– электронные компоненты, собираемые в аналоговые и цифровые устройства: телевизоры, измерительные приборы, смартфоны, компьютеры, ноутбуки, планшеты. Если ранее детали изображались приближенно к их натуральному виду, то сегодня используются условные графические обозначения радиодеталей на схеме, разработанные и утвержденные Международной электротехнической комиссией.

Типы электронных схем

В радиоэлектронике различают несколько видов схем: принципиальные, монтажные, блок-схемы, карты напряжений и сопротивлений.

Принципиальные схемы

Такая электросхема дает полное представление обо всех функциональных узлах цепи, типах связей между ними, принципе работы электрооборудования. Принципиальные схемы обычно используются в распределительных сетях. Их разделяют на два типа:

• Однолинейный. На таком чертеже изображают только силовые цепи.
• Полный. Если электроустановка несложная, то все ее элементы могут быть отображены на одном листе. Для описания аппаратуры, имеющей в составе насколько цепей (силовых, измерительных, управления) изготавливают чертежи для каждого узла и располагают их на разных листах.

Блок-схемы

Блоком в радиоэлектронике называют независимую часть электронного устройства. Блок – понятие общее, в его состав может входить как небольшое, так и значительное количество деталей. Блок-схема (или структурная схема) дает только общее понятие об устройстве электронного прибора. На ней не отображаются: точный состав блоков, количество диапазонов их функционирования, схемы, по которым они собраны. На блок-схеме блоки обозначаются квадратами или кружками, а связи между ними – одной или двумя линиями. Направления прохождения сигнала обозначаются стрелками. Названия блоков в полном или сокращенном виде могут наноситься непосредственно на схему. Второй вариант – нумерация блоков и расшифровка этих номеров в таблице, размещенной на полях чертежа. На графических изображениях блоков могут отображаться основные детали или наноситься графики их работы.

Монтажные

Монтажные схемы удобны для самостоятельного составления электроцепи. На них указывают места расположения каждого элемента цепи, способы связи, прокладку соединительных проводов. Обозначение радиоэлементов на таких схемах обычно приближается к их натуральному виду.

Карты напряжений и сопротивлений

Картой (диаграммой) напряжений называют чертеж, на котором рядом с отдельными деталями и их выводами указывают величины напряжений, характерных для нормальной работы прибора. Напряжения ставят в разрывах стрелок, показывающих, в каких местах необходимо производить измерения. На карте сопротивлений указывают значения сопротивления, характерные для исправного прибора и цепей.

Как обозначаются различные радиодетали на схемах

Как ранее было сказано, для обозначения радиодеталей каждого типа существует определенный графический символ.

Резисторы

Эти детали предназначаются для регулирования силы тока в цепи. Постоянные резисторы обладают определенной и неизменной величиной сопротивления. У переменных сопротивление находится в интервале от нуля до установленного максимального значения. Названия и условные обозначения этих радиодеталей на схеме регламентируются ГОСТом 2.728-74 ЕСКД. В общем случае на чертеже они представляют собой прямоугольник с двумя выводами. Американские производители обозначают резисторы на схемах зигзагообразной линией. изображение резисторов на схемах
изображение резисторов на принципиальных схемах

Постоянные резисторы

Характеризуются сопротивлением и мощностью. Обозначаются прямоугольником с линиями, обозначающими определенное значение мощности. Превышение указанной величины приведет к выходу детали из строя. Также на схеме указываются: буква R (резистор), цифра, обозначающая порядковый номер детали в цепи, величина сопротивления. Эти радиодетали обозначаются цифрами и буквами – «К» и «М». Буква «К» означает кОм, «М» – мОм.

Переменные резисторы

изображение переменных резисторов на схемах В их конструкцию входит подвижный контакт, которым изменяют величину сопротивления. Деталь применяется в роли регулирующего элемента в аудио- и другой подобной технике. На схеме обозначается прямоугольником с указанием неподвижных и подвижного контактов. На чертеже отображается неизменяющееся номинальное сопротивление. Существует несколько вариантов соединения резисторов:
варианты соединения резисторов

• Последовательное. Конечный вывод одной детали соединяется с начальным выводом другой. По всем элементам цепи протекает общий ток. Подключение каждого последующего резистора увеличивает сопротивление.
• Параллельное. Начальные выводы всех сопротивлений соединяются в одной точке, конечные – в другой. Ток проходит по каждому резистору. Общее сопротивление в такой цепи всегда меньше, чем сопротивление отдельного резистора.
• Смешанное. Это наиболее популярный тип соединения деталей, объединяющий два описанных выше.

Конденсаторы

графическое изображение конденсаторов на схемах Конденсатор – это радиодеталь, состоящая из двух обкладок, разделенных слоем диэлектрика. На схему наносится в виде двух линий (или прямоугольников – для электролитических конденсаторов), обозначающих обкладки. Просвет между ними – слой диэлектрика. Конденсаторы по популярности использования в схемах занимают второе место после резисторов. Способны накапливать электрический заряд с последующей отдачей.

• Конденсаторы с постоянной емкостью. Около значка ставится буква «С», порядковый номер детали, значение номинальной емкости.
• С переменной емкостью. Около графического значка проставляются значения минимальной и максимальной емкости.

В цепях с высоким напряжением в конденсаторах, за исключением электролитических, после емкости указывают величину напряжения. При соединении электролитических конденсаторов требуется соблюдать полярность. Для обозначения положительно заряженной обкладки используют знак «+» или узкий прямоугольник. Если полярность отсутствует, обе обкладки обозначаются узкими прямоугольниками. Электролитические конденсаторы устанавливаются в фильтрах электропитания низкочастотных и импульсных устройств.

Диоды и стабилитроны

графическое изображение диодов и стабилитронов на схемах Диод – полупроводниковый прибор, предназначенный для пропускания электрического тока в одну сторону и создания препятствий для его протекания в противоположную. Этот радиоэлемент обозначается в виде треугольника (анода), вершина которого направлена в сторону протекания тока. Перед вершиной треугольника располагают черту (катод). Стабилитрон – разновидность полупроводникового диода. Стабилизирует приложенное к выводам напряжение обратной полярности. Стабистор – диод, к выводам которого прилагается напряжение прямой полярности.

Транзисторы

Транзисторы – полупроводниковые приборы, используемые для генерации, усиления и преобразования электрических колебаний. С их помощью контролируют и регулируют напряжение в цепи. Отличаются разнообразием конструкций, диапазонов частот, форм и размеров. Наиболее популярны биполярные транзисторы, обозначаемые на схемах буквами VT. Для них характерна одинаковая электропроводность коллектора и эмиттера.
графическое изображение транзисторов на схемах

Микросхемы

Микросхемы – это сложные по составу электронные компоненты. Представляют собой полупроводниковую подложку, в которую интегрируют резисторы, конденсаторы, диоды и другие радиодетали. Служат для преобразования электроимпульсов в цифровые, аналоговые, аналогово-цифровые сигналы. Изготавливаются в корпусе или без него. Правила условного графического обозначения (УГО) цифровых и микропроцессорных микросхем регламентируются ГОСТом 2.743-91 ЕСКД. Согласно им, УГО имеет форму прямоугольника. На схеме показывают линии подвода к нему. Прямоугольник состоит только из основного поля или основного и двух дополнительных. В основном поле в обязательном порядке указывают функции, выполняемые элементом. В дополнительных полях обычно расшифровывают назначения выводов. Основные и дополнительные поля могут разделяться или не разделяться сплошной линией. графическое изображение микросхем

