Типы применения транзисторных устройств простые объяснения

Транзистор

Типы применения транзисторных устройств простые объяснения

Наименование «транзистор» ввел Джон Пирс, который сократил слова Трансферообразный reцистор. Что касается изобретения первого транзистора, все немного спорным и связаны с определением транзистора — полупроводниковый триод с тремя штифтами, в котором детали управления входного сигнала тока в электроцепи. Транзистор — это активный электронный компонент, который увеличивает, переключает и видоизменяет электрические сигналы. Потому как на протяжении долгого времени разные ученые так или иначе приближались в собственных экспериментах к устройству со одинаковыми параметрами, нельзя определенно предположить, кто изобрел современный транзистор. Безусловно то, что в лабораториях Bell (Bell labs) Уильям Шоттки, Уолтер Братин и Джон Бардин создали первый биполярный транзистор во второй половине 40-ых годов XX века. В 1956 г. они получили Нобелевскую премию в области физики за исследования полупроводников и «открытие» транзистора. Транзистор состоит из 3-х постепенно скреплённых зон с различными переходами PNP и NPN..

транзистор

Эти три зоны называются эмиттером, коллектором и базой биполярного транзистора исходя из этого. Наименование транзистор сначала применялось для резистора, управляемого напряжением. Практически транзистор можно представить как сопротивление, которое можно настраивать напряжением одного из электродов. Транзистор — это активный изделие из полупроводниковых материалов, который применяется фактически во всех электронных устройствах. Большинство транзисторов применяются как важная часть интегральных схем и достигают миллионов транзисторов, интегрированных в один полупроводниковый кристалл. Каждый год производятся миллиарды независимых транзисторов, а еще много микросхем, также кроме транзисторов, резисторы, конденсаторы и т. Д..

Три важные схемы подсоединения транзистора:

  • общий эмиттер — выполняет усиление как по току, так и по напряжению (самая популярная схема);
  • Коллектор 0бш — выполняет усиление тока;
  • общая база — делает усиление напряжения.

По типу применяемого полупроводника транзисторы разделяют на кремний, германий, галлий, арсенид галлия, полупроводниковые полимерные материалы и т. Д..

По мощности транзисторы разделяют на:

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

Типы транзисторов

Транзисторы бывают самыми разными, по этой причине остановимся исключительно на очень популярных типах:

биполярные транзисторы;

Это самые популярные дискретные полупроводниковые устройства. Наименование происходит от того, что их проводимость выполняется 2-мя (би) типами носителей тока — электронами и дырками. Биполярный транзистор собой представляет полупроводник с 2-мя PN-переходами и трехслойной полупроводниковой структурой с различной проводимостью некоторых слоев. Существует два типа биполярных транзисторов: с переходом PNP и переходом NPN. Два конечных слоя биполярного транзистора называются эмиттером и коллектором, а слой который находится по середине именуется базой. База имеет проводимость, противоположную проводимости эмиттера и коллектора. В основном, нужно сказать, что биполярный транзистор собой представляет изделие из полупроводниковых материалов, управляемый током.

независимо от способа подсоединения в схеме биполярный транзистор имеет схему управления переходом база-эмиттер, исходя из этого управляемая схема — коллектор-эмиттер. В зависимости от механизма движения носителей тока биполярные транзисторы могут быть диффузными и дрейфующими, а по способу их изготовления различают сплавные, мезатранзисторы, преобразовательные и иные. Биполярные транзисторы как правило применяются в качестве усилителей в электронных схемах. Два или более биполярных транзистора могут быть соединены так, чтобы образовать трехконтактный усилитель. Это называют составным транзистором. Эта схема применяется, когда мы хотим получить более большой коэффициент усиления по току. Еще одна часто применяемая схема, позволяющая усиление тока, — это схема Дарлингтона. Очень часто подключаются транзисторы, любой из них мощнее предыдущего. Схема гарантирует высокий коэффициент усиления по току, но сложно достигнуть ее термической стабильности..

полевой транзистор;

Для выводов полевых транзисторов применяются английские названия «исток», «затвор» и «сток». По собственным электрическим свойствам полевые транзисторы близки к свойствам электронных ламп пентодного типа. Полевые транзисторы имеют высокое входное сопротивление и могут применяться в качестве резисторов с регулируемым напряжением. Полевой транзистор имеет электрическую проводимость активной области между 2-мя электродами — канал, намеренно созданный в полупроводниковом материале, управляемый электрическим полем, создаваемым третьим электродом. Канал в полевом транзисторе обогащается электронами, и потом получается N-проводимость, или он обедняется электронами для получения P-проводимости.

Канал проводимости окружен противоположным образом, и появляется PN переход. В зависимости от изоляции между затвором и истоком есть транзистор с изолированным затвором, говоря иначе МОП-транзистор (металл-оксидный полупроводник) и транзисторы с PN-переходом, в которых затвор и канал образовывают NP-переход. В зависимости от проводимости канала у нас есть P-канал (электронная проводимость) и N-канал (дырочная проводимость). Все зависит от количества затворов у нас есть транзисторы с одним и 2-мя затворами. Двухзатворный транзистор имеет характеристики, близкие к гептоду электронной лампы. Также есть TFT-транзистор — довольно тонкий транзистор из аморфного кремния, полевой транзистор MOSFET и многое иное. Но все таки, МОП-транзистор остается очень часто применяемым..

Транзистор шоттки

Названный в честь немецкого физика Вальтера Шоттки, этот транзистор получается при подключении диода Шоттки между коллектором и базой привычного транзистора. Это нацелено на увеличение скорости транзистора. Эта схема работает в импульсном режиме. В нормальном режиме усиления диод заблокирован и не оказывает влияние на работу транзистора, но когда при входе идут короткоживущие импульсы 3-5 В, диод Шоттки разблокируется и часть входного тока отводится через него, предотвращая таким образом большой изобилие базы неосновными носителями тока, задерживающее время переключения транзистора.

иные транзисторы.

IGBT — наименование IGBT происходит от Биполярный транзистор с изолированным затвором . IGBT — это трехэлектродный биполярный мощный электронный компонент, применяемый в основном в качестве мощного электронного переключателя в импульсных источниках питания, инверторах и в системах управления электрическими приводами..

JFET — это полевой транзистор с руководящим PN переходом. Наименование JFET происходит от Поле перехода — транзистор эффектов. В транзисторах JFET выходной ток регулируется входным напряжением..

МОП-транзистор — полевой транзистор металл — оксид — полупроводник (полевой транзистор металл-оксид-полупроводник). Это электронная версия ключа. MOS-переключатели широко применяются в компьютерах, процессорах, запоминающих устройствах, периферийных устройствах и остальных устройствах. Плюсы: высокое входное сопротивление, невысокое потребление энергии, прекрасная температурная стабильность, невысокая чувствительность к излучению. Они применяются в силовой электронике, звуковом оборудовании, медицинской электронике, интегральных схемах, компьютерах, машиностроении, авиации, космической промышленности, домашней технике и многом другом. Может быть 2-ух типов: P-канальный MOS-P-FET и N-канальный MOS-N-FET исходя из этого..

Фототранзистор — высокочувствительный полупроводниковый малоинерционный преобразователь световых сигналов в электрические. Фототранзисторы могут усиливать переменный ток, генерируемый светом. Фототранзисторы лучше фотодиодов, когда потребуется высокая выходная мощность. Падающий луч света применяется как излучатель.

У нас есть и иные транзисторы, которые применяются при создании электронных схем, например: VMOS, LDMOS, EOSFET, MODFET, MESFET и т. Д..

Самое большое использование в современной цифровой технике — МОП-транзистор, потому как его размер регулярно уменьшается. Размер современных MOSFET-транзисторов может составлять от 90 до 8 нанометров. В кристалле размером 1-2 кв. можно собрать несколько миллиардов полевых МОП-транзисторов. Уменьшение размера транзисторов увеличивает их скорость и, поэтому, скорость процессоров, что помогает уменьшению потребления энергии и тепловыделения. Он также включает применение трехмерных интегральных схем, что дополнительно делает лучше продуктивность и увеличивает продуктивность процессора более чем на 30%..

Транзисторы удачно заменили раньше применявшиеся вакуумные электронные лампы, благодаря собственным положительным качествам, таким как маленький размер, возможность большой степени автоматизации процессов производства, что приводит к удешевлению изготавливаемых элементов, очень длительