транзистор

  1. Типы транзисторов
  2. биполярные транзисторы;
  3. полевой транзистор;
  4. Транзистор Шоттки
  5. другие транзисторы.

Название «транзистор» было введено Джоном Пирсом, который сократил слова поперечный резистор. Об изобретении первого транзистор Дела немного спорные и связаны с определением транзистора - полупроводник триода с тремя терминалами, в которых вход управляет током в цепи. Транзистор является активным электронным элементом, который выполняет усиление, переключение и преобразование электрических сигналов. Поскольку ученые так или иначе приблизились к экспериментам с устройством с аналогичными характеристиками, вряд ли можно согласиться с тем, кто изобрел современный транзистор. Не вызывает сомнений то, что Уильям Шоттки, Уолтер Братейн и Джон Бардин создали первый биполярный транзистор в лабораториях Белла в 1947 году. В 1956 году им присуждается Нобелевская премия по физике за исследования полупроводников и «обнаружение» транзистора. Транзистор состоит из 3 последовательно соединенных зон с разными PNP и NPN переходами. Название «транзистор» было введено Джоном Пирсом, который сократил слова поперечный резистор

транзистор

Эти три зоны называются эмиттером, коллектором и биполярным транзистором. Первоначально название транзистор был использован для резистора, управляемого напряжением. Фактически, транзистор может быть представлен как резистор, который можно регулировать напряжением одного из электродов. Транзистор является активным полупроводниковым элементом, который используется практически во всех электронных устройствах. Большинство транзисторов используются в качестве компонента интегральных схем и могут достигать миллионов транзисторов, встроенных в полупроводниковый чип. Ежегодно производятся миллиарды отдельных транзисторов, а также все больше микросхем, включая транзисторы, резисторы, конденсаторы и многое другое.

Три основные схемы подключения транзисторов:

  • общий эмиттер - усиливает как ток, так и напряжение (наиболее распространенная схема);

общий эмиттер - усиливает как ток, так и напряжение (наиболее распространенная схема);

  • Коллектор коллектор - выполняет усиление тока;

Коллектор коллектор - выполняет усиление тока;

  • общая база - выполняет усиление напряжения.

общая база - выполняет усиление напряжения

В зависимости от типа используемого полупроводника, транзисторы делятся на кремний, германий, галлий, арсенид-галлий, полупроводниковые полимеры и другие.

По мощности транзисторы делятся на:

  • транзисторы малой мощности - до 100 мВт;
  • транзисторы средней мощности - от 0,1 до 1 Вт;
  • мощные транзисторы - более 1 Вт.

Типы транзисторов

Транзисторы могут быть очень разнообразными, поэтому мы сосредоточимся только на наиболее распространенных типах:

  • биполярные транзисторы;

Это наиболее распространенные дискретные полупроводниковые элементы. Название происходит от того, что их проводимость осуществляется двумя (би) типами электронов и электронов и дырок. Биполярный транзистор представляет собой полупроводник с двумя PN-переходами и трехслойной полупроводниковой структурой с различной проводимостью отдельных слоев. Существует два типа биполярных транзисторов: PNP-переход и NPN-переход. Два клеммных слоя биполярного транзистора называются эмиттером и коллектором, а средний слой является основанием. База имеет проводимость, противодействующую проводимости эмиттера и коллектора. Как правило, следует отметить, что биполярный транзистор представляет собой полупроводниковый элемент, который управляется током.

Независимо от схемы подключения на схеме, биполярный транзистор имеет переход база-эмиттер для цепи управления, соответственно, управляемая цепь является эмиттер-коллектор. В зависимости от механизма движения тюнеров, биполярные транзисторы могут быть диффузными и дрейфующими, и по способу их изготовления мы различаем сплавы, мезатранзисторы, преобразователи и т. Д. Биполярные транзисторы в основном используются в качестве усилителей в электронных схемах. Два или более биполярных транзистора могут быть подключены в режиме трехполюсного усилителя. Это называется композитный транзистор. Эта схема применяется, когда мы хотим получить более высокий коэффициент усиления. Другая широко используемая схема, которая допускает усиление тока, - это схема Дарлингтона. К нему подключено большинство транзисторов, каждый из которых более мощный, чем предыдущий. Схема гарантирует высокий коэффициент усиления, но ее термическая стабильность затруднена.

  • полевой транзистор;

Для клемм полевых транзисторов английские названия используются как источники, затвор и сток. Электрические характеристики полевых транзисторов аналогичны характеристикам электронных ламп типа Pentod. Полевые транзисторы имеют высокое входное сопротивление и могут использоваться в качестве управляемых напряжением резисторов. Поле транзистор между двумя электродами имеется электрическая проводимость активной области - канал, специально созданный в полупроводниковом материале, управляемый электрическим полем, создаваемым третьим электродом. Канал в полевом транзисторе обогащен электронами, а затем получается N проводимости или электроны истощаются для получения P проводимости.

