Es ist mir egal, wie ein Transistor funktioniert, wie bringe ich einen zum Laufen?

Jede Referenz, die ich zu Transistoren finden kann, führt sofort zu einer theorielastigen Alphabetsuppe. Das obige scheint auch vorausgesetztes Wissen zum Lesen eines Datenblattes zu sein. Es ist mir egal; Ich möchte nur einen zum Laufen bringen.

Ich verstehe, dass es eine Beziehung zwischen dem Strom / der Spannung gibt, die an die Basis angelegt wird, um einen bestimmten Strom vom Kollektor zum Emitter fließen zu lassen. Welche Zahlen auf dem Datenblatt beziehen sich darauf? Wenn ich nur versuche, den Transistor im "Schalter" -Modus zu betreiben, muss ich mich wirklich darum kümmern, welchen Strom ich an die Basis anlege, oder reicht es mir, wenn ich einfach einen 1k-Widerstand zwischen meinen Logikpegelausgang und die Transistorbasis schlage?

Ist der einzige Unterschied zwischen einem NPN- und einem PNP-Transistor, in welche Richtung der Strom fließt, wenn ein Strom an die Basis angelegt wird?

Sie sagen, dass es Ihnen egal ist, wie sie funktionieren, aber Sie möchten einen verwenden. Sie können Transistoren auswendig lernen, aber mit einem grundlegenden Verständnis sind sie ziemlich einfach zu bedienen (außer Sonderfälle wie > 100 MHz Betrieb).
Sie müssen zumindest die Unterschiede zwischen BJTs und FETs herausfinden.
kurze Antworten: Beta wird normalerweise als hFE und maximale Basis- und Kollektorströme in etwa wie Ib (max) Ic (max) bezeichnet. Meistens geht es Ihnen gut: 1k lässt 1mA pro Volt darüber hinaus. Im Großen und Ganzen ja. Überprüfen Sie die langen Antworten, sie werden nützlich sein.
@ Rick_2047: Das war klug, es als Kommentar zu posten. Du kannst Kommentare nicht downvoten ;-)
Ich werde eine Kauderwelsch-Antwort posten, die ablehnen, wenn Sie möchten. Ich mag es einfach nicht, Dinge zu kopieren.
Erfahren Sie mehr über Transistoren aus einem Buch wie The Art of Electronics. Das fängt bei praktischen Schaltungen und einfachen Modellen an und geht bei Bedarf ins Detail. Die Lehrbuchmethode, Transistoren beizubringen, ist schrecklich und lässt einfache Dinge erstaunlich schwierig erscheinen.
Schlagen Sie einen neuen Titel vor von "Es ist mir egal, wie ein Transistor funktioniert, wie bringe ich einen zum Laufen?" zu "Die Transistortheorie ist mir egal, wie bekomme ich einen zum Laufen?"
@Rick_2047 Könntest du bitte den Link aktualisieren?
@Kortuk Ich habe nicht verstanden, wie ein Umwerfer an einem Fahrrad funktioniert, kein Getriebe in einem Auto, aber ich benutze beide immer noch. Wie unterscheiden sich Transistoren?
@tuskiomi - Gültiger Punkt. Ich würde jedoch denken, dass das Nichtwissen einige Teile des Automobil- und Fahrraddesigns zu einer Herausforderung machen würde.

Antworten (5)

Der Basis-Emitter-Übergang ist wie eine Diode. Wenn die Spannung darüber (Vbe) ungefähr 0,65 V überschreitet (kann so niedrig wie 0,55 V und so hoch wie 0,9 V sein, überprüfen Sie das Datenblatt für Ihren Transistor), beginnt er zu leiten.

Der Strom (nicht die Spannung!) durch den Basis-Emitter-Übergang wird durch die Verstärkung des Transistors verstärkt, was als HFE bekannt ist. Ic(Kollektorstrom) = Ib(Basisstrom) * HFE. Denken Sie daran, dass HFE für Transistoren nicht konstant ist, es variiert von Transistor zu Transistor und hängt von der Temperatur, der vorherigen Verwendung usw. ab. Verlassen Sie sich also nicht auf es für die kontrollierte Verstärkung. Für den 2N2222 sind es etwa 160, plus oder minus 30.

Durch Anlegen einer Basis-Emitter-Spannung von mehr als 0,65 V an den Transistor können Sie ihn als Schalter verwenden.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

(Es ist ein NPN-Transistor, den Sie wollen. 2N3904 oder 2N2222 reichen aus.)

Wenn Sie eine LED verwenden möchten, die nicht blau oder weiß ist, verwenden Sie einen 47-Ohm-Widerstand in Reihe damit.

