Mitsubishi: техническое обслуживание автомобилей — часть 140

ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ

1-10-5

Транзистор

Транзистор (сокращенно Т) представляет собой устройство,
образованное комбинацией полупроводников.
Существуют два типа проводимости транзисторов - PNP и NPN.

Транзистор имеет три вывода, каждый из которых носит
собственное наименование. Как показано на рисунке, вывод, или
контакт со стрелкой, называется эмиттером (сокращенно Э),
другой, соединённый с Т-образным изображением на схеме,
называется базой (сокращенно Б), а третий называется
коллектором (сокращенно К). Эти обозначения используются для
транзисторов обоих типов, PNP и NPN.

Токи, протекающие по упомянутым электродам называются
соответственно током эмиттера (I

э

), током базы (I

б

) и током

коллектора (I

к

). Направление протекания токов указано стрелкой на

эмиттере.
Ток эмиттера равен сумме тока базы и тока коллектора:

I

э

=I

б

+I

к

Следовательно, ток базы равен:

I

б

=I

э

-I

к

Рис.1-17Т

Рис.1-18Т

Рис.1-19Т

7

ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ

Наиболее часто используются два свойства транзистора. Одно
из них заключается в усилении тока, а второе - в действии
транзистора в качестве электронного ключа. Оба эти свойства
описаны ниже.

Усиление тока транзистором

При подаче электрического сигнала на входной вывод
транзистора на его выходном выводе появляется усиленный
сигнал. Это свойство транзистора называется усилением.
Как показано на рисунке, входной сигнал подаётся на базу
транзистора, а выходной сигнал снимается с коллектора.
Изменение тока базы I

б

усиливается и проявляется в виде

соответствующего увеличения значения тока коллектора I

к

.

Отношение тока коллектора I

к

к току базы I

б

называется

коэффициентом усиления по постоянному току и обозначается
греческой буквой

β (бета).

Коэффициент усиления по току

β = I

к

/I

б

= I

к

/(I

э

-I

к

).

Рис.1-20Т

Электронный ключ

Вследствие конструктивных особенностей, транзистор не
пропускает токи эмиттера I

э

и коллектора I

к

, пока отсутствует ток

базы I

б

.

Это означает, что при прерывании и возобновлении тока базы,
токи эмиттера и коллектора будут также прерываться или
протекать. Это функция транзистора позволяет называть его
электронным ключом. Рассмотрим её в сравнении с функцией
обычного электромагнитного реле.

Рассмотрим реле с выключателем, расположенным в цепи его
обмотки. При замыкании контактов выключателя ток протекает
по обмотке электромагнита реле, вследствие чего его контакты
замыкаются. В результате лампа, включенная в цепь контактов
реле, светится.
Транзистор выполняет точно такую же функцию, как и реле.

Рис.1-2Т

Рис.1-22Т

8

ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ

При замыкании контактов выключателя, расположенного в цепи
базы, с эмиттера протекает ток базы I

б

, и этот ток вызывает

появление тока коллектора I

к

. В результате лампа начинает

светиться. Когда протекающий ток базы I

б

обеспечивает

протекание тока коллектора I

к

, говорят, что транзистор “открыт”.

Функции реле и транзистора одинаковы, поскольку они могут
управлять большим током с помощью малого тока. Транзистор
отличается от реле отсутствием контактов.

Рис.1-23Т

9

ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ

• Включение (открытие) транзистора
На помещённой справа схеме приводится пример использования
NPN-транзистора. Рассмотрим условия, при которых в случае
замыкания контактов выключателя лампа загорается.
Какое значение потенциала будет в точке А при разомкнутых
контактах выключателя? Поскольку резисторы R

1

и R

2

образуют

делитель напряжения, потенциал в точке А определяется
величинами сопротивлений этих резисторов. По мере уменьшения
R

2

по отношению к R

1

, потенциал в этой точке также уменьшается.

Рис.1-24Т

Рис.1-25Т

При замыкании контактов выключателя потенциал точки А
подключается к базе транзистора. Как показано на схеме, эмиттер
подключен непосредственно к минусу источника питания и поэтому
его потенциал равен нулю. Ток протекает от точки с большим
потенциалом к точке с меньшим потенциалом. Поэтому ток (ток
базы) течёт от базы к эмиттеру и это приводит к открытию
транзистора. При этом протекает ток коллектора и лампа светится.
Что будет происходить, если сопротивление резистора R

2

постепенно уменьшать до нуля?
Потенциал в точке А станет нулевым, такой же нулевой потенциал
будет и на базе транзистора. Так как потенциал эмиттера также
равен нулю, исчезнет разность потенциалов между базой и
эмиттером, и ток между ними течь не будет. Так как транзистор не
может быть открыт без наличия тока базы, лампа светиться не
будет. Это означает, что NPN-транзистор не может быть открыт
при потенциале базы меньшим, чем потенциал эмиттера.

Рассмотрим, какие условия необходимы для открытия PNP
транзистора.
Как показано на рисунке, применительно к транзистору типа PNP
ток базы течёт от эмиттера к базе. Поэтому он не откроется, пока
потенциал эмиттера не станет большим, чем потенциал базы.
В этом случае, потенциал базы увеличивается по мере
уменьшения сопротивления резистора R

1

относительно резистора

R

2

.

Рис.1-26Т

10