Transistors kunnen effectief worden gebruikt als schakelaars in elektronische circuits door de stroomstroom tussen twee aansluitingen te regelen (meestal collector en emitter voor bipolaire junctie-transistors). Zo werkt het: wanneer een kleine stroom of spanning wordt aangelegd op de basisaansluiting van de transistor, zorgt dit ervoor dat er een grotere stroom vloeit tussen de collector- en emitteraansluitingen. Dit besturingsmechanisme zorgt ervoor dat transistors kunnen werken als schakelaars die kunnen worden in- (geleidende toestand) of uitgeschakeld (niet-geleidende toestand) op basis van het ingangssignaal aan de basis.
Om te begrijpen hoe een transistor als schakelaar werkt, kunt u een typische NPN-transistoropstelling overwegen. Wanneer in een NPN-transistor een kleine stroom wordt toegepast op de basis (P-type), kan er een veel grotere stroom stromen van de collector (N-type) naar de emitter (N-type). Deze schakelactie vindt plaats omdat de basis-emitterovergang voorwaarts wordt voorgespannen, waardoor stroom van de collector naar de emitter kan stromen. Wanneer er geen stroom wordt toegevoerd aan de basis, bevindt de transistor zich in de uit-toestand en vloeit er zeer weinig stroom van collector naar emitter.
Transistors vinden talloze toepassingen als schakelaars in elektronische schakelingen:
- Digitale logische circuits: Transistors zijn fundamentele componenten in digitale logische poorten en circuits, waar ze schakelen tussen toestanden (aan/uit) om binaire waarden (0 en 1) weer te geven.
- Vermogensregeling: Transistors worden gebruikt om de stroom te regelen die wordt geleverd aan belastingen zoals motoren, lampen en verwarmingen. Door de transistor aan of uit te zetten, kan de stroom die naar de belasting vloeit worden geregeld.
- Signaalschakeling: Transistors kunnen signalen in elektronische circuits schakelen en signalen naar verschillende paden routeren op basis van besturingssignalen die op de basisterminal worden toegepast. Dit is handig bij toepassingen voor het schakelen tussen audio en video.
Transistors kunnen fungeren als versterkers of schakelaars, afhankelijk van hoe ze voorgespannen zijn en geconfigureerd in een circuit. Als versterkers versterken transistors kleine ingangssignalen tot grotere uitgangssignalen. In de schakelmodus regelen transistors de stroom of signalen tussen hun aansluitingen. Bij schakeltoepassingen worden transistors doorgaans in verzadiging (aan-status) of afgesneden (uit-status) gebruikt, afhankelijk van de gewenste uitvoer en de kenmerken van de belasting die wordt geregeld.
Het gebruik van een transistor als schakelaar voor een motor houdt in dat de motor wordt aangesloten op de collector en de voeding wordt aangesloten op de emitter van de transistor. De basis van de transistor is verbonden met een stuursignaal (meestal via een weerstand om de stroom te beperken). Wanneer het stuursignaal op de basis wordt toegepast, wordt de transistor ingeschakeld, waardoor er stroom van de emitter naar de collector kan vloeien en zo de motor van stroom wordt voorzien. Wanneer het stuursignaal wordt verwijderd of verminderd, wordt de transistor uitgeschakeld, waardoor de stroom naar de motor wordt afgesloten en de werking ervan wordt stopgezet. Deze schakelmethode maakt een efficiënte besturing van motoren en andere apparaten met hoge stroomsterkte in elektronische circuits en automatiseringssystemen mogelijk.