Кнопки, реле, переключатели

графическое изображение кнопок и переключателей на схеме

изображение реле на схемах

Буквенное обозначение радиодеталей на схеме

Буквенные коды радиоэлементов на принципиальных схемах

Устройства и элементы	Буквенный код
Устройства: усилители, приборы телеуправления, лазеры, мазеры; общее обозначение	А
Преобразователи неэлектрических величин в электрические (кроме генераторов и источников питания) или наоборот, аналоговые или многоразрядные преобразователи, датчики для указания или измерения; общее обозначение	В
Громкоговоритель	ВА
Магнитострикционный элемент	ВВ
Детектор ионизирующих излучений	BD
Сельсин-датчик	ВС
Сельсин-приемник	BE
Телефон (капсюль)	BF
Тепловой датчик	ВК
Фотоэлемент	BL
Микрофон	ВМ
Датчик давления	ВР
Пьезоэлемент	ВО
Датчик частоты вращения, тахогенератор	BR
Звукосниматель	BS
Датчик скорости	ВѴ
Конденсаторы	С
Микросхемы интегральные, микросборки: общее обозначение	D
Микросхема интегральная аналоговая	DA
Микросхема интегральная цифровая, логический элемент	DD
Устройство хранения информации (памяти)	DS
Устройство задержки	DT
Элементы разные: общее обозначение	Е
Лампа осветительная	EL
Нагревательный элемент	ЕК
Разрядники, предохранители, устройства защиты: общее обозначение	F
Предохранитель плавкий	FU
Генераторы, источники питания, кварцевые генераторы: общее обозначение	G
Батарея гальванических элементов, аккумуляторов	GB
Устройства индикационные и сигнальные; общее обозначение	Н
Прибор звуковой сигнализации	НА
Индикатор символьный	HG
Прибор световой сигнализации	HL
Реле, контакторы, пускатели; общее обозначение	К
Реле электротепловоѳ	кк
Реле времени	КТ
Контактор, магнитный пускатель	км
Катушки индуктивности, дроссели; общее обозначение	L
Двигатели, общее обозначение	М
Приборы измерительные; общее обозначение	Р
Амперметр (миллиамперметр, микроамперметр)	РА
Счетчик импульсов	PC
Частотомер	PF
Омметр	PR
Регистрирующий прибор	PS
Измеритель времени действия, часы	РТ
Вольтметр	PV
Ваттметр	PW
Резисторы постоянные и переменные; общее обозначение	R
Терморезистор	RK
Шунт измерительный	RS
Варистор	RU
Выключатели, разъединители, короткозамыкатели в силовых цепях (в цепях питания оборудования); общее обозначение	Q
Устройства коммутационные в цепях управления, сигнализации и измерительных; общее обозначение	S
Выключатель или переключатель	SA
Выключатель кнопочный	SB
Выключатель автоматический	SF
Трансформаторы, автотрансформаторы; общее обозначение	T
Электромагнитный стабилизатор	TS
Преобразователи электрических величин в электрические, устройства связи; общее обозначение	и
Модулятор	ив
Демодулятор	UR
Дискриминатор	Ul
Преобразователь частотный, инвертор, генератор частоты, выпрямитель	UZ
Приборы полупроводниковые и электровакуумные; общее обозначение	V
Диод, стабилитрон	VD
Транзистор	VT
Тиристор	VS
Прибор электровакуумный	VL
Линии и элементы СВЧ; общее обозначение	W
Ответвитель	WE
Коро ткоэа мы ка тель	WK
Вентиль	WS
Трансформатор, фазовращатель, неоднородность	WT
Аттенюатор	WU
Антенна	WA
Соединения контактные; общее обозначение	X
Штырь (вилка)	ХР
Гнездо (розетка)	XS
Соединение разборное	XT
Соединитель высокочастотный	XW
Устройства механические с электромагнитным приводом; общее обозначение	Y
Электромагнит	YA
Тормоз с электромагнитным приводом	YB
Муфта с электромагнитным приводом	YC
Устройства оконечные, фильтры; общее обозначение	Z
Ограничитель	ZL
Фильтр кварцевый	ZQ

Буквенные коды функционального назначения радиоэлектронного устройства или элемента

Функциональное назначение устройства, элемента	Буквенный код
Вспомогательный	А
Считающий	С
Дифференцирующий	D
Защитный	F
Испытательный	G
Сигнальный	Н
Интегрирующий	1
Гпавный	М
Измерительный	N
Пропорциональный	Р
Состояние (старт, стоп, ограничение)	Q
Возврат, сброс	R
Запоминающий, записывающий	S
Синхронизирующий, задерживающий	т
Скорость (ускорение, торможение)	V
Суммирующий	W
Умножение	X
Аналоговый	Y
Цифровой	Z

Буквенные сокращения по радиоэлектронике

Буквенное сокращение	Расшифровка сокращения
AM	амплитудная модуляция
АПЧ	автоматическая подстройка частоты
АПЧГ	автоматическая подстройка частоты гетеродина
АПЧФ	автоматическая подстройка частоты и фазы
АРУ	автоматическая регулировка усиления
АРЯ	автоматическая регулировка яркости
АС	акустическая система
АФУ	антенно-фидерное устройство
АЦП	аналого-цифровой преобразователь
АЧХ	амплитудно-частотная характеристика
БГИМС	большая гибридная интегральная микросхема
БДУ	беспроводное дистанционное управление
БИС	большая интегральная схема
БОС	блок обработки сигналов
БП	блок питания
БР	блок развертки
БРК	блок радиоканала
БС	блок сведения
БТК	блокинг-трансформатор кадровый
БТС	блокинг-трансформатор строчный
БУ	блок управления
БЦ	блок цветности
БЦИ	блок цветности интегральный (с применением микросхем)
ВД	видеодетектор
ВИМ	время-импульсная модуляция
ВУ	видеоусилитель; входное (выходное) устройство
ВЧ	высокая частота
Г	гетеродин
ГВ	головка воспроизводящая
ГВЧ	генератор высокой частоты
ГВЧ	гипервысокая частота
ГЗ	генератор запуска; головка записывающая
ГИР	гетеродинный индикатор резонанса
ГИС	гибридная интегральная схема
ГКР	генератор кадровой развертки
ГКЧ	генератор качающейся частоты
ГМВ	генератор метровых волн
ГПД	генератор плавного диапазона
ГО	генератор огибающей
ГС	генератор сигналов
ГСР	генератор строчной развертки
гсс	генератор стандартных сигналов
гг	генератор тактовой частоты
ГУ	головка универсальная
ГУН	генератор, управляемый напряжением
Д	детектор
дв	длинные волны
дд	дробный детектор
дн	делитель напряжения
дм	делитель мощности
дмв	дециметровые волны
ДУ	дистанционное управление
ДШПФ	динамический шумопонижающий фильтр
ЕАСС	единая автоматизированная сеть связи
ЕСКД	единая система конструкторской документации
зг	генератор звуковой частоты; задающий генератор
зс	замедляющая система; звуковой сигнал; звукосниматель
ЗЧ	звуковая частота
И	интегратор
икм	импульсно-кодовая модуляция
ИКУ	измеритель квазипикового уровня
имс	интегральная микросхема
ини	измеритель линейных искажений
инч	инфранизкая частота
ион	источник образцового напряжения
ип	источник питания
ичх	измеритель частотных характеристик
к	коммутатор
КБВ	коэффициент бегущей волны
КВ	короткие волны
квч	крайне высокая частота
кзв	канал записи-воспроизведения
КИМ	кодо-импульсная модуляции
кк	катушки кадровые отклоняющей системы
км	кодирующая матрица
кнч	крайне низкая частота
кпд	коэффициент полезного действия
КС	катушки строчные отклоняющей системы
ксв	коэффициент стоячей волны
ксвн	коэффициент стоячей волны напряжения
КТ	контрольная точка
КФ	катушка фокусирующая
ЛБВ	лампа бегущей волны
лз	линия задержки
лов	лампа обратной волны
лпд	лавинно-пролетный диод
лппт	лампово-полупроводниковый телевизор
м	модулятор
MA	магнитная антенна
MB	метровые волны
мдп	структура металл-диэлектрик-полупроводник
МОП	структура металл-окисел-полупроводник
мс	микросхема
МУ	микрофонный усилитель
ни	нелинейные искажения
нч	низкая частота
ОБ	общая база (включение транзистора по схеме с общей базой)
овч	очень высокая частота
ои	общий исток (включение транзистора *по схеме с общим истоком)
ок	общий коллектор (включение транзистора по схеме с обшим коллектором)
онч	очень низкая частота
оос	отрицательная обратная связь
ОС	отклоняющая система
ОУ	операционный усилитель
ОЭ	обший эмиттер (включение транзистора по схеме с общим эмиттером)
ПАВ	поверхностные акустические волны
пдс	приставка двухречевого сопровождения
ПДУ	пульт дистанционного управления
пкн	преобразователь код-напряжение
пнк	преобразователь напряжение-код
пнч	преобразователь напряжение частота
пос	положительная обратная связь
ППУ	помехоподавляющее устройство
пч	промежуточная частота; преобразователь частоты
птк	переключатель телевизионных каналов
птс	полный телевизионный сигнал
ПТУ	промышленная телевизионная установка
ПУ	предварительный усили^егіь
ПУВ	предварительный усилитель воспроизведения
ПУЗ	предварительный усилитель записи
ПФ	полосовой фильтр; пьезофильтр
пх	передаточная характеристика
пцтс	полный цветовой телевизионный сигнал
РЛС	регулятор линейности строк; радиолокационная станция
РП	регистр памяти
РПЧГ	ручная подстройка частоты гетеродина
РРС	регулятор размера строк
PC	регистр сдвиговый; регулятор сведения
РФ	режекторный или заграждающий фильтр
РЭА	радиоэлектронная аппаратура
СБДУ	система беспроводного дистанционного управления
СБИС	сверхбольшая интегральная схема
СВ	средние волны
свп	сенсорный выбор программ
СВЧ	сверхвысокая частота
сг	сигнал-генератор
сдв	сверхдлинные волны
СДУ	светодинамическая установка; система дистанционного управления
СК	селектор каналов
СКВ	селектор каналов всеволновый
ск-д	селектор каналов дециметровых волн
СК-М	селектор каналов метровых волн
СМ	смеситель
енч	сверхнизкая частота
СП	сигнал сетчатого поля
сс	синхросигнал
сси	строчный синхронизирующий импульс
СУ	селектор-усилитель
сч	средняя частота
ТВ	тропосферные радиоволны; телевидение
твс	трансформатор выходной строчный
твз	трансформатор выходной канала звука
твк	трансформатор выходной кадровый
ТИТ	телевизионная испытательная таблица
ТКЕ	температурный коэффициент емкости
тки	температурный коэффициент индуктивности
ткмп	температурный коэффициент начальной магнитной проницаемости
ткнс	температурный коэффициент напряжения стабилизации
ткс	температурный коэффициент сопротивления
тс	трансформатор сетевой
тц	телевизионный центр
тцп	таблица цветных полос
ТУ	технические условия
У	усилитель
УВ	усилитель воспроизведения
УВС	усилитель видеосигнала
УВХ	устройство выборки-хранения
УВЧ	усилитель сигналов высокой частоты
УВЧ	ультравысокая частота
УЗ	усилитель записи
УЗЧ	усилитель сигналов звуковой частоты
УКВ	ультракороткие волны
УЛПТ	унифицированный ламповополупроводниковый телевизор
УЛЛЦТ	унифицированный лампово полупроводниковый цветной телевизор
УЛТ	унифицированный ламповый телевизор
УМЗЧ	усилитель мощности сигналов звуковой частоты
УНТ	унифицированный телевизор
УНЧ	усилитель сигналов низкой частоты
УНУ	управляемый напряжением усилитель.
УПТ	усилитель постоянного тока; унифицированный полупроводниковый телевизор
УПЧ	усилитель сигналов промежуточной частоты
УПЧЗ	усилитель сигналов промежуточной частоты звук?
УПЧИ	усилитель сигналов промежуточной частоты изображения
УРЧ	усилитель сигналов радиочастоты
УС	устройство сопряжения; устройство сравнения
УСВЧ	усилитель сигналов сверхвысокой частоты
УСС	усилитель строчных синхроимпульсов
УСУ	универсальное сенсорное устройство
УУ	устройство (узел) управления
УЭ	ускоряющий (управляющий) электрод
УЭИТ	универсальная электронная испытательная таблица
ФАПЧ	фазовая автоматическая подстройка частоты
ФВЧ	фильтр верхних частот
ФД	фазовый детектор; фотодиод
ФИМ	фазо-импульсная модуляция
ФМ	фазовая модуляция
ФНЧ	фильтр низких частот
ФПЧ	фильтр промежуточной частоты
ФПЧЗ	фильтр промежуточной частоты звука
ФПЧИ	фильтр промежуточной частоты изображения
ФСИ	фильтр сосредоточенной избирательности
ФСС	фильтр сосредоточенной селекции
ФТ	фототранзистор
ФЧХ	фазо-частотная характеристика
ЦАП	цифро-аналоговый преобразователь
ЦВМ	цифровая вычислительная машина
ЦМУ	цветомузыкальная установка
ЦТ	центральное телевидение
ЧД	частотный детектор
ЧИМ	частотно-импульсная модуляция
чм	частотная модуляция
шим	широтно-импульсная модуляция
шс	шумовой сигнал
эв	электрон-вольт (е В)
ЭВМ.	электронная вычислительная машина
эдс	электродвижущая сила
эк	электронный коммутатор
ЭЛТ	электронно-лучевая трубка
ЭМИ	электронный музыкальный инструмент
эмос	электромеханическая обратная связь
ЭМФ	электромеханический фильтр
ЭПУ	электропроигрывающее устройство
ЭЦВМ	электронная цифровая вычислительная машина

Транзистор (от английских слов transfer) - переносить и (re)sistor - сопротивление) - полупроводниковый прибор, предназначенный для усиления, генерирования и преобразования электрических колебаний. Наиболее распространены так называемые биполярные транзисторы . Электропроводность эмиттера и коллектора всегда одинаковая (p или n), базы - противоположная (n или p). Иными словами, биполярный транзистор содержит два р-n-перехода: один из них соединяет базу с эмиттером (эмиттерный переход), другой - с коллектором (коллекторный переход).

Буквенный код транзисторов - латинские буквы VT. На схемах эти полупроводниковые приборы обозначают, как показано на рис. 1. Здесь короткая черточка с линией от середины символизирует базу, две наклонные линии, проведенные к ее краям под углом 60°, - эмиттер и коллектор. Об электропроводности базы судят по символу эмиттера: если его стрелка направлена к базе (см. рис. 1, VT1), то это означает, что эмиттер имеет электропроводность типа р, а база- типа n, если же стрелка направлена в противоположную сторону (VT2), электропроводность эмиттера и базы обратная.

Рис.1. Условное обозначение транзисторов

Знать электропроводность эмиттера базы и коллектора необходимо для того, чтобы правильно подключить транзистор к источнику питания. В справочниках эту информацию приводят в виде структурной формулы. Транзистор, база которого имеет электропроводимость типа n, обозначают формулой p-n-p, а транзистор с базой, имеющей электропроводность типа p-n-p. В первом случае на базу и коллектор следует подавать отрицательное по отношению к эмиттеру напряжение, во втором - положительное.

Для наглядности условное графическое обозначение дискретного транзистора обычно помещают в кружок, символизирующий его корпус. Иногда металлический корпус соединяют с одним из выводов транзистора. На схемах это показывается точкой в месте пересечения соответствующего вывода с символом корпуса. Если же корпус снабжен отдельным выводом, линию-вывод допускается присоединять к кружку без точки (VT3 на рис. 1). В целях повышения информативности схем рядом с позиционным обозначением транзистора допускается указывать его тип.

Линии электрической связи, идущие от эмиттера и коллектора проводят в одном из двух направлений: перпендикулярно или параллельно выводу базы (VT3-VT5). Излом вывода базы допускается лишь на некотором расстоянии от символа корпуса (VT4).

