Co je výkonový tranzistor a jak funguje?


Nejlepší odpověď

Výkonový tranzistor je tranzistor, který je dimenzován na vyšší napětí a proud než tranzistory s „nízkým výkonem“ . Bipolární výkonové tranzistory mají obvykle nižší proudový zisk než tranzistory s nízkým výkonem, takže budou potřebovat budicí obvod.

Nemám definitivní měřítko pro definování výkonového tranzistoru, ale jde spíše o to, jak to je použitý v obvodu. Jakýkoli tranzistor, který dokáže zpracovat proudy vyšší než přibližně 1 A, lze v některých případech použít jako výkonový tranzistor. Některé výkonové tranzistory však zvládnou mnohem větší proudy.

MOSFETy (všimněte si T je pro tranzistor) jsou však mimořádná zařízení. Mohou přepínat stovky ampér při velmi vysokém napětí s velmi malými ztrátami nebo je můžete zabalit miliardy do malé matrice a vytvořit velmi výkonné velmi výkonné mikroprocesory, které fungují na miliardách chytrých telefonů. FET používají k modulaci odporu napětí. Mohou být použity při zesílení signálu nebo při přepínání výkonu.

Výkonové MOSFETy se nejčastěji používají při přepínání a zejména u spínaných napájecích zdrojů, protože tyto typy obvodů jsou velmi účinné. Zatímco MOSFETy může mít velmi nízký odpor, náklady na přepínání souvisí s taháním a tlačením náboje do brány. Čím vyšší je výkon tranzistoru, tím vyšší je kapacita hradla, a proto je zapotřebí více práce pro přepnutí tranzistoru.

Obecně však výkonové tranzistory pracují se stejnými principy jako jejich protějšky bez napájení, konstrukce problémy však spočívají v tom, jak řídit výkonové tranzistory, protože energetická zařízení potřebují více energie k jejich modulaci, a proto generují více tepla, které je také třeba spravovat.

Odpověď

Tranzistor je opravdu jednoduché – a opravdu složité. Začněme jednoduchou částí. Tranzistor je miniaturní elektronická součástka, která umí provádět dvě různé úlohy. Může pracovat buď jako zesilovač nebo jako přepínač:

  • Když pracuje jako zesilovač, odebírá na jednom konci malý elektrický proud (vstupní proud) a produkuje mnohem větší elektrický proud (výstupní proud) na druhé straně. Jinými slovy, je to druh zesilovače proudu. To se opravdu hodí například v sluchadlech , jedné z prvních věcí, pro které lidé používali tranzistory. Naslouchátko má malý mikrofon , který snímá zvuky z okolního světa a promění je v kolísavé elektrické proudy. Ty jsou napájeny do tranzistoru, který je zesiluje a napájí malý reproduktor , takže slyšíte mnohem hlasitější verzi zvuků kolem vás. William Shockley, jeden z vynálezců tranzistoru, jednou vtipně vysvětlil studentovi tranzistorové zesilovače: „Pokud vezmete balík sena a uvázáte jej na ocas mezka a poté udeříte zápalkou a nastavíte balík sena v ohni, a pokud porovnáte energii vynaloženou krátce poté na mezku s energií vynaloženou sami při úderu zápasu, pochopíte koncept zesílení. “
  • Tranzistory mohou fungují také jako přepínače. Malý elektrický proud protékající jednou částí tranzistoru může vytvořit mnohem větší proud protékající druhou částí. Jinými slovy, malý proud zapíná větší. Takto v podstatě fungují všechny počítačové čipy. Například čip paměti obsahuje stovky milionů nebo dokonce miliardy tranzistorů, z nichž každý lze jednotlivě zapnout nebo vypnout. Protože každý tranzistor může být ve dvou odlišných stavech, může ukládat dvě různá čísla, nulu a jedno. S miliardami tranzistorů může čip uložit miliardy nul a jednotek a téměř tolik běžných čísel a písmen (nebo znaků, jak jim říkáme). Více o tom za okamžik.

Na strojích ve starém stylu bylo skvělé, že je můžete rozebrat a zjistit, jak fungují. Nikdy nebylo příliš těžké, s trochou tlačení a šťouchání, zjistit, který bit udělal, co a jak jedna věc vedla k druhé. Ale elektronika je úplně jiná. Jde o to používat elektrony k řízení elektřiny. Elektron je nepatrná částice uvnitř atomu . Je tak malý, že váží necelých 0,0000000000000000000000000001 kg! Nejpokročilejší tranzistory pracují ovládáním pohybů jednotlivých elektronů, takže si dokážete představit, jak malé jsou. V moderním počítačovém čipu o velikosti nehtu na nehtu pravděpodobně najdete 500 až 2 miliardy samostatných tranzistorů. Neexistuje žádná šance rozebrat tranzistor a zjistit, jak funguje, takže mu musíme rozumět místo toho teorie a představivost.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *