Hej!
Jag har läst o läst men förstår mig aldrig riktigt på transistorn. Vet att den används för att bryta strömmar eller förstärka strömmar/spänningar, men förstår inte innebörden av detta. Läst att transistorn arbetar i olika områden: strypt område, aktivt område och bottnat område. Aktivt är det som gäller vid spänningsförstärkning. Aktivt område är alltså när spänningen mellan emittern och basen är mellan 0,5-1,0V! Fattar ingenting... med andra ord måste man alltid mata emittern och basen med denna spänning, för o ens kunna få en högre spänning mellan kollektor och emitter? Är jag helt ute och cyklar?
Hur fungerar transistorn egentligen?
Re: Hur fungerar transistorn egentligen?
Jag får börja med att hälsa dig välkommen till forumet.
Transistorn är strömstyrd. En liten ström på basen genererar en högre ström i kollektorn. Förstärkningen på en småsignaltransistor är i runda slängar 250ggr. Så med en ström på basen på 0.1mA får man en ström på kollektorn på ca 25mA.
Dock har transistorn en tröskelspänning mellan bas-emitter på ca 0.6V för att över huvudtaget börja leda någon ström alls (som en diod).
Som sagt, tänk strömförstäkare. En eventuell spänning som utvecklas över transistorn är beroende på resistanserna i kretsen. Kör du 25mA i kollektorn och har ett kollektormotstånd på 100ohm får du 2.5V över motståndet. Spänningen över transistorn är då matningen - 2.5V.
Transistorn är strömstyrd. En liten ström på basen genererar en högre ström i kollektorn. Förstärkningen på en småsignaltransistor är i runda slängar 250ggr. Så med en ström på basen på 0.1mA får man en ström på kollektorn på ca 25mA.
Dock har transistorn en tröskelspänning mellan bas-emitter på ca 0.6V för att över huvudtaget börja leda någon ström alls (som en diod).
Som sagt, tänk strömförstäkare. En eventuell spänning som utvecklas över transistorn är beroende på resistanserna i kretsen. Kör du 25mA i kollektorn och har ett kollektormotstånd på 100ohm får du 2.5V över motståndet. Spänningen över transistorn är då matningen - 2.5V.
Re: Hur fungerar transistorn egentligen?
Jepp, en lång cykeltur också!
En transistor kan man styra till att vara mer eller mindre till mellan emitter och kollektor. Hur mycket den ska vara på (eg. släppa igenom ström) beror på bas-STRÖMMEN (kallas Ib) som i sin tur ger upphov till en viss spänning mellan emitter och bas.
Ingen Ib = transistor av = ingen ström igenom emitter/kollektor. Oftast har man då "hög" spänning över transistorn.
Liten Ib = transistor "lagom" på = det KAN flöda en ström genom emitter-kollektor och den maximala ström bestäms av transistorns strömförstärkning (beta) * basströmmen.
"Stor" Ib = transistorn "bottnad" (eg. "mättad") = så mycket på den kan bli. Detta tillstånd uppträder när Ib är runt 10gg större än den behöver vara för den givna ström i emitter/kollektor.
Detta gäller då en bipolär transistor (NPN eller PNP).
En transistor kan man styra till att vara mer eller mindre till mellan emitter och kollektor. Hur mycket den ska vara på (eg. släppa igenom ström) beror på bas-STRÖMMEN (kallas Ib) som i sin tur ger upphov till en viss spänning mellan emitter och bas.
Ingen Ib = transistor av = ingen ström igenom emitter/kollektor. Oftast har man då "hög" spänning över transistorn.
Liten Ib = transistor "lagom" på = det KAN flöda en ström genom emitter-kollektor och den maximala ström bestäms av transistorns strömförstärkning (beta) * basströmmen.
"Stor" Ib = transistorn "bottnad" (eg. "mättad") = så mycket på den kan bli. Detta tillstånd uppträder när Ib är runt 10gg större än den behöver vara för den givna ström i emitter/kollektor.
Detta gäller då en bipolär transistor (NPN eller PNP).
Re: Hur fungerar transistorn egentligen?
Vet inte om någon ännu kunnat förklara hur transistorn fungerar rent fysiskt.
Det finns tjocka böcker med massa avancerad fysik men det är luriga saker att förklara
även för de insatta om jag förstått det rätt.
