Power Transistoren Uitgelegd: Belangrijkste Kenmerken, Voordelen en Toepassingen

Denk aan een voedingssysteem dat hoge vermogensniveaus levert. Zo'n eenheid vereist power versterkers om juist de juiste hoeveelheid stroom te leveren. Hier komt een power transistor van pas.

Bij OnsPCB hebben we alle cruciale inzichten in elk type transistor. Niettemin, de nadruk zal liggen op de power transistoren voor deze gids. Bovendien zal het het operationele principe, voor- en nadelen, onder andere cruciale inzichten uitleggen.

Wat is de Power Transistor?

Fig 1: Een Elektronica Ingenieur Aan Het Werken Op Een Printplaat

Het is een transistor type dat cruciaal is in het schakelen en versterken van elektronische signalen en elektrisch vermogen. Je vindt deze transistor in voedingssystemen en hoge-vermogen versterkers. Primair is het een juntion transistor, maar je kunt het beschouwen als een halfgeleider veld-effect transistor.

Terwijl de structuur verschilt van andere transistoren, werkt het onder hetzelfde principe.

Niettemin, voor de power transistor, zul je unieke gecontroleerde kenmerken vinden. Bijvoorbeeld, de toelevering van invoerstroom aan de basisterminal schakelt het aan. Aan de andere kant, het verwijderen van het controlesignaal zal de power transistor uitschakelen.

Typen Power Transistoren

Fig 2: Verschillende Transistor Typen

De volgende zijn de verschillende transistoren die gemeengoed zijn in stroomsturing circuits:

Bipolaire juntion transistor (BJTs)

Dit type transistor gaat en elektronen als ladingsdragers. Dus kunnen we het beschouwen als twee polariteiten hebbende; vandaar de naam- bipolaire transistoren. Het is nuttig als een schakelaar en versterker, wat het een belangrijke stroomsturing apparaat maakt.

Kenmerken van de power BJT omvatten:

• Het is essentieel in hoog vermogen gebruik.
• Het heeft een hogere on-state spanningsval dan andere transistor typen.
• Een hogere stroomdraagcapaciteit.
• Heeft een hoge breakdown spanning.
• Het is ook groter dan de gemiddelde transistor. Het is imperatief om maximaal stroom te laten vloeien.

Metaal-oxide halfgeleider veld-effect transistor (MOSFETs)

Fig 3: DPAK MOSFET Elektronische Transistor

De MOSFET is een type veld-effect transistor met drie terminalen. Ze omvatten de basis, bron, en drain terminalen. De werking van een power MOSFET steunt primair op de breedte van het kanaal. Bijvoorbeeld, bij een wijd kanaal, zal de prestatie van de transistor optimaal zijn.

De kenmerken van power MOSFETs omvatten:

• De transistor is nuttig als een spanningcontroller
• Tijdens de werking heeft het geen invoerstroom nodig
• Het is ook gekenmerkt door een hoge invoer impedantie

Statische Inductie Transistor

Fig 4: Power Transistoren

De transistor heeft drie terminalen. Bovendien heeft het een verticaal georiënteerde frequentie en overdraagt hoog vermogen. Het heeft een hogere spanning breakdown dan conventionele FET- veld-effect transistoren.

Zijn sleutel eigenschappen omvatten:

• Minder ruis dan andere FETs
• Lage terminale weerstand
• Het schakelt uit en aan binnen seconden
• Het heeft een relatief kort kanaal

Geïsoleerde-gate Bipolaire Transistor (IGBTs)

Fig 5: Krachtige IGBT transistoren

Het is een amalgamaat van een FET en een BJT transistor. Deze transistor's functie steunt op zijn gate vanwaar je het aan of uit kunt zetten. Je vindt ze gemeengoed in power elektronica gadgets zoals voedingssystemen, inverters, en converters.

Ze worden gekenmerkt door:

• Een relatief hoge vermogenswinst,
• Significante beperkte verliezen aan de invoer van het circuit.

Werking van Power Transistor

Fig 6: BJT Transistoren

Elke typische Bipolaire Power Transistor (BJT) zal vier zones van werking hebben. Ze omvatten:

• Actieve regio
• Quasi verzadigingszone
• Harde verzadigingszone
• Afgesneden regio

Je kunt de transistor in de cut-off zone hebben als je het omkeert onder twee condities. Ze omvatten:

• De basisterminal verbinden met de negatieve terminal en de emitter terminal met de positieve terminal,
• De collector terminal verbinden met de negatieve terminal en de basisterminal met de positieve terminal.

Tweedens, is de transistor in een inactieve toestand als je bereikt:

• Een emitter-basis juntie voorwaartse bias en een collector-basis regio omgekeerde bias.

Vervolgens zal je transistor in de quasi-verzadiging status zijn wanneer je de basis-emitter en collector-basis voorwaarts biast. Ten slotte, zal het in de harde verzadigingsregio's zijn wanneer je de basis-emitter en collector-basis voorwaarts biast.

Voor- en Nadelen van Power Transistor Gebruik

Fig 7: Verschillende Transistor Typen

Voordelen van power transistoren

• Hoge stroomdichtheid
• Lage voorwaartse spanning
• Hoge spanningwinst
• Grote bandbreedte winst

Nadelen van power transistoren

• Ruisiger dan andere typen transistoren
• Ze zijn relatief complexer om te controleren
• Lage thermische stabiliteit

Toepassingen

Fig 8: Versterker Bedieningspaneel

• Ze zijn nuttig in relais
• Essentieel in power versterkers
• Je zult ze ook in DC-DC Converters vinden
• Nuttig in stroomsturing circuits
• Ten slotte, vind ze ook gebruik in Schakelmodus voedingen (SMPS)

Verschil Tussen Een Transistor En Een Power Transistor?

Een transistor is een elektronisch apparaat met drie of vier terminalen in structuur. Het aanleggen van een voedingsspanning aan een van de terminalen veroorzaakt een stroomverandering in een andere terminal. Dus, de werking is synoniem met de werking van een versterker of schakelaar.

Tegegenovergesteld, is een power transistor als een heatsink. Het is significant in het beschermen van het circuit tegen schade. Ook is het relatief groter dan de gemiddelde normale transistor.

Conclusie

Zoals je hebt gezien, moeten bijna alle digitale systemen een power transistor hebben. Ze zijn met name significant in schakelcircuits, stroomsystemen, en audio toepassingen. Ook, voor enige vragen, bereik ons uit.