Hoe werkt een transistor?

Hoe werkt een transistor transistor

Transistor

Servers » TechTalk » Electronica » Werking transistor

Het De bedoeling van deze pagina is om je in enkele woorden uit te leggen hoe diodes en transistoren werken, zonder ingewikkelde formules, enz.

Op deze volgende pagina's zal je alles leren over transistoren, maar we moeten systematisch te werk gaan.

Ontstaan van de eerste transistoren (en diodes)

De eerste halfgeleiderdiodes werden gebruikt om het signaal van de radar te detecteren, want er bestonden geen radiobuizen die zo hoog in krekwentie konden gaan.

Op deze pagina leggen we ook uit hoe de eerste transistoren gebouwd werden: eerst als puntcontact transistor, later als lagentransistor.

De diode

Hoe komt het dat een diode de stroom enkel in één richting doorlaat? Er is ook een gedeelte waar men de verschillende types diodes bespreekt.

De schottky diode is een speciale diode die onder ander gebruikt wordt in schakelende voedingen (zeer lage spanningen), maar de diode wordt ook nog in andere gebieden gebruikt. De PIN diode wordt gebruikt als schakelaar bij hoogfrekwente toepassingen (radar).

De transistor en thyristor

Hier leggen we de werking van een transistor uit. In feite bestaat een transistor uit twee diodes die aan elkaar gekoppeld ziin, maar er is geen transistorwerking als je zomaar twee diodes zou gebruiken.

De thyristor is in feite een combinatie van twee transistoren.

De J-FET en MOSFET

Deze transistoren worden met een spanning gestuurd in plaats van met een stroom, en beide types kunnen niet uitgewisseld worden in een schakeling.

De J-FET (Junction Field Effect Transistor) bestaat uit een staafje halfgeleidermateriaal waarvan de geleiding ingesteld wordt door een spanning. De stuurelectrode (gate) vormt een diode waarvan men de depletiezone breder of smaller kan maken. Daardoor wordt het geleidend kanaal in de halfgeleider meer of minder breed.

Een MOSFET (Metal Oxide Semiconductor - Field Effect Transistor) heeft een geïsoleerde gate. De spanning op de gate heeft nog altijd effekt op het geleidend kanaal, maar er kan geen stroom meer door de gate lopen.

Bij al deze componenten heeft men het over "junkties". Dit zijn de overgangen tussen twee verschillende halfgeleiders. Een diode heeft bijvoorbeeld één junktie, een transistor heeft er twee, waardoor een normale transistor ook soms BJT genoemd wordt (Bipolar Junction Transistor). Een J-FET heeft één junktie, waarbij de gate en diode vormt met het hoofdkanaal). Een MOSFET heeft geen junkties, er is één staafje halfgeleider en de gate is geïsoleerd met een dun laagje metaal oxide.

UJT Uni Junction Transistor

En we hebben nog een speciale halfgeleider, namelijk de UJT of unijunction transistor. Dergelijke transistoren werden vroeger gebruikt als oscillatoren in televisies (horizontale en verticale afbuiging) omdat er een oscillator kon gemaakt worden met één enkele halfgeleider. Later, als de transistoren goedkoper werden, werd er overgeschakeld op normale bipolaire transistoren die gemakkelijker gestuurd konden worden.

De gebruiksmogelijkheden van unijunktie transistoren waren beperkt (bepaalde types oscillatoren), waardoor de produktie altijd beperkt bleef. Toen UJT's vervangen werden door transistoren was er geen reden meer om verder ujt's te produceren. Enkele types worden nog gemaakt.

Astabiele multivibrator

Een van de schakelingen die je als electronicus waarschijnlijk hebt moeten bouwen is een astabiele multivibrator. De schakeling bestaat uit twee transistoren, dat is het gedeelte zonder de cyan transistoren.

Zonder condensatoren gaan beide transistoren in lineaire geleiding (geen saturatie) en de schakeling is statisch. Door de twee condensatoren wordt een imbalans tussen de twee transistoren versterkt, waardoor uiteindelijk één transistor volledig uit geleiding gaat, terwijl de andere in saturatie gaat.

Maar de condensator van de transistor uit geleiding wordt lagzaam opgeladen, waardoor die transistor uiteindelijk opnieuw gaat geleiden. De stanning wordt naar de andere transistor overgebracht, waardoor die uit geleiding gaat. Men heeft dus twee niet-stabiele toestanden en de schakeling klap voortdurend van de ene toestand over naar de andere.

We willen een klipperlicht maken met twee fietslampen van 6V 0.45A (voorlicht). De schakeling kan met twee transistoren gerealiseerd worden, maar omdat de basisstroom hoog moet zijn, moeten de condensatoren een zeer hoge waarde hebben om een frekwentie van 2Hz te halen.

Een tweede nadeel is dat als één lamp defekt gaat, de schakeling niet meer oscilleert omdat de transistor geen belasting meer heeft om de condensatorspanning te doen veranderen. De transistor met de nog werkende lamp gaat in lineaire geleiding, waardoor er een sterke warmteontwikkeling in de transistor is (ongeveer 1W), dit is meer dan de limiet en de transistor gaat snel defekt.

Door twee extra transistoren te gebruiken wordt de stroom van de oscillator versterkt (cyan gedeelte). Als een stuurtransistor in geleiding is, dan is zijn bijhorende vermogenstransistor ook in geleiding. Bij defekt van een lamp blijft de oscillator verder werken en de overgebleven lamp blijft knipperen.

Publicités - Reklame