Det finns tjocka böcker med massa avancerad fysik men det är luriga saker att förklara
även för de insatta om jag förstått det rätt.
Re: Hur fungerar transistorn egentligen?
Deta är ett sånt fall då jag rekommenderar en bok i grundläggande elektronik.
Oftast illustrerar man ju transistorns funktion med hjälp av vattenflöden (transistorn illustrerar med nån form av kran eller dammlucka), jag tänker fortfarande så om jag ska tänka mej dess funktion, antagligen efterssom att boken jag lärde mej i för 25 år sen förklarade på det sättet, med pedagogiska bilder
..Att förstå den rent fysiskt överlämnar jag med varm hand till forskare på halvledarområdet.
Kan fortfarande se bilderna framför mej där man ritade upp scheman med vattenflöden, transistorer, kondensatorer, motstånd osv
Oftast illustrerar man ju transistorns funktion med hjälp av vattenflöden (transistorn illustrerar med nån form av kran eller dammlucka), jag tänker fortfarande så om jag ska tänka mej dess funktion, antagligen efterssom att boken jag lärde mej i för 25 år sen förklarade på det sättet, med pedagogiska bilder
..Att förstå den rent fysiskt överlämnar jag med varm hand till forskare på halvledarområdet.
Kan fortfarande se bilderna framför mej där man ritade upp scheman med vattenflöden, transistorer, kondensatorer, motstånd osv
Re: Hur fungerar transistorn egentligen?
Ett sätt att lära sig transistorn är att använda
till exempel LT-Spice och göra enkla uppkopplingar där
och titta på kurvorna.
till exempel LT-Spice och göra enkla uppkopplingar där
och titta på kurvorna.
Re: Hur fungerar transistorn egentligen?
På din fråga förstår jag att du läst utan att förstå.
För att förstå hur en transistor arbetar behöver du nog bli lite mer säker på mer grundläggande ellära - som att skilja på ström och spänning och förstå sambandet mellan dessa. Ohms lag och Kirchhoffs lagar. för att sedan gå vidare för att studera transistorn.
En bild säger mer än 1000 ord. På ett schema kan du skriva upp spänningsnivåer i alla punkter och beräkna strömmar genom ledare. Då ser du tydligare vart strömmarna tar vägen.
en NPN-transistor fungerar (förutom att vara transistor och förstärka ström) som två dioder som är ihop kopplade. i mitten är basen, därifrån går en diod ner till emitter, med ett spänningsfall på ca 0.6 volt (kan variera mellan 0.5-1.0 volt ungefär). Så länge du lägger en spänning över bas-emitter som är lägre än denna diodspänning kommer ingen ström att kunna flyta in i basen. Eftersom transistorn förstärker ström så kommer ingen förstärkning att ske : basströmmen är noll - kollektorströmmen är också noll.
Om du istället kopplar 5 volt (i förhållande till emitter, som vi antar ligger på 0V nivå) till basen via ett motstånd på 1000 ohm så kan du räkna ut basströmmen genom att först räkna ut spänningen över motståndet:
framspänningen på basen är ca 0.6 volt. så spänningen över motståndet blir 5V-0.6V = 4.4 volt. Strömmen blir då enligt ohms lag 4.4 mA.
Om transistorn förstärkning är 100 ggr innebär det att det kan flyta en ström genom kollektorn på 100*4.4 = 440 mA. Om det gör det eller inte beror givetvis på vad det finns för spänning tillgängligt på kollektorn. Om du kopplar 12 volt till kollektorn via ett motstånd på 15 ohm så kan strömmen på 440 mA flyta. Över motståndet kommer då ett spänningsfall att uppstå , enligt ohms lag 0.440 * 15 = 6.6 volt. Spänningen över kollektorn blir då 12V-6.6V = 5.4V. Transistorn kommer att bli varm och avge en värmeeffekt på 2.38 watt. ( P = U * I) P = 5.4V * 0.440A
Om strömmen genom kollektorn blir så stor att spänningen över transistorn blir noll (eller nära noll) så kalls det att transistorn bottnar. Då blir även värmeeffekten i transistorn lägre. Antag att du ändrar 1000 ohm till 500 ohm på basen. Då ändras strömmarna: Ib = (5-0.6)/500 = 8.8 mA, Ic = 8.8*100 = 880 mA. Urc (spänningen över kollektormotståndet på 15 ohm) = 0.880*15 = 13.2 volt. Men eftersom vi bara hade 12 volt från början blir spänningsfallet 12 volt över motståndet - och 0 volt över transistorn - transistorn har bottnat.