Транзистор может иметь несколько эмиттерных областей (эмиттеров). В этом случае символы эмиттеров обычно изображают с одной стороны символа базы, а окружность обозначения корпуса заменяют овалом (рис. 1, VT6).

Стандарт допускает изображать транзисторы и без символа корпуса, например, при изображении бескорпусных транзисторов или когда на схеме необходимо показать транзисторы, входящие в состав сборки транзисторов или интегральной схемы.

Поскольку буквенный код VT предусмотрен для обозначения транзисторов, выполненных в виде самостоятельного прибора, транзисторы сборок обозначают одним из следующих способов: либо используют код VT и присваивают им порядковые номера наряду с другими транзисторами (В этом случае на поле схемы помещают такую, например, запись: VT1-VT4 К159НТ1), либо используют код аналоговых микросхем (DA) и указывают принадлежность транзисторов в сборке в позиционном обозначении (рис. 2, DA1.1, DA1.2). У выводов таких транзисторов, как правило, приводят условную нумерацию, присвоенную выводам корпуса, в котором выполнена матрица.

Рис.2. Условное обозначение транзисторных сборок

Без символа корпуса изображают на схемах и транзисторы аналоговых и цифровых микросхем (для примера на рис. 2 показаны транзисторы структуры n-p-n с тремя и четырьмя эмиттерами).

Условные графические обозначения некоторых разновидностей биполярных транзисторов получают введением в основной символ специальных знаков. Так, чтобы изобразить лавинный транзистор, между символами эмиттера и коллектора помещают знак эффекта лавинного пробоя (см. рис. 3, VTl, VT2). При повороте обозначения транзистора на схеме положение этого знака должно оставаться неизменным.

Рис.3. Условное обозначение лавинных транзисторов

Иначе построено обозначение однопереходного транзистора: у него один p-n-переход, но два вывода базы. Символ эмиттера в обозначении этого транзистора проводят к середине символа базы (рис. 3, VT3, VT4). Об электропроводности последней судят по символу эмиттера (направлению стрелки).

На символ однопереходного транзистора похоже обозначение большой группы транзисторов с p-n-переходом, получивших название полевых . Основа такого транзистора - созданный в полупроводнике и снабженный двумя выводами (исток и сток) канал с электропроводностью n или p-типа. Сопротивлением канала управляет третий электрод - затвор. Канал изображают так же, как и базу биполярного транзистора, но помещает в середине кружка-корпуса (рис. 4, VT1), символы истока и стока присоединяют к нему с одной стороны, затвора - с другой стороны на продолжении линии истока. Электропроводность канала указывают стрелкой на символе затвора (на рис. 4 условное графическое обозначение VT1 символизирует транзистор с каналом n-типа, VT2 - с каналом p-типа).

Рис.4. Условное обозначение полевых транзисторов

В условном графическом обозначении полевых транзисторов с изолированным затвором (его изображают черточкой, параллельной символу канала с выводом на продолжении линии истока) электропроводность канала показывают стрелкой, помещенной между символами истока и стока. Если стрелка направлена к каналу, то это значит, что изображен транзистор с каналом n-типа, а если в противоположную сторону (см. рис. 4, VT3) - с каналом р-типа. Аналогично поступают при наличии вывода от подложки (VT4), а также при изображении полевого транзистора с так называемым индуцированным каналом, символ которого - три коротких штриха (см. рис. 4, VT5, VT6). Если подложка соединена с одним из электродов (обычно с истоком), это показывают внутри обозначения без точки (VT7, VT8).

В полевом транзисторе может быть несколько затворов. Изображают их более короткими черточками, причем линию-вывод первого затвора обязательно помещают на продолжении линии истока (VT9).

Линии-выводы полевого транзистора допускается изгибать лишь на некотором расстоянии от символа корпуса (см. рис. 4, VT1). В некоторых типах полевых транзисторов корпус может быть соединен с одним из электродов или иметь самостоятельный вывод (например, транзисторы типа КП303).

Из транзисторов, управляемых внешними факторами, широкое применение находят фототранзисторы . В качестве примера на рис. 5 показаны условные графические обозначения фототранзисторов с выводом базы (VT1, VT2) и без него (VT3). Наряду с другими полупроводниковыми приборами, действие которых основано на фотоэлектрическом эффекте, фототранзисторы могут входить в состав оптронов. Обозначение фототранзистора в этом случае вместе с обозначением излучателя (обычно светодиода) заключают в объединяющий их символ корпуса, а знак фотоэффекта - две наклонные стрелки заменяют стрелками, перпендикулярными символу базы.

Рис.5. Условное обозначение фототранзисторов и оптронов

Для примера на рис. 5 изображена одна из оптопар сдвоенного оптрона (об этом говорит позиционное обозначение U1.1). Аналогично строится обозначение оптрона с составным транзистором (U2).

ГОСТ 2.730-73

Группа Т52

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Единая система конструкторской документации

ОБОЗНАЧЕНИЯ УСЛОВНЫЕ ГРАФИЧЕСКИЕ В СХЕМАХ

Приборы полупроводниковые

Unified system for design documentation. Graphical symbols in diagrams. Semiconductor devices

МКС 01.080.40
31.080

Дата введения 1974-07-01

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Государственным комитетом стандартов Совета Министров СССР

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 16.08.73 N 2002

3. Соответствует СТ СЭВ 661-88

4. ВЗАМЕН ГОСТ 2.730-68 , ГОСТ 2.747-68 в части пп.33 и 34 таблицы

5. ИЗДАНИЕ (апрель 2010 г.) с Изменениями N 1, 2, 3, 4, утвержденными в июле 1980 г., апреле 1987 г., марте 1989 г., июле 1991 г. (ИУС 10-80, 7-87, 6-89, 10-91), Поправкой (ИУС 3-91)

1. Настоящий стандарт устанавливает правила построения условных графических обозначений полупроводниковых приборов на схемах, выполняемых вручную или автоматическим способом во всех отраслях промышленности.

(Измененная редакция, Изм. N 3).

2. Обозначения элементов полупроводниковых приборов приведены в табл.1.

Обозначения элементов полупроводниковых приборов

Таблица 1

Наименование	Обозначение
1. (Исключен, Изм. N 2).
2. Электроды:
база с одним выводом
база с двумя выводами
Р -эмиттер с N- областью
N -эмиттер с P -областью
несколько Р -эмиттеров с N -областью
несколько N -эмиттеров с P -областью
коллектор с базой
несколько коллекторов, например, четыре коллектора на базе
3. Области:
область между проводниковыми слоями с различной электропроводностью
Переход от Р -области к N -области и наоборот
область собственной электропроводности (I -область):
1) между областями с электропроводностью разного типа PIN или NIP
2) между областями с электропроводностью одного типа PIP или NIN
3) между коллектором и областью с противоположной электропроводностью PIN или NIP
4) между коллектором и областью с электропроводностью того же типа PIP или NIN
4. Канал проводимости для полевых транзисторов:
обогащенного типа
обедненного типа
5. Переход PN
6. Переход NP
7. Р -канал на подложке N -типа, обогащенный тип
8. N -канал на подложке P -типа, обедненный тип
9. Затвор изолированный
10. Исток и сток
Примечание. Линия истока должна быть изображена на продолжении линии затвора, например:
11. Выводы полупроводниковых приборов:
электрически не соединенные с корпусом
электрически соединенные с корпусом
12. Вывод корпуса внешний. Допускается в месте присоединения к корпусу помещать точку

(Измененная редакция, Изм. N 2, 3).

3, 4. (Исключены, Изм. N 1).
________________
* Таблицы 2, 3. (Исключены, Изм. N 1).

5. Знаки, характеризующие физические свойства полупроводниковых приборов, приведены в табл.4.

Знаки, характеризующие физические свойства полупроводниковых приборов

Таблица 4

Наименование	Обозначение
1. Эффект туннельный
а) прямой
б) обращенный
2. Эффект лавинного пробоя:
а) односторонний
б) двухсторонний
3-8. (Исключены, Изм. N 2).
9. Эффект Шоттки

6. Примеры построения обозначений полупроводниковых диодов приведены в табл.5.

