Транзистор як вимикач

Оскільки струм колектора транзистора прямо пропорційний току бази, транзистор може використовуватися як керований струмом вимикач. Щодо малий потік електронів на базі транзистора може керувати набагато більшим струмом колектора.

Припустимо, що у нас є лампа, яку ми хочемо включати і вимикати за допомогою вимикача. Схема такого пристрій надзвичайно проста:

Транзистор як вимикач

В ілюстративних цілях замінимо вимикач транзистором, щоб показати, як він може керувати подається на лампу струмом. Майте на увазі, що керований струм повинен проходити між колектором і емітером. Оскільки ми хочемо керувати струмом, що подається на лампу, то ми повинні встановити колектор і транзистор нашого транзистора в ту точку, де знаходяться два контакти вимикача. Ми також повинні встановити транзистор таким чином, щоб струм лампи протікав у напрямку протилежному стрілці-символу емітера, завдяки чому ми матимемо коректний тип зміщення.

Транзистор як вимикач

Для даного прикладу був обраний NPN транзистор. У нашій схемі можна використовувати і транзистор типу PNP, і тоді схема буде мати такий вигляд:

Транзистор як вимикач

Вибір типу транзистора є абсолютно довільним. Головним тут є вірне напрямку руху струму, що необхідно для створення коректного зміщення (електрони рухаються проти стрілки на схемі).

Повернемося до першого варіанту, в якому ми використовуємо транзистор типу n-p-n. Для отримання струму бази нам необхідно додати деякі елементи. Якщо висновок бази не буде підключений, то струм бази буде дорівнює нулю, і отже не зможе відкритися, а значить і лампа буде постійно відключена. Пам'ятайте, що в разі транзистора типу n-p-n, електрони повинні рухатися від емітера до бази (проти стрілки емітера на схемі, як і струм лампи). Можливо найпростішим способом є підключення вимикача між висновками бази і колектора транзистора:

Транзистор як вимикач

У випадку вимкнення розімкнути, висновок бази буде «плаваючим» (тобто він ні до чого не підключений) і струм на ньому буде відсутня. Такий стан транзистора називається режимом відсічення. При замиканні контактів вимикача електрони починають свій рух з емітера на базу транзистора, і через вимикач на ліву сторону ланцюга лампи, і назад на позитивний висновок батареї. Струм бази дозволяє набагато більшого току протікати з емітера на колектор, що створює можливість включення лампи. Такий стан максимального струму в ланцюзі називається режимом насичення транзистора.

Транзистор як вимикач

Звичайно ж використовувати транзистор подібним чином не має ніякого сенсу. Тим більше, що в нашій схемі все ще присутній вимикач. Якщо для управління лампою ми використовуємо вимикач - хоча і опосередковано - то навіщо нам потрібен транзистор? Чому б нам не зібрати первинну схему і не використовувати вимикач за прямим призначенням?

Настав саме час зробити кілька зауважень. По-перше, при використанні вимикача для включення транзистора контакти вимикача повинні витримувати лише незначний струм бази, а решті подається на лампу струм проходить через транзистор. Це може бути важливо, якщо номінальний струм вимикача досить низький: невеликий вимикач може бути використаний для управління значно більшим струмом. Але можливо більш важливим є той факт, що токоуправляющіе властивості транзистора дозволяють нам використовувати для включення і виключення лампи зовсім інші пристрої. Подивіться на наступну схему, в якій для управління транзистором використовується сонячний фотогальванічний елемент.

Транзистор як вимикач

Для забезпечення необхідного струму бази ми могли б використовувати термопару (плюс, зрозуміло, джерело тепла).

Транзистор як вимикач

Для включення транзистора можна використовувати навіть мікрофон з достатніми напругою і струмом на виході, за умови що струм буде випрямлений, завдяки чому p-n перехід емітер-база завжди буде прямосмещённим.

Транзистор як вимикач

Транзистори можуть використовуватися в якості перемикаючих елементів схеми, керуючи постійним струмом навантаження. Керований струм проходить з емітера на колектор, в той час як керуючий струм тече з емітера на базу.

Коли струм транзистора дорівнює нулю, то він знаходиться в так званому режимі відсічення (обидва переходу приладу зміщені у зворотному напрямку).

Коли струм транзистора максимальний, то він знаходиться в так званому режимі насичення (обидва переходу зміщені в прямому напрямку).

Схожі статті