Een transistor is een halfgeleiderapparaat dat in 1947 in Bell Lab werd uitgevonden door William Shockley, John Bardeen en Walter Houser Brattain. Het is een basisbouwsteen van alle digitale componenten. De allereerste uitgevonden transistor was een punt contact transistor De belangrijkste functie van een transistor is om de zwakke signalen te versterken en dienovereenkomstig te regelen. Een transistor bestaat uit halfgeleidermaterialen zoals silicium of germanium of gallium-arsenide. Er zijn twee soorten ingedeeld op basis van hun structuur, BJT- bipolaire junctie-transistor (transistors zoals Junction-transistor, NPN-transistor, PNP-transistor) en FET-veldeffecttransistor (transistors zoals junctiefunctie-transistor en metaaloxidetransistor, N-kanaal MOSFET , P-kanaal MOSFET), en hun functionaliteit (zoals klein-signaaltransistor, kleine schakeltransistor, vermogenstransistor, hoogfrequente transistor, fototransistor, unijunction-transistors). Het bestaat uit drie hoofdonderdelen Emitter (E), Base (B) en Collector (C), of een Source (S), drain (D) en gate (G).

Wat is een vermogenstransistor?

Het apparaat met drie aansluitingen dat specifiek is ontworpen om hoge stroomspanningen te regelen en een groot aantal vermogensniveaus in een apparaat of circuit kan verwerken, is een vermogenstransistor. De classificatie van machtstransistor omvatten de volgende.

Bipolaire junctie-transistor (BJT's)
Metaaloxide halfgeleider veldeffecttransistor (MOSFET's)
Statische inductietransistor (SIT's)
Bipolaire transistor met geïsoleerde poort (IGBT's).

Bipolaire junctie-transistor

Een BJT is een bipolaire junctie-transistor die er twee kan verwerken polariteiten (gaten en elektronen), het kan worden gebruikt als schakelaar of als versterker en ook wel bekend als een stroomregelingsapparaat. De volgende zijn de kenmerken van een Vermogen BJT , zij zijn

Het heeft een grotere afmeting, zodat er maximale stroom doorheen kan stromen
De doorslagspanning is hoog
Het heeft een hogere stroomcapaciteit en een hoog vermogen
Het heeft een hogere spanningsval in de toestand
Krachtige toepassing.

MOS-metaal-oxide-halfgeleider-veldeffect-transistor- (MOSFET's) -FET's

MOSFET is een subclassificatie van een FET-transistor.Het is een apparaat met drie aansluitingen dat source-, basis- en afvoeraansluitingen bevat. MOSFET-functionaliteit is afhankelijk van de breedte van het kanaal. Dat wil zeggen dat als de kanaalbreedte breed is, het efficiënt werkt. De volgende zijn de kenmerken van een MOSFET,

Het is ook bekend als een spanningsregelaar
Er is geen ingangsstroom nodig
Een hoge ingangsimpedantie.

Statische inductietransistor

Het is een apparaat dat drie terminals heeft, met hoog vermogen en frequentie die verticaal is georiënteerd. Het belangrijkste voordeel van de statische inductietransistor is dat deze een hogere spanningsdoorslag heeft in vergelijking met een FET-veldeffecttransistor. De volgende zijn de kenmerken van statische inductietransistor,

statische-inductie-transistor

De lengte van het kanaal is kort
Ruis is minder
Het in- en uitschakelen is een paar seconden
De eindweerstand is laag.

Bipolaire transistor met geïsoleerde poort (IGBT's)

Zoals de naam al doet vermoeden, is een IGBT een combinatie van FET- en BJT-transistor waarvan de functie is gebaseerd op de poort, waar de transistor kan worden in- of uitgeschakeld, afhankelijk van de poort. Ze worden vaak toegepast in vermogenselektronica-apparaten zoals omvormers, converters en voedingen. Hieronder volgen de kenmerken van bipolaire transistor met geïsoleerde poort (IGBT's),

geïsoleerde-poort-bipolaire-transistor- (IGBT's)

Aan de ingang van het circuit zijn de verliezen minder
hogere vermogenswinst.