Примеры построения обозначений полупроводниковых диодов

Таблица 5

Наименование	Обозначение
Общее обозначение
2. Диод туннельный
3. Диод обращенный
4. Стабилитрон (диод лавинный выпрямительный)
а) односторонний
б) двухсторонний
5. Диод теплоэлектрический
6. Варикап (диод емкостной)
7. Диод двунаправленный
8. Модуль с несколькими (например, тремя) одинаковыми диодами с общим анодным и самостоятельными катодными выводами
8а. Модуль с несколькими одинаковыми диодами с общим катодным и самостоятельными анодными выводами
9. Диод Шоттки
10. Диод светоизлучающий

7. Обозначения тиристоров приведены в табл.6.

Обозначения тиристоров

Таблица 6

Наименование	Обозначение
1. Тиристор диодный, запираемый в обратном направлении
2. Тиристор диодный, проводящий в обратном направлении
3. Тиристор диодный симметричный
4. Тиристор триодный. Общее обозначение
5. Тиристор триодный, запираемый в обратном направлении с управлением:
по аноду
по катоду
6. Тиристор триодный выключаемый:
общее обозначение
запираемый в обратном направлении, с управлением по аноду
запираемый в обратном направлении, с управлением по катоду
7. Тиристор триодный, проводящий в обратном направлении:
общее обозначение
с управлением по аноду
с управлением по катоду
8. Тиристор триодный симметричный (двунаправленный) - триак
9. Тиристор тетроидный, запираемый в обратном направлении

Примечание. Допускается обозначение тиристора с управлением по аноду изображать в виде продолжения соответствующей стороны треугольника.

8. Примеры построения обозначений транзисторов с P-N- переходами приведены в табл.7.

Примеры построения обозначений транзисторов

Таблица 7

Наименование	Обозначение
1. Транзистор
а) типа PNP
б) типа NPN с выводом от внутреннего экрана
2. Транзистор типа NPN , коллектор соединен с корпусом
3. Транзистор лавинный типа NPN
4. Транзистор однопереходный с N -базой
5. Транзистор однопереходный с P -базой
6. Транзистор двухбазовый типа NPN
7. Транзистор двухбазовый типа PNIP с выводом от -области
8. Транзистор двухбазовый типа PNIP с выводом от -области
9. Транзистор многоэмиттерный типа NPN

Примечание. При выполнении схем допускается:

а) выполнять обозначения транзисторов в зеркальном изображении, например,

б) изображать корпус транзистора.

9. Примеры построения обозначений полевых транзисторов приведены в табл.8.

Примеры построения обозначений полевых транзисторов

Таблица 8

Наименование	Обозначение
1. Транзистор полевой с каналом типа N
2. Транзистор полевой с каналом типа P
3. Транзистор полевой с изолированным затвором без вывода от подложки:
а) обогащенного типа с Р- каналом
б) обогащенного типа с N- каналом
в) обедненного типа с Р- каналом
г) обедненного типа с N- каналом
4. Транзистор полевой с изолированным затвором обогащенного типа с N- каналом, с внутренним соединением истока и подложки
5. Транзистор полевой с изолированным затвором с выводом от подложки обогащенного типа с Р- каналом
6. Транзистор полевой с двумя изолированными затворами обедненного типа с Р- каналом с выводом от подложки
7. Транзистор полевой с затвором Шоттки
8. Транзистор полевой с двумя затворами Шоттки

Примечание. Допускается изображать корпус транзисторов.

10. Примеры построений обозначений фоточувствительных и излучающих полупроводниковых приборов приведены в табл.9.

Примеры построений обозначений фоточувствительных и излучающих полупроводниковых приборов

Таблица 9

Наименование	Обозначение
1. Фоторезистор:
а) общее обозначение
б) дифференциальный
2. Фотодиод
3. Фоторезистор
4. Фототранзистор:
а) типа PNP
б) типа NPN
5. Фотоэлемент
6. Фотобатарея

11. Примеры построения обозначений оптоэлектронных приборов приведены в табл.10

Примеры построения обозначений оптоэлектронных приборов

Таблица 10

Наименование	Обозначение
1. Оптрон диодный
2. Оптрон тиристорный
3. Оптрон резисторный
4. Прибор оптоэлектронный с фотодиодом и усилителем:
а) совмещенно
б) разнесенно
5. Прибор оптоэлектронный с фототранзистором:
а) с выводом от базы
б) без вывода от базы

В статье вы узнаете о том, какие существуют радиодетали. Обозначения на схеме согласно ГОСТу будут рассмотрены. Начать нужно с самых распространенных - резисторов и конденсаторов.

Чтобы собрать какую-либо конструкцию, необходимо знать, как выглядят в реальности радиодетали, а также как они обозначаются на электрических схемах. Существует очень много радиодеталей - транзисторы, конденсаторы, резисторы, диоды и пр.

Конденсаторы

Конденсаторы -- это детали, которые встречаются в любой конструкции без исключения. Обычно самые простые конденсаторы представляют собой две пластины из металла. И в качестве диэлектрического компонента выступает воздух. Сразу вспоминаются уроки физики в школе, когда проходили тему о конденсаторах. В качестве модели выступали две огромные плоские железки круглой формы. Их приближали друг к другу, затем отдаляли. И в каждом положении проводили замеры. Стоит отметить, что вместо воздуха может использоваться слюда, а также любой материал, который не проводит электрический ток. Обозначения радиодеталей на импортных принципиальных схемах отличается от ГОСТов, принятых в нашей стране.

Обратите внимание на то, что через обычные конденсаторы не проходит постоянный ток. С другой же стороны, через него проходит без особых трудностей. Учитывая это свойство, устанавливают конденсатор только там, где необходимо отделить переменную составляющую в постоянном токе. Следовательно, можно сделать схему замещения (по теореме Кирхгофа):

1. При работе на переменном токе конденсатор замещается отрезком проводника с нулевым сопротивлением.
2. При работе в цепи постоянного тока конденсатор замещается (нет, не емкостью!) сопротивлением.

Основной характеристикой конденсатора является электрическая емкость. Единица емкости - это Фарад. Она очень большая. На практике, как правило, используются которых измеряется в микрофарадах, нанофарадах, микрофарадах. На схемах конденсатор обозначается в виде двух параллельных черточек, от которых идут отводы.

Переменные конденсаторы

Существует и такой вид приборов, у которых емкость изменяется (в данном случае за счет того, что имеются подвижные пластины). Емкость зависит от размеров пластины (в формуле S - это ее площадь), а также от расстояния между электродами. В переменном конденсаторе с воздушным диэлектриком например, благодаря наличию подвижной части удается быстро менять площадь. Следовательно, будет меняться и емкость. А вот обозначение радиодеталей на зарубежных схемах несколько отличается. Резистор, например, на них изображается в виде ломаной кривой.

Постоянные конденсаторы

Эти элементы имеют отличия в конструкции, а также в материалах, из которых они изготовлены. Можно выделить самые популярные типы диэлектриков:

1. Воздух.
2. Слюда.
3. Керамика.

Но это касается исключительно неполярных элементов. Существуют еще электролитические конденсаторы (полярные). Именно у таких элементов очень большие емкости - начиная от десятых долей микрофарад и заканчивая несколькими тысячами. Кроме емкости у таких элементов существует еще один параметр - максимальное значение напряжения, при котором допускается его использование. Данные параметры прописываются на схемах и на корпусах конденсаторов.

на схемах

Стоит заметить, что в случае использования подстроечных или переменных конденсаторов указывается два значения - минимальная и максимальная емкость. По факту на корпусе всегда можно найти некоторый диапазон, в котором изменится емкость, если провернуть ось прибора от одного крайнего положения в другое.