För att förstå hur en transistor arbetar behöver du nog bli lite mer säker på mer grundläggande ellära - som att skilja på ström och spänning och förstå sambandet mellan dessa. Ohms lag och Kirchhoffs lagar. för att sedan gå vidare för att studera transistorn.
En bild säger mer än 1000 ord. På ett schema kan du skriva upp spänningsnivåer i alla punkter och beräkna strömmar genom ledare. Då ser du tydligare vart strömmarna tar vägen.
en NPN-transistor fungerar (förutom att vara transistor och förstärka ström) som två dioder som är ihop kopplade. i mitten är basen, därifrån går en diod ner till emitter, med ett spänningsfall på ca 0.6 volt (kan variera mellan 0.5-1.0 volt ungefär). Så länge du lägger en spänning över bas-emitter som är lägre än denna diodspänning kommer ingen ström att kunna flyta in i basen. Eftersom transistorn förstärker ström så kommer ingen förstärkning att ske : basströmmen är noll - kollektorströmmen är också noll.
Om du istället kopplar 5 volt (i förhållande till emitter, som vi antar ligger på 0V nivå) till basen via ett motstånd på 1000 ohm så kan du räkna ut basströmmen genom att först räkna ut spänningen över motståndet:
framspänningen på basen är ca 0.6 volt. så spänningen över motståndet blir 5V-0.6V = 4.4 volt. Strömmen blir då enligt ohms lag 4.4 mA.
Om transistorn förstärkning är 100 ggr innebär det att det kan flyta en ström genom kollektorn på 100*4.4 = 440 mA. Om det gör det eller inte beror givetvis på vad det finns för spänning tillgängligt på kollektorn. Om du kopplar 12 volt till kollektorn via ett motstånd på 15 ohm så kan strömmen på 440 mA flyta. Över motståndet kommer då ett spänningsfall att uppstå , enligt ohms lag 0.440 * 15 = 6.6 volt. Spänningen över kollektorn blir då 12V-6.6V = 5.4V. Transistorn kommer att bli varm och avge en värmeeffekt på 2.38 watt. ( P = U * I) P = 5.4V * 0.440A
Om strömmen genom kollektorn blir så stor att spänningen över transistorn blir noll (eller nära noll) så kalls det att transistorn bottnar. Då blir även värmeeffekten i transistorn lägre. Antag att du ändrar 1000 ohm till 500 ohm på basen. Då ändras strömmarna: Ib = (5-0.6)/500 = 8.8 mA, Ic = 8.8*100 = 880 mA. Urc (spänningen över kollektormotståndet på 15 ohm) = 0.880*15 = 13.2 volt. Men eftersom vi bara hade 12 volt från början blir spänningsfallet 12 volt över motståndet - och 0 volt över transistorn - transistorn har bottnat.
Re: Hur fungerar transistorn egentligen?
Det blir alltid en liten spänning mellan kollektor och emitter när transistorn
bottnat. Typiskt värde på 0.2V. Du kan alltså med ett 15ohm kollektormotstånd
få max (12 - 0.2)/15 = 0.787A in i kollektorn. Sedan tillkommer strömmen från
basen så den får du addera till 0.787 som totalt ger emitterströmmen.
bottnat. Typiskt värde på 0.2V. Du kan alltså med ett 15ohm kollektormotstånd
få max (12 - 0.2)/15 = 0.787A in i kollektorn. Sedan tillkommer strömmen från
basen så den får du addera till 0.787 som totalt ger emitterströmmen.
Re: Hur fungerar transistorn egentligen?
Vet inte vad du läser för böcker Odysseus men jag vill rekommendera dom två första böckerna i serien Elektronik för alla, finns på biblioteket
och till salu ute på nätet.
Några bättre nybörjarböcker finns knappast, läs om vad gemensam kollektor och gemensam emitter betyder, skillnaden på strömförstärkning
och spänningsförstärkning i dom olika kopplingarna.
Skaffa sedan en kopplingsplatta och börja med dom vanligaste transistorerna BC546(npn) och BC556(pnp), ändra på värdena på
bas, emitter, kollektor motstånd och se sedan vad som händer.
Redan i ett tidigt stadium kan det vara bra och ha ett oscilloskop för att titta på vågformerna men är inte nödvändigt.
Kjelle
och till salu ute på nätet.
Några bättre nybörjarböcker finns knappast, läs om vad gemensam kollektor och gemensam emitter betyder, skillnaden på strömförstärkning
och spänningsförstärkning i dom olika kopplingarna.
Skaffa sedan en kopplingsplatta och börja med dom vanligaste transistorerna BC546(npn) och BC556(pnp), ändra på värdena på
bas, emitter, kollektor motstånd och se sedan vad som händer.
Redan i ett tidigt stadium kan det vara bra och ha ett oscilloskop för att titta på vågformerna men är inte nödvändigt.
Kjelle
Re: Hur fungerar transistorn egentligen?
Stort tack till alla svar!
Jo jag får väl ta och låna "elektronik för alla"... Vad menas egentligen med emitter/kollektor/bas-ström? Tex emitterström, är det den strömmen som kommer ut från emitter-anslutningen? Lika så spänningar, bas-emitterspänning, är det spänningen mellan bas och emitter? Inne i själva transistorn?
En annan sak, om man skulle koppla in ett spänningsaggregat eller ett batteri till en transistor, vi säger 10V, o tar + på Bas och - på Emitter, om man sedan mäter spänningen mellan emitter och kollektor... då lär spänningen vara över 10V?
Jo jag får väl ta och låna "elektronik för alla"... Vad menas egentligen med emitter/kollektor/bas-ström? Tex emitterström, är det den strömmen som kommer ut från emitter-anslutningen? Lika så spänningar, bas-emitterspänning, är det spänningen mellan bas och emitter? Inne i själva transistorn?
En annan sak, om man skulle koppla in ett spänningsaggregat eller ett batteri till en transistor, vi säger 10V, o tar + på Bas och - på Emitter, om man sedan mäter spänningen mellan emitter och kollektor... då lär spänningen vara över 10V?
Re: Hur fungerar transistorn egentligen?
Spänningen mellan kollektor och emitter lär nog vara närmare 0v...
Jag hade skrivit ett långt invecklat svar med styrda vattenventiler och annat men det blev så rörigt att jag knappt själv begrep vad jag skrivit.
Transistorn skapar ingen ström och ingen spänning, den bara ger möjlighet för ström att flyta om förutsättningarna finns för att det ska flyta en ström. Normalt är denna ström som potentiellt kan flyta större än den som går in i basen med en faktor runt 100. Mellan basen och emmitern får du typiskt ett spänningsfall på 0.6v och om du vill styra transistorn med en spänning måste du använda ett motstånd för att begränsa strömmen.
Exempelvis om du vill att en ström på 1A ska flyta mellan kollektor och emitter och strömförstärkningsfaktorn är 100 så behöver du 1/100A in i basen. Med 10V så behövs det ett mostånd på (10-0.6)/0.01 Ohm.
I praktiken så varierar strömförstärkningen kraftigt mellan olika transistorer och med temperatur så vill man ha en exakt ström får man använda lite andra metoder men ovanstående fungerar om man bara vill använda tranistorn för att slå av eller på något.
Jag hade skrivit ett långt invecklat svar med styrda vattenventiler och annat men det blev så rörigt att jag knappt själv begrep vad jag skrivit.
Transistorn skapar ingen ström och ingen spänning, den bara ger möjlighet för ström att flyta om förutsättningarna finns för att det ska flyta en ström. Normalt är denna ström som potentiellt kan flyta större än den som går in i basen med en faktor runt 100. Mellan basen och emmitern får du typiskt ett spänningsfall på 0.6v och om du vill styra transistorn med en spänning måste du använda ett motstånd för att begränsa strömmen.
Exempelvis om du vill att en ström på 1A ska flyta mellan kollektor och emitter och strömförstärkningsfaktorn är 100 så behöver du 1/100A in i basen. Med 10V så behövs det ett mostånd på (10-0.6)/0.01 Ohm.