Окружающий канал проводимости противоположен, и происходит PN-переход. В зависимости от изоляции между затвором и истоком существует транзистор с изолированным затвором, такой как металлооксидный полупроводник, и PN-транзисторы, в которых затвор и канал образуют NP-переход. В зависимости от проводимости канала у нас есть P-канал (электронная проводимость) и N-канал (дырочная проводимость). В зависимости от количества затворов у нас есть односторонние двусторонние транзисторы. Двухпроводной транзистор имеет характеристики, аналогичные лампам с электронным гептодом. Также имеется TFT-транзистор - очень тонкий транзистор из аморфного кремния, полевой транзистор MOSFET и многое другое. Однако наиболее часто используемым остается МОП-транзистор.

  • Транзистор Шоттки

Названный немецким физиком Вальтером Шоттки, этот транзистор получается, когда диод Шоттки подключен между коллектором и простой транзисторной базой. Это для увеличения производительности транзистора. Эта схема работает в импульсном режиме. В обычном режиме усиления диод засорен и не влияет на работу транзистора, однако, когда на входы подают кратковременные импульсы 3-5 В, диод Шоттки отключается и часть входного тока отклоняется через него, таким образом предотвращая высокий насыщение базы неядерными транзисторами, задержка времени переключения транзистора.

  • другие транзисторы.

IGBT - Название IGBT происходит от биполярного транзистора с изолированным затвором . IGBT - это трехзначный биполярный мощный электронный элемент, используемый в основном в качестве мощного электронного переключателя в импульсных источниках питания, инверторах и в системах управления электроприводами.

JFET s полевой транзистор с PN - переходным управлением. Название JFET происходит от Junction Field - Effect Transistor . В транзисторах JFET выходной ток контролируется входным напряжением.

МОП-транзистор - полевой транзистор металл-оксид-полупроводник ( транзистор металл-оксид-полупроводник с полевым эффектом). Это электронная версия ключа. Коммутаторы MOS широко используются в компьютерах, микропроцессорах, памяти, периферийных устройствах и т. Д. Преимущества: высокое входное сопротивление, низкое энергопотребление, лучшая температурная стабильность, низкая чувствительность к излучению. Они используются в силовой электронике, аудиоаппаратуре, медицинской электронике, интегральных микросхемах, компьютерной, автомобильной, авиационной, космической промышленности, бытовой технике и многом другом. Может быть двух типов: P-канальный MOS-P-FET и N-канальный MOS-N-FET соответственно.

фототранзистор Высокочувствительный полупроводниковый миниинтерфейс для световых сигналов в электротехнике. Фототранзисторы могут усиливать электрический поток, генерируемый светом. Фототранзисторы предпочтительнее фотодиодов, когда требуется высокая выходная мощность. Для излучателя используется падающий луч.

Для излучателя используется падающий луч

У нас также есть другие транзисторы, которые используются для создания электронных схем, такие как: VMOS, LDMOS, EOSFET, MODFET, MESFET и другие.

Наибольшее применение в современной цифровой технологии находит МОП-транзистор, поскольку его размеры постоянно уменьшаются. Размер современных МОП-транзисторов составляет от 90 до 8 нанометров. В одном кристалле размером 1-2 квадратных сантиметра. Несколько миллиардов MOSFET могут быть собраны. Уменьшение размеров транзисторов увеличивает их производительность и, следовательно, скорость работы процессоров, способствуя снижению энергопотребления и рассеяния тепла. Использование трехмерных интегральных микросхем также повышает производительность и повышает производительность процессора более чем на 30%.

Транзисторы успешно вытеснили ранее использовавшиеся вакуумные трубки из-за их преимуществ, таких как небольшие размеры, возможность высокой степени автоматизации производственных процессов, что приводит к снижению стоимости изготавливаемых элементов, очень долгому сроку службы, прочности, возможности совмещения с различными дополнительные устройства и многое другое.

5. Основные параметры транзисторов

  • максимально допустимое рассеивание мощности - максимальная мощность, которую можно разряжать в коллекторе, не повреждая его;
  • максимально допустимое напряжение на базе коллектора и эмиттера - максимальное напряжение, которое может подаваться между соответствующими клеммами транзистора, не повреждая его;
  • максимально допустимый ток коллектора - самый большой ток коллектора, который может работать длительное время, не повреждая его;
  • транзитная частота - самая высокая частота в схеме OB (общая база), где усиление тока уменьшается на 30%;
  • Граничная частота - самая высокая частота в цепи ОЕ (общий эмиттер), где усиление тока уменьшается на 30%;
  • Коэффициент усиления по току - показывает, во сколько раз ток коллектора выше входного тока в цепи оригинального оборудования.