Допустим, имеется переменный конденсатор с емкостью 9-240 (измерение по умолчанию в пикофарадах). Это значит, что при минимальном перекрытии пластин емкость составит 9 пФ. А при максимальном - 240 пФ. Стоит рассмотреть более детально обозначение радиодеталей на схеме и их название, чтобы уметь правильно читать технические документации.

Соединение конденсаторов

Сразу можно выделить три типа (всего существует именно столько) соединений элементов:

1. Последовательное - суммарная емкость всей цепочки вычислить достаточно просто. Она будет в этом случае равна произведению всех емкостей элементов, разделенному на их сумму.
2. Параллельное - в этом случае вычислить суммарную емкость еще проще. Необходимо сложить емкости всех входящих в цепочку конденсаторов.
3. Смешанное - в данном случае схема разбивается на несколько частей. Можно сказать, что упрощается - одна часть содержит только параллельно соединенные элементы, вторая - только последовательно.

И это только общие сведения о конденсаторах, на самом деле очень много о них можно рассказывать, приводить в пример занимательные эксперименты.

Резисторы: общие сведения

Эти элементы также можно встретить в любой конструкции - хоть в радиоприемнике, хоть в схеме управления на микроконтроллере. Это фарфоровая трубка, на которой с внешней стороны проведено напыление тонкой пленки металла (углерода - в частности, сажи). Впрочем, можно нанести даже графит - эффект будет аналогичный. Если резисторы имеют очень низкое сопротивление и высокую мощность, то используется в качестве проводящего слоя

Основная характеристика резистора - это сопротивление. Используется в электрических схемах для установки необходимого значения тока в определенных цепях. На уроках физики проводили сравнение с бочкой, наполненной водой: если изменять диаметр трубы, то можно регулировать скорость струи. Стоит отметить, что от толщины токопроводящего слоя зависит сопротивление. Чем тоньше этот слой, тем выше сопротивление. При этом условные обозначения радиодеталей на схемах не зависят от размеров элемента.

Постоянные резисторы

Что касается таких элементов, то можно выделить наиболее распространенные типы:

1. Металлизированные лакированные теплостойкие - сокращенно МЛТ.
2. Влагостойкие сопротивления - ВС.
3. Углеродистые лакированные малогабаритные - УЛМ.

У резисторов два основных параметра - мощность и сопротивление. Последний параметр измеряется в Омах. Но эта единица измерения крайне мала, поэтому на практике чаще встретите элементы, у которых сопротивление измеряется в мегаомах и килоомах. Мощность измеряется исключительно в Ваттах. Причем габариты элемента зависят от мощности. Чем она больше, тем крупнее элемент. А теперь о том, какое существует обозначение радиодеталей. На схемах импортных и отечественных устройств все элементы могут обозначаться по-разному.

На отечественных схемах резистор - это небольшой прямоугольник с соотношением сторон 1:3, его параметры прописываются либо сбоку (если расположен элемент вертикально), либо сверху (в случае горизонтального расположения). Сначала указывается латинская буква R, затем - порядковый номер резистора в схеме.

Переменный резистор (потенциометр)

Постоянные сопротивления имеют всего два вывода. А вот переменные - три. На электрических схемах и на корпусе элемента указывается сопротивление между двумя крайними контактами. А вот между средним и любым из крайних сопротивление будет меняться в зависимости от того, в каком положении находится ось резистора. При этом если подключить два омметра, то можно увидеть, как будет меняться показание одного в меньшую сторону, а второго - в большую. Нужно понять, как читать схемы радиоэлектронных устройств. Обозначения радиодеталей тоже не лишним окажется знать.

Суммарное сопротивление (между крайними выводами) останется неизменным. Переменные резисторы используются для регулирования усиления (с их помощью меняете вы громкость в радиоприемниках, телевизорах). Кроме того, переменные резисторы активно используются в автомобилях. Это датчики уровня топлива, регуляторы скорости вращения электродвигателей, яркости освещения.

Соединение резисторов

В данном случае картина полностью обратна той, которая была у конденсаторов:

1. Последовательное соединение - сопротивление всех элементов в цепи складывается.
2. Параллельное соединение - произведение сопротивлений делится на сумму.
3. Смешанное - разбивается вся схема на более мелкие цепочки и вычисляется поэтапно.

На этом можно закрыть обзор резисторов и начать описывать самые интересные элементы - полупроводниковые (обозначения радиодеталей на схемах, ГОСТ для УГО, рассмотрены ниже).

Полупроводники

Это самая большая часть всех радиоэлементов, так как в число полупроводников входят не только стабилитроны, транзисторы, диоды, но и варикапы, вариконды, тиристоры, симисторы, микросхемы, и т. д. Да, микросхемы - это один кристалл, на котором может находиться великое множество радиоэлементов - и конденсаторов, и сопротивлений, и р-п-переходов.

Как вы знаете, есть проводники (металлы, например), диэлектрики (дерево, пластик, ткани). Могут быть различными обозначения радиодеталей на схеме (треугольник - это, скорее всего, диод или стабилитрон). Но стоит отметить, что треугольником без дополнительных элементов обозначается логическая земля в микропроцессорной технике.

Эти материалы либо проводят ток, либо нет, независимо от того, в каком агрегатном состоянии они находятся. Но существуют и полупроводники, свойства которых меняются в зависимости от конкретных условий. Это такие материалы, как кремний, германий. Кстати, стекло тоже можно отчасти отнести к полупроводникам - в нормальном состоянии оно не проводит ток, но вот при нагреве картина полностью обратная.

Диоды и стабилитроны

Полупроводниковый диод имеет всего два электрода: катод (отрицательный) и анод (положительный). Но какие же существуют особенности у этой радиодетали? Обозначения на схеме можете увидеть выше. Итак, вы подключаете источник питания плюсом к аноду и минусом к катоду. В этом случае электрический ток будет протекать от одного электрода к другому. Стоит отметить, что у элемента в этом случае крайне малое сопротивление. Теперь можно провести эксперимент и подключить батарею наоборот, тогда сопротивление току увеличивается в несколько раз, и он перестает идти. А если через диод направить переменный ток, то получится на выходе постоянный (правда, с небольшими пульсациями). При использовании мостовой схемы включения получается две полуволны (положительные).

Стабилитроны, как и диоды, имеют два электрода - катод и анод. В прямом включении этот элемент работает точно так же, как и рассмотренный выше диод. Но если пустить ток в обратном направлении, можно увидеть весьма интересную картину. Первоначально стабилитрон не пропускает через себя ток. Но когда напряжение достигает некоторого значения, происходит пробой, и элемент проводит ток. Это напряжение стабилизации. Очень хорошее свойство, благодаря которому получается добиться стабильного напряжения в цепях, полностью избавиться от колебаний, даже самых мелких. Обозначение радиодеталей на схемах - в виде треугольника, а у его вершины - черта, перпендикулярная высоте.

Транзисторы

Если диоды и стабилитроны можно иногда даже не встретить в конструкциях, то транзисторы вы найдете в любой (кроме У транзисторов три электрода:

1. База (сокращенно буквой "Б" обозначается).
2. Коллектор (К).
3. Эмиттер (Э).

Транзисторы могут работать в нескольких режимах, но чаще всего их используют в усилительном и ключевом (как выключатель). Можно провести сравнение с рупором - в базу крикнули, из коллектора вылетел усиленный голос. А за эмиттер держитесь рукой - это корпус. Основная характеристика транзисторов - коэффициент усиления (отношение тока коллектора и базы). Именно данный параметр наряду с множеством иных является основным для этой радиодетали. Обозначения на схеме у транзистора - вертикальная черта и две линии, подходящие к ней под углом. Можно выделить несколько наиболее распространенных видов транзисторов:

1. Полярные.
2. Биполярные.
3. Полевые.

Существуют также транзисторные сборки, состоящие из нескольких усилительных элементов. Вот такие самые распространенные существуют радиодетали. Обозначения на схеме были рассмотрены в статье.