Wenn Sie den Schalter drücken, leuchtet die LED auf.

Bei einem 2n2222 ist Vbe bei Sättigung von 0,8 V keine Seltenheit. Die typische Vce bei Sättigung liegt bei etwa 0,2 V. Wenn Sie also mehr als 0,25 oder so sehen, benötigen Sie mehr Basisstrom.
Deshalb habe ich in meiner Schaltung den Anschluss an + 3 V demonstriert. Keine Spannung passt für alle Transistoren. Einige Transistoren leiten bereits bei 0,55 V gut, und ich habe viele auf Bipolartransistoren basierende Schaltungen (wie Oszillatoren) gesehen, die bis zu 0,5 V gut funktionieren.
Sie sollten wahrscheinlich im zweiten Absatz erwähnen, dass der Strom durch den Kollektor eine Verstärkung des Stroms durch die Basis ist. Dh collector current = base current * HFE.
+1 für den aktuellen Kommentar in dieser Antwort. Ich habe das Gefühl, dass dies ein großer Fehler beim Erlernen der Elektronik war (und nicht nur auf Transistoren beschränkt). Aktuell kommt man nicht weiter, ohne dass sich irgendwann ein paar Elektronen bewegen.
Warte was? Sie meinen, ein Transistor im "Schaltmodus" verhält sich NICHTS WIE EIN SCHALTER? Das heißt, es ist der an die Basis angelegte Strom multipliziert mit dem Hfe, der den Strom südlich des Emitters regelt, und nicht die Last, die am Emitter hängt, und die Spannung zwischen Kollektor und Emitter?
Stellen Sie sich vor, der Basis-Emitter-Übergang ist eine Diode (das ist er, aber er ist etwas komplexer). Der Strom durch die Diode bestimmt den Strom, der in den Kollektor fließt. Der Emitterstrom ist die Summe aus Basisstrom und Kollektorstrom. In Sättigung, wofür dies verwendet wird, fungiert der Transistor als Schalter und fällt um 0,1-0,2 V ab.
ARGH! Ich habe gerade herausgefunden, was ich tue, funktioniert nicht! Anstatt den Emitter zu ERDEN und die Last (eine Reihe von LEDs) zwischen das positive Ende der Stromversorgung und den Kollektor zu legen, habe ich die Last zwischen den Emitter und das Negativ der Stromversorgung gelegt. Manchmal ist es schwer, weil man einfach nicht weiß, was man nicht weiß.
Das Platzieren der Last nach dem Emitter würde funktionieren, aber nur, wenn Sie einen Abfall von 0,7 V über den Transistor tolerieren könnten. Wenn Sie also eine LED hätten, die mit 3 V betrieben wird, wäre sie nach dem Emitter nicht gut, da die LED bei einer 3-V-Versorgung nur 2,3 V sehen würde.
Entschuldigung, ich stimme wegen der Charakterisierung eines Bipolartransistors als Stromverstärker und nicht als spannungsgesteuerte Stromquelle ab. Stromverstärker ist weder in der Praxis noch in der Theorie eine nützliche Charakterisierung. Der Basisstrom in einem Transistor ist nur ein Fehler. Die min hfe eines pn2222a variiert um den Faktor 3 zwischen I_c=0,1mA und I_c=150mA. Aber die Kleinsignaltranskonduktanz ist I_c / V_t, wobei I_c der Bias-Strom und V_t die thermische Spannung ist. Theoretisch ist die Bezeichnung eines bjt als Stromverstärker so, als würde man eine Diode als stromgesteuertes Stromgerät bezeichnen.
@ChrisGammell FETs bringen Sie ohne Gate-Strom ziemlich weit.

NPN (und PNP) impliziert BJT s. Nein, Sie müssen den Bipolartransistor nicht tiefgründig verstehen (ist natürlich von Vorteil). Kennen und verwenden Sie einfach Standardschaltungen.

Leicht verständliche Erklärungen und Berechnungen zum Ermitteln von Widerstandswerten (oder zum Überprüfen, ob der 1-kOhm-Widerstand in Ordnung ist) für den Schalter, den Sie haben, finden Sie unter „ Transistorschalter “. Auf der gleichen Seite sind auch Standard-Kleinsignalverstärkerschaltungen aufgeführt.

Alt-Text

Eine genauere Erklärung findet sich in „ Transistor als Schalter “.

Sehen Sie sich dieses coole Video über Transistoren an . Es wird Sie dazu verleiten, sich für die Buchstabensuppe zu interessieren.