Structuur van Power Transistor

De Power Transistor BJT is een verticaal georiënteerd apparaat met een groot dwarsdoorsnedegebied met afwisselende P- en N-type lagen die met elkaar zijn verbonden. Het kan worden ontworpen met P-N-P of een N-P-N transistor.

pnp-en-npn-transistor

De volgende constructie toont een P-N-P-type, dat bestaat uit drie terminals, zender, basis en collector. Waar de emitterterminal is verbonden met een hooggedoteerde n-type laag, waaronder een matig gedoteerde p-laag van 1016 cm-3 concentratie aanwezig is, en een licht gedoteerde n-laag van 1014 cm-3 concentratie, die ook wordt genoemd als collector-driftgebied, waar het collector-driftgebied de doorbraakspanning van het apparaat bepaalt en aan de onderkant een n + -laag heeft die een sterk gedoteerde n-type laag is met een concentratie van 1019 cm-3, waar de collector wordt weggeëtst gebruikersomgeving.

NPN-power-transistor-constructie

Werking van Power Transistor

Power Transistor BJT werkt in vier operationele regio's

Afgesneden regio
Actieve regio
Quasi verzadigingsgebied
Harde verzadigingsregio.

Van een vermogenstransistor wordt gezegd dat deze zich in een uitschakelmodus bevindt als de n-p-n-vermogenstransistor omgekeerd is aangesloten vooroordeel waar

geval (i): De basisaansluiting van de transistor is verbonden met de negatieve en de emitteraansluitingen van de transistor met de positieve, en

gevallen): De collector-aansluiting van de transistor is verbonden met de negatieve en de basis-aansluiting van de transistor is verbonden met de positieve, dat wil zeggen basis-emitter en collector-emitter is in tegengestelde richting.

cutoff-regio-van-vermogen-transistor

Daarom zal er geen uitgangsstroom naar de basis van de transistor waar IBE = 0 is, en ook zal er geen uitgangsstroom door de collector naar de emitter vloeien, aangezien IC = IB = 0, wat aangeeft dat de transistor in de uit-toestand is, dat is een afgesneden regio. Maar een klein deel van de lekstroomstromen werpt de transistor van collector naar emitter, d.w.z. ICEO.

Er wordt gezegd dat een transistor alleen inactieve toestand is wanneer het basis-emittergebied voorwaartse voorspanning is en het collector-basisgebied omgekeerde voorspanning. Daarom zal er een stroom van stroom IB zijn in de basis van de transistor en stroom van stroom IC door de collector naar de emitter van de transistor. Wanneer IB toeneemt, stijgt IC ook.

actieve-regio-van-vermogen-transistor

Er wordt gezegd dat een transistor zich in de quasi-verzadigingsfase bevindt als basis-emitter en collector-basis zijn verbonden in doorstuurvoorspanning. Er wordt gezegd dat een transistor in een harde verzadiging is als basis-emitter en collector-basis zijn verbonden in doorstuurvoorspanning.

verzadiging-regio-van-vermogen-transistor

V-I-uitgangskenmerken van een vermogenstransistor

De uitvoerkarakteristieken kunnen grafisch worden gekalibreerd zoals hieronder weergegeven, waarbij de x-as VCE vertegenwoordigt en de y-as IC.

output-kenmerken

De onderstaande grafiek geeft verschillende gebieden weer, zoals het afsnijgebied, het actieve gebied, het harde verzadigingsgebied en het quasi-verzadigingsgebied.
Voor verschillende waarden van VBE zijn er verschillende stroomwaarden IB0, IB1, IB2, IB3, IB4, IB5, IB6.
Als er geen stroom is, betekent dit dat de transistor is uitgeschakeld. Maar weinig stroomstromen die ICEO zijn.
Voor verhoogde waarde van IB = 0, 1,2, 3, 4, 5. Waarbij IB0 de minimumwaarde is en IB6 de maximumwaarde. Wanneer VCE toeneemt, stijgt ICE ook iets. Waar IC = ßIB, vandaar dat het apparaat bekend staat als een stroombesturingsapparaat. Wat betekent dat het apparaat zich in de actieve regio bevindt, die gedurende een bepaalde periode bestaat.
Zodra het IC het maximum heeft bereikt, schakelt de transistor over naar het verzadigingsgebied.
Waar het twee verzadigingsgebieden heeft, een quasi-verzadigingsgebied en een hard verzadigingsgebied.
Er wordt gezegd dat een transistor zich in een quasi-verzadigingsgebied bevindt als en alleen als de schakelsnelheid van aan naar uit of uit naar aan hoog is. Dit type verzadiging wordt waargenomen in de middenfrequente toepassing.
Terwijl in een hard verzadigingsgebied de transistor een bepaalde hoeveelheid tijd nodig heeft om van aan of uit naar aan te schakelen. Dit type verzadiging wordt waargenomen in de laagfrequente toepassingen.

Voordelen

De voordelen van power BJT zijn,

Spanningsversterking is hoog
De dichtheid van de stroom is hoog
De voorwaartse spanning is laag
De winst aan bandbreedte is groot.

Nadelen

De nadelen van power BJT zijn,

De thermische stabiliteit is laag
Het is luidruchtiger
Controleren is een beetje ingewikkeld.

Toepassingen

De toepassingen van power BJT zijn,

Schakelende voedingen ( SMPS
Relais
Eindversterkers
DC naar AC converters
Stroomregelcircuits.

Veelgestelde vragen

1). Verschil tussen transistor en vermogenstransistor?

Een transistor is een elektronisch apparaat met drie of vier aansluitingen, waarbij men bij het aanleggen van een ingangsstroom aan een paar aansluitingen van de transistor een stroomverandering kan waarnemen in een andere aansluiting van die transistor. Een transistor werkt als een schakelaar of een versterker.

Terwijl een vermogenstransistor werkt als een koellichaam, dat het circuit beschermt tegen beschadiging. Het is groter van formaat dan een normale transistor.

2). Welk deel van de transistor zorgt ervoor dat hij sneller schakelt van aan naar uit of uit naar aan?

De vermogenstransistor schakelt in quasi-verzadiging sneller van aan naar uit of uit naar aan.

3). Wat betekent N in NPN- of PNP-transistor?

N in NPN- en PNP-type transistor vertegenwoordigt het type gebruikte ladingsdragers, die in een N-type de meeste ladingsdragers elektronen zijn. Daarom zijn in NPN twee N-type ladingsdragers ingeklemd met een P-type, en in PNP wordt een enkele N-type ladingsdrager ingeklemd tussen twee P-type ladingsdragers.

4). Wat is de eenheid van de transistor?

De standaardeenheden van een transistor voor elektrische metingen zijn respectievelijk Ampere (A), Volt (V) en Ohm (Ω).

5). Werkt de transistor op AC of DC?

Een transistor is een variabele weerstand die zowel op AC als DC kan werken, maar niet kan converteren van AC naar DC of DC naar AC.

De transistor een basiscomponent van a digitaal systeem , ze zijn van twee soorten op basis van hun structuur en op basis van hun functionaliteit. De transistor die wordt gebruikt voor het regelen van grote spanning en stroom is een vermogen BJT (bipolaire transistor) is een vermogenstransistor. Het is ook bekend als een spanningsstroomregelapparaat dat werkt in 4 gebieden: afsnijden, actief, quasi-verzadiging en harde verzadiging op basis van de voeding die aan de transistor wordt gegeven. Het belangrijkste voordeel van een vermogenstransistor is dat deze fungeert als een stroomregelingsapparaat.