a kollektor-bázis régió fordított torzítású. Ennélfogva az IB áramának áramlása a tranzisztor tövében és az IC áram áramlása a kollektoron át a tranzisztor emitteréhez vezet. Amikor az IB növekszik, az IC is növekszik.

aktív-tranzisztoros áram-régió

Azt mondják, hogy egy tranzisztor kvázi telítettségi fokozatban van, ha a bázis-emitter és a kollektor-bázis előrehozott előfeszítéssel van összekapcsolva. Azt mondják, hogy egy tranzisztor nehéz telítettségű, ha a bázis-emitter és a kollektor-bázis előrehozott előfeszítéssel van összekötve.

telítettség-tranzisztor-tartomány

Egy teljesítménytranzisztor V-I kimeneti jellemzői

A kimeneti jellemzők grafikusan kalibrálhatók az alábbiak szerint, ahol az x-tengely a VCE-t, az y-tengely pedig az IC-t jelenti.

output-jellemzők

• Az alábbi grafikon különféle régiókat mutat be, például a levágási régiót, az aktív régiót, a kemény telítettségi régiót, a kvázi telítettségi régiót.
• A VBE különböző értékeihez különböző áramértékek vannak: IB0, IB1, IB2, IB3, IB4, IB5, IB6.
• Ha nincs áramáram, ez azt jelenti, hogy a tranzisztor ki van kapcsolva. De kevés áram folyik, amelyek ICEO-k.
• Az IB = 0, 1,2, 3, 4, 5 megnövelt értéke esetén, ahol az IB0 a legkisebb és az IB6 a maximális érték. Amikor a VCE növekszik, az ICE is kissé növekszik. Ahol IC = ßIB, ezért az eszközt áramvezérlő eszközként ismerjük. Ami azt jelenti, hogy az eszköz egy aktív időszakban van, amely egy adott időszakban létezik.
• Amint az IC eléri a maximumot, a tranzisztor a telítettségre vált.
• Ahol két telítési régió van kvázi telítettséggel és kemény telítettséggel.
• Azt mondják, hogy egy tranzisztor kvázi telítettségi tartományban van, és csak akkor, ha az átkapcsolási sebesség be- vagy kikapcsolása vagy be- és bekapcsolása gyors. Ez a fajta telítettség figyelhető meg a közepes frekvenciájú alkalmazásban.
• Míg egy erős telítettségű régióban a tranzisztornak bizonyos időre van szüksége az átkapcsoláshoz vagy a kikapcsoláshoz. Ez a fajta telítettség az alacsony frekvenciájú alkalmazásokban figyelhető meg.

Előnyök

A BJT teljesítmény előnyei,

• A feszültségnövekedés nagy
• Az áram sűrűsége nagy
• Az előremenő feszültség alacsony
• A sávszélesség növekedése nagy.

Hátrányok

A BJT teljesítmény hátrányai a következők:

• A hőstabilitás alacsony
• Zajosabb
• A vezérlés kissé összetett.

Alkalmazások

A hatalmi BJT alkalmazásai:

• Kapcsolóüzemű tápegységek ( SMPS )
• Relék
• Teljesítményerősítők
• DC - AC átalakítók
• Teljesítményszabályozó áramkörök.

GYIK

1). Különbség a tranzisztor és a teljesítménytranzisztor között?

A tranzisztor egy három vagy négy terminálos elektronikus eszköz, ahol a tranzisztor egyik kapcsainak bemeneti áramát alkalmazva megfigyelhető az áramváltozás az adott tranzisztor másik kapcsain. A tranzisztor úgy működik, mint egy kapcsoló vagy egy erősítő.

Míg a teljesítménytranzisztor úgy működik, mint egy hűtőborda, amely megvédi az áramkört a sérülésektől. Mérete nagyobb, mint egy normál tranzisztoré.

2). A tranzisztor melyik régiója teszi gyorsabbá az átkapcsolást be- vagy kikapcsolásra?

A teljesítménytranzisztor kvázi telítettség esetén gyorsabban kapcsol be-be vagy ki-be.

3). Mit jelent az N az NPN vagy a PNP tranzisztorban?

Az NPN és a PNP típusú tranzisztorokban az N a felhasznált töltéshordozók típusát jelenti, amely N típusúakban a legtöbb töltéshordozó elektron. Ennélfogva az NPN-ben két N-típusú töltőhordozó van P-típusú, PNP-ben pedig egyetlen N-típusú töltőhordozó két P-típusú töltőhordozó között.

4). Mi a tranzisztor egysége?

Az elektromos méréshez használt tranzisztor szokásos egységei: Amper (A), Volt (V), és Ohm (Ω).

5.) A tranzisztor váltakozó áramú vagy egyenáramú feszültségen működik?

A tranzisztor egy változó ellenállás, amely képes működni mind váltakozó áramú, mind pedig egyenáramú feszültségen, de nem képes átalakítani váltóáramról egyenáramra vagy egyenáramról váltakozó áramra.

A tranzisztor a digitális rendszer , felépítésük és funkcionalitásuk alapján kétféle. A nagy feszültség és áram szabályozására szolgáló tranzisztor egy teljesítmény BJT (bipoláris tranzisztor) egy tranzisztor. Feszültségáram-vezérlő eszközként is ismert, amely 4 régióban működik, a tranzisztorhoz adott tápellátás alapján cut-off, aktív, kvázi telítettség és kemény telítettség. A teljesítménytranzisztor fő előnye, hogy áramszabályozó eszközként működik.