Sie sollten sich wirklich mit der grundlegenden Chemie von p-Typ-Materialien, n-Typ-Materialien und Dotierung vertraut machen. Sie können dann die Potentialunterschiede visualisieren und wohin die Elektronen gehen werden, ohne sich wirklich etwas merken zu müssen. Seien Sie hier nicht faul. :)

Dann wird ein Artikel wie dieser die Lücken füllen.

Erfahren Sie mehr über die Konzepte hinter einem einfachen Transistor/einer Diode. Dann werden sich alle anderen Akronyme ohne wirklichen Aufwand Ihrerseits einfügen.

Beachten Sie, dass das von Ihnen erwähnte Video ziemlich fehlerhaft ist, da er FETs im Anreicherungs- und Verarmungsmodus mit NPN- und PNP-BJTs verwechselt. PNP-Transistoren sind normalerweise nicht "an".

Diese Antworten und Kommentare, die sagen: „Ich weiß, dass du es nicht magst, aber du musst die Buchstabensuppe lernen“, sind falsch.

Ich hatte das Glück, vor einiger Zeit auf GENAU das/die gewünschte(n) Video(s) gestoßen zu sein. Es lehrt Sie, wie Sie Transistoren verwenden, ohne die allgegenwärtige Lektion, wie sie in Silizium hergestellt werden.

Ungeachtet dessen, was andere sagen, lernen Sie BESSER, wenn Sie die ABC-Suppe weglassen, bis Sie praktische Kenntnisse haben. Ich habe Transistoren vorher nie wirklich verstanden; Mir wurde beigebracht, sie als kleine Schalter zu betrachten (was bestenfalls sehr irreführend ist). Jetzt weiß ich genug, um sie bequem einzusetzen. Hier sind die Videos:

Was ist ein Transistor? Wie funktioniert ein Transistor? Teil 1

Was ist ein Transistor? Wie funktioniert ein Transistor? Teil 2

Ich würde vorschlagen, Schritt für Schritt mit etwas Greifbarem zu beginnen. Kauen Sie auf einem Fall nach dem anderen.

Sie könnten mit dem einfachen Fall eines Schalters beginnen, und ich bin sicher, dass Sie sehr einfache Beispiele finden können, indem Sie nachsehen. Tauchen Sie nicht in ein altes Buch mit CE-Bipolarverstärker-Vorspannung mit einem halben Dutzend Widerständen, Kompensations- und h-Parametern ein, die auf der ersten Seite durchgeflogen sind, geschrieben von jemandem, der sich nicht daran erinnert, wie es war, all diese Dinge nicht zuerst zu wissen. :)

Wenn Sie sich umsehen, sollte es einfach sein, einige Tutorials mit BJT , JFET , MOSFET ... zu finden. Vielleicht überspringen Sie auch zuerst P- und Verarmungsgeräte. Meistens sieht P (PNP) wie ein Spiegelbild aus, sobald Sie eine Vorstellung davon haben, wie der N-Teil funktioniert, sollte es einfach sein, sich auf den P-Teil zu beziehen. Auf diese Weise werden Sie nicht so oft von negativen Spannungen und Strömen und verkehrt herum gezeichneten Schaltkreisen verwirrt (sie tun das wirklich alles).

Dann müssen Sie sich wirklich die Datenblattparameter ansehen, z. B. wie viel Strom und Spannung sicher aufgenommen werden können, wie hoch das Verhältnis von Basisstrom (Gate-Spannung) ist, das für einen bestimmten Kollektorstrom benötigt / genommen wird, Gesamtverlustleistung (Spannungsverlust * Strom). usw.

Wenn Sie mit den Schaltern fertig sind, möchten Sie möglicherweise nur teilweise ein- / ausschalten (Verstärker, Stromregelung). Alle drei Typen verhalten sich etwas anders. Dann sehen Sie vielleicht verschiedene typische Schaltungen: Regler, Stromquellen und -spiegel, Timer, Logikgatter, B- und AB-Leistungsverstärker.

Ein bisschen Theorie (Multiplikation, Ohmsches Gesetz, Diode ...) ist notwendig, mehr hilft Ihnen zu verstehen, was vor sich geht, und Dinge vorherzusagen. Aber Sie sollten in der Lage sein, zuerst mit Baseballwerten einzusteigen. Verwenden Sie einige billige Teile (mit dem Datenblatt, zumindest für die Pinbelegung und den Typ) und vielleicht einen Simulator, um Dinge auszuprobieren.

Die MOSFET-Verbindung ist tot.
Danke. Ich habe ihn durch einen anderen Artikel ersetzt. Weniger nackte Knochen, aber dieselben Informationen und mehr.
Es ist mir egal, wie ein Transistor funktioniert, wie bringe ich einen zum Laufen?
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