Теперь давайте узнаем о том, какие бывают полевые транзисторы. Полевые транзисторы очень распространены как в старой схемотехнике, так и в современной. Сейчас в большей степени используются приборы с изолированным затвором, о типах полевых транзисторов и их особенностях сегодня мы и поговорим. В статье я буду проводить сравнение с биполярными транзисторами, в отдельных местах.

Определение

Полевой транзистор - это полупроводниковый полностью управляемый ключ, управляемый электрическим полем. Это главное отличие с точки зрения практики от биполярных транзисторов, которые управляются током. Электрическое поле создается напряжением, приложенным к затвору относительно истока. Полярность управляющего напряжения зависит от типа канала транзистора. Здесь прослеживается хорошая аналогия с электронными вакуумными лампами.

Другое название полевых транзисторов - униполярные. «УНО» - значит один. В полевых транзисторах в зависимости от типа канала ток осуществляется только одним типом носителей дырками или электронами. В биполярных транзисторах ток формировался из двух типов носителей зарядов - электронов и дырок, независимо от типа приборов. Полевые транзисторы в общем случае можно разделить на:

транзисторы с управляющим p-n-переходом;

транзисторы с изолированным затвором.

И те и другие могут быть n-канальными и p-канальными, к затвору первых нужно прикладывать положительное управляющее напряжение для открытия ключа, а для вторых - отрицательное относительно истока.

У всех типов полевых транзисторов есть три вывода (иногда 4, но редко, я встречал только на советских и он был соединен с корпусом).

1. Исток (источник носителей заряда, аналог эмиттера на биполярном).

2. Сток (приемник носителей заряда от истока, аналог коллектора биполярного транзистора).

3. Затвор (управляющий электрод, аналог сетки на лампах и базы на биполярных транзисторах).

Транзистор с управляющим pn-переходом

Транзистор состоит из таких областей:

4. Затвор.

На изображении вы видите схематическую структуру такого транзистора, выводы соединены с металлизированными участками затвора, истока и стока. На конкретной схеме (это p-канальный прибор) затвор - это n-слой, имеет меньше удельное сопротивление, чем область канала (p-слой), а область p-n-перехода в большей степени расположена в p-области по этой причине.

а - полевой транзистор n-типа, б - полевой транзистор p-типа

Чтобы легче было запомнить, вспомните обозначение диода, где стрелка указывает от p-области в n-область. Здесь также.

Первое состояние - приложим внешнее напряжение.

Если к такому транзистору приложить напряжение, к стоку плюс, а к истоку минус, через него потечет ток большой величины, он будет ограничен только сопротивлением канала, внешними сопротивлениями и внутренним сопротивлением источника питания. Можно провести аналогию с нормально-замкнутым ключом. Этот ток называется Iснач или начальный ток стока при Uзи=0.

Полевой транзистор с управляющим p-n-переходом, без приложенного управляющего напряжения к затвору является максимально открытым.

Напряжение к стоку и истоку прикладывается таким образом:

Через исток вводятся основные носители зарядов!

Это значит, что если транзистор p-канальный, то к истоку подключают положительный вывод источника питания, т.к. основными носителями являются дырки (положительные носители зарядов) - это так называемая дырочная проводимость. Если транзистор n-канальный к истоку подключают отрицательный вывод источника питания, т.к. в нем основными носителями заряда являются электроны (отрицательные носители зарядов).

Исток - источник основных носителей заряда.

Вот результаты моделирования такой ситуации. Слева расположен p-канальный, а справа n-канальный транзистор.

Второе состояние - подаём напряжение на затвор

При подаче положительного напряжения на затвор относительно истока (Uзи) для p-канального и отрицательное для n-канального, он смещается в обратном направлении, область p-n-перехода расширяется в сторону канала. В резльтате чего ширина канала уменьшается, ток снижается. Напряжение затвора, при котором ток через ключ перестает протекать называется, напряжением отсечки.

Достигнуто напряжение отсечки, и ключ полностью закрыт. На картинке с результатами моделирования отображено такое состояние для p-канального (слева) и n-канального (справа) ключа. Кстати на английском языке такой транзистор называется JFET.

Рабочий режим транзистора при напряжение Uзи либо нулевое, либо обратное. За счет обратного напряжения можно «прикрывать транзистор», используется в усилителях класса А и прочих схемах где нужно плавное регулирование.

Режим отсечки наступает, когда Uзи=Uотсечки для каждого транзистора оно своё, но в любом случае прикладывается в обратном направлении.

Характеристики, ВАХ

Выходной характеристикой называют график, на котором изображена зависимость тока стока от Uси (приложенного к выводам стока и истока), при различных напряжениях затвора.

Можно разбить на три области. Вначале (в левой части графика) мы видим омическую область - в этом промежутке транзистор ведет себя как резистор, ток возрастает почти линейно, доходя до определенного уровня, переходит в область насыщения (в центре графика).

В правой части график мы видим, что ток опять начинает расти, это область пробоя, здесь транзистор находиться не должен. Самая верхняя ветвь изображенная на рисунке - это ток при нулевом Uзи, мы видим, что ток здесь самый большой.

Чем больше напряжение Uзи, тем меньше ток стока. Каждая из ветвей отличается на 0.5 вольта на затворе. Что мы подтвердили моделированием.

Здесь изображена стоко-затворная характеристика, т.е. зависимость тока стока от напряжения на затворе при одинаковом напряжении стока-исток (в данном примере 10В), здесь шаг сетки также 0.5В, мы опять видим что чем ближе напряжение Uзи к 0, тем больший ток стока.

В биполярных транзисторах был такой параметр как коэффициент передачи тока или коэффициент усиления, он обозначался как B или H21э или Hfe. В полевых же для отображения способности усиливать напряжение используется крутизна обозначается буквой S

То есть крутизна показывает, насколько миллиАмпер (или Ампер) растёт ток стока при увеличении напряжения затвор-исток на количество Вольт при неизменяемом напряжении сток-исток. Её можно вычислить исходя из стоко-затворной характеристики, на приведенном выше примере крутизна равняется порядка 8 мА/В.

Схемы включения

Как и у биполярных транзисторов есть три типовых схемы включения:

1. С общим истоком (а). Используется чаще всех, даёт усиление по току и мощности.

2. С общим затвором (б). Редко используется, низкое входное сопротивления, усиления нет.

3. С общим стоком (в). Усиление по напряжению близко к 1, большое входное сопротивление, а выходное низкое. Другое название - истоковый повторитель.

Особенности, преимущества, недостатки

Главное преимущество полевого транзистора высокое входное сопротивление . Входное сопротивление это отношения тока к напряжению затвор-исток. Принцип действия лежит в управлении с помощью электрического поля, а оно образуется при приложении напряжения. То есть полевые транзисторы управляются напряжением .

• практически не потребляет тока управления, это снижает потери управления, искажения сигнала, перегрузку по току источника сигнала…

В среднем частотные характеристики полевых транзисторов лучше, чем у биполярных , это связано с тем, что нужно меньше времени на «рассасывание» носителей заряда в областях биполярного транзистора. Некоторые современные биполярные транзисторы могут и превосходить полевые, это связано с использованием более совершенных технологий, уменьшения ширины базы и прочего.

Низкий уровень шумов у полевых транзисторов обусловлен отсутствием процесса инжекции зарядов, как у биполярных.

Стабильность при изменении температуры.

Малое потребление мощности в проводящем состоянии - больший КПД ваших устройств.

Простейший пример использования высокого входного сопротивление - это приборы согласователи для подключения электроакустических гитар с пьезозвукоснимателями и электрогитар с электромагнитными звукоснимателями к линейным входам с низким входным сопротивлением.

Низкое входное сопротивление может вызвать просадки входного сигнала, исказив его форму в разной степени в зависимости от частоты сигнала. Это значит что нужно этого избежать, введя каскад с высоким входным сопротивлением. Вот простейшая схема такого устройства. Подойдет для подключения электрогитар в линейный вход аудио-карты компьютера. С ней звук станет ярче, а тембр богаче.