I praktiken så varierar strömförstärkningen kraftigt mellan olika transistorer och med temperatur så vill man ha en exakt ström får man använda lite andra metoder men ovanstående fungerar om man bara vill använda tranistorn för att slå av eller på något.
Re: Hur fungerar transistorn egentligen?
Om batteriet är 10 V kan spänningen aldrig bli _över_ 10 V. Men spänningen kommer efter några sekunder antagligen att vara 10 V eftersom transistorn brunnit sönder (strömmen kommer att bli 9,3/(RL+Ri) där RL är resistansen hos ledningarna och Ri den inre resistansen hos batteriet).Odysseus skrev: En annan sak, om man skulle koppla in ett spänningsaggregat eller ett batteri till en transistor, vi säger 10V, o tar + på Bas och - på Emitter, om man sedan mäter spänningen mellan emitter och kollektor... då lär spänningen vara över 10V?
När man jobbar med en transistor måste man se till att hålla sig inom de gränser som transistorn tål, annars går den sönder och kommer inte att fungera.
Re: Hur fungerar transistorn egentligen?
Kollektorström: Strömmen som flyter genom kollektorn.
Basström: Strömmen som flyger genom basen.
Emitterström: Strömmen som flyter genom emittern (alltså kollektorström+basström)
Bas-emitter-spänning: Spänningen över bas-emitter.
En låg ström som flyter genom bas-emitter styr en hög ström genom kollektor-emitter. Ju högre basström desto högre kollektorström.
Om du kopplar ett spänningsaggregat på 10 V med plus mot basen och minus på emittern så eldar du troligen upp transistorn
Ingenting begränsar ju strömmen i det scenariot. Bortser vi från att den naturligtvis brinner upp så blir den uppmätta spänningen exakt den samma som spänningsaggregatet lämnar. Detta eftersom du mäter rakt över utgångarna på spänningsaggregatet. Se bild nedan:
Om du istället slänger in en lämplig resistor i serie med basen så får du en helt annan situation. Då får du ett spänningsfall på ~0.6-0.8 V över bas-emitter.
Kolla på volt- och amperemätarna på följande bild. Kom ihåg att Ie = Ib+Ic
Basström: Strömmen som flyger genom basen.
Emitterström: Strömmen som flyter genom emittern (alltså kollektorström+basström)
Bas-emitter-spänning: Spänningen över bas-emitter.
En låg ström som flyter genom bas-emitter styr en hög ström genom kollektor-emitter. Ju högre basström desto högre kollektorström.
Om du kopplar ett spänningsaggregat på 10 V med plus mot basen och minus på emittern så eldar du troligen upp transistorn
Ingenting begränsar ju strömmen i det scenariot. Bortser vi från att den naturligtvis brinner upp så blir den uppmätta spänningen exakt den samma som spänningsaggregatet lämnar. Detta eftersom du mäter rakt över utgångarna på spänningsaggregatet. Se bild nedan:
Om du istället slänger in en lämplig resistor i serie med basen så får du en helt annan situation. Då får du ett spänningsfall på ~0.6-0.8 V över bas-emitter.
Kolla på volt- och amperemätarna på följande bild. Kom ihåg att Ie = Ib+Ic
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
-
MadModder
- Co Admin
- Inlägg: 31388
- Blev medlem: 6 september 2003, 13:32:07
- Ort: MadLand (Enköping)
- Kontakt:
Re: Hur fungerar transistorn egentligen?
En transistor är inte en förstärkare i sig själv utan yttre hjälp. Den kan aldrig generera något alls. Man måste själv ha yttre spänningskällor som kan leverera de strömmar man behövar.
Säg att en transistor har 10 i hfe. Om man då kör en ström mellan bas och emitter på 10mA, så öppnar transistorn upp för MÖJLIGHETEN att köra genom en ström på upp till 100mA mellan emitter och kollektor.
Säg att en transistor har 10 i hfe. Om man då kör en ström mellan bas och emitter på 10mA, så öppnar transistorn upp för MÖJLIGHETEN att köra genom en ström på upp till 100mA mellan emitter och kollektor.
Re: Hur fungerar transistorn egentligen?
Ja, precis, om kollektorn inte är ansluten till nåt så kan det ju inte gå en ström in genom den.