Главным недостатком является то, что такие транзисторы боятся статики. Вы можете взять наэлектризованными руками элемент, и он тут же выйдет из строя, это и есть следствие управления ключом с помощью поля. С ними рекомендуют работать в диэлектрических перчатках, подключенным через специальный браслет к заземлению, низковольтным паяльником с изолированным жалом, а выводы транзистора можно обвязать проволокой, чтобы закоротить их на время монтажа.

Современные приборы практически не боятся этого, поскольку по входу в них могут быть встроены защитные устройства типа стабилитронов, которые срабатывают при превышении напряжения.

Иногда у начинающих радиолюбителей опасения доходят до абсурда, типа надевания на голову шапочек из фольги. Всё описанное выше хоть и является обязательным к исполнению, но не соблюдение каких либо условий не гарантирует выход из строя прибора.

Полевые транзисторы с изолированным затвором

Этот вид транзисторов активно используется в качестве полупроводниковых управляемых ключей. Причем работают они чаще всего именно в ключевом режиме (два положения «вкл» и «выкл»). У них есть несколько названий:

1. МДП-транзистор (метал-диэлектрик-полупроводник).

2. МОП-транзистор (метал-окисел-полупроводник).

3. MOSFET-транзистор (metal-oxide-semiconductor).

Запомните - это лишь вариации одного названия. Диэлектрик, или как его еще называют окисел, играет роль изолятора для затвора. На схеме ниже изолятор изображен между n-областью около затвора и затвором в виде белой зоны с точками. Он выполнен из диоксида кремния.

Диэлектрик исключает электрический контакт между электродом затвора и подложкой. В отличие от управляющего p-n-перехода он работает не на принципе расширения перехода и перекрытия канала, а на принципе изменения концентрации носителей заряда в полупроводнике под действием внешнего электрического поля. МОП-транзисторы бывают двух типов:

1. Со встроенным каналом.

2. С индуцированным каналом

На схеме вы видите транзистор с встроенным каналом. Из неё уже можно догадаться, что принцип его работы напоминает полевой транзистор с управляющим p-n-переходом, т.е. когда напряжение затвора равно нулю - ток протекает через ключ.

Около истока и стока созданы две области с повышенным содержанием примесных носителей заряда (n+) с повышенной проводимостью. Подложкой называется основание P-типа (в данном случае).

Обратите внимание, что кристалл (подложка) соединена с истоком, на многих условных графических обозначениях он так и рисуется. При повышении напряжения на затворе в канале возникает поперечное электрическое поле, оно отталкивает носители зарядов (электроны) и канал закрывается при достижении порогового Uзи.

При подаче отрицательного напряжения затвор-исток ток стока падает, транзистор начинает закрывать - это называется режим обеднения.

При подаче положительного напряжения на затвор-исток происходит обратный процесс - электроны притягиваются, ток возрастает. Это режим обогащения.

Всё вышесказанное справедливо для МОП-транзисторов со встроенным каналом N-типа. Если канал p-типа все слова «электроны» заменяются на «дырки», полярности напряжения изменяются на противоположные.

Согласно datasheet на этот транзистор пороговое напряжение затвор-исток у нас в районе одного вольта, а типовое его значение - 1.2 В, проверим это.

Ток стал в микроамперах. Если еще немного повысить напряжение, он исчезнет полностью.

Я выбрал транзистор наугад, и мне попался достаточно чувствительный прибор. Попробую изменить полярность напряжения, чтобы на затворе был положительный потенциал, проверим режим обогащения.

При напряжении на затворе 1В ток увеличился в четыре раза, по сравнению с тем, что был при 0В (первая картинка в этом разделе). Отсюда следует, что в отличие от предыдущего типа транзисторов и биполярных транзисторов он без дополнительной обвязки может работать как на повышение тока, так и на понижение. Это заявление весьма грубо, но в первом приближении имеет право на существование.

Здесь всё практически так же как и в транзисторе с управляющим переходом, за исключением наличия режима обогащения в выходной характеристике.

На стоко-затворной характеристике четко видно, что отрицательное напряжение вызывает режим обеднение и закрытие ключа, а положительное напряжение на затворе - обогащение и большее открытие ключа.

МОП-транзисторы с индуцированным каналом не проводят ток при отсутствии напряжения на затворе, вернее ток есть, но он крайне мал, т.к. это обратный ток между подложкой и высоколегированными участками стока и истока.

Полевой транзистор с изолированным затвором и индуцированным каналом аналог нормально-разомкнутого ключа, ток не протекает.

При наличии напряжения затвор-исток, т.к. мы рассматриваем n-тип индуцируемого канала то напряжение положительное, под действием поля притягиваются отрицательные носители зарядов в область затвора.

Так появляется «коридор» для электронов от истока к стоку, таким образом, появляется канал, транзистор открывается, и ток через него начинает протекать. Подложка у нас p-типа, в ней основными являются положительные носители зарядов (дырки), отрицательных носителей крайне мало, но под действием поля они отрываются от своих атомов, и начинается их движение. Отсюда отсутствие проводимости при отсутствии напряжения.

Выходная характеристика в точности повторяет такую же у предыдущих разница заключается лишь в том, что напряжения Uзи становятся положительными.

Стоко-затворная характеристика показывает то же самое, отличия опять-таки в напряжениях на затворе.

При рассмотрении вольтамперных характеристик крайне важно внимательно смотреть на величины, прописанные по осям.

На ключ подали напряжение 12 В, а на затворе у нас 0. Ток через транзистор не протекает.

Это значит, что транзистор полностью открыт, если бы его не было, ток в этой цепи составил бы 12/10=1.2 А. В дальнейшем я изучал как работает этот транзистор, и выяснил, что на 4-х вольтах он начинает открываться.

Добавляя по 0.1В, я заметил, что с каждой десятой вольта ток растёт всё больше и больше, и уже к 4.6 Вольта транзистор практически полностью открыт, разница с напряжением на затворе в 20В в токе стока всего лишь 41 мА, при 1.1 А - это чепуха.

Этот эксперимент отражает то, что транзистор с индуцированным каналом открывается только при достижении порогового напряжения, что позволяет ему отлично работать в качестве ключа в импульсных схемах. Собственно, IRF740 - один из наиболее распространенных .

Результаты измерений тока затвора показали, что действительно полевые транзисторы почти не потребляют управляющего тока. При напряжении в 4.6 вольта ток был, всего лишь, 888 нА (нано!!!).

При напряжении в 20В он составлял 3.55 мкА (микро). У биполярного транзистора он был бы порядка 10 мА, в зависимости от коэффициента усиления, что в десятки тысяч раз больше чем у полевого.

Не все ключи открываются такими напряжениями, это связано с конструкцией и особенностями схемотехники устройств где они применяются.

Разряженная ёмкость в первый момент времени требует большого зарядного тока, да и редкие управляющие устройства (шим-контроллеры и микроконтроллеры) имеют сильные выходы, поэтому используют драйверы для полевых затворов, как в полевых транзисторах, так и в (биполярный с изолированным затвором). Это такой усилитель, который преобразует входной сигнал в выходной такой величины и силы тока, достаточный для включения и выключения транзистора. Ток заряда также ограничивается последовательно соединенным с затвором резистором.

При этом некоторые затворы могут управляться и с порта микроконтроллера через резистор (тот же IRF740). Эту тему мы затрагивали .

Они напоминают полевые транзисторы с управляющим затвором, но отличаются тем, что на УГО, как и в самом транзисторе, затвор отделен от подложки, а стрелка в центре указывает на тип канала, но направлена от подложки к каналу, если это n-канальный mosfet - в сторону затвора и наоборот.

Для ключей с индуцированным каналом:

Может выглядеть так:

Обратите внимание на англоязычные названия выводов, в datasheet’ах и на схемах часто указываются они.

Для ключей со встроенным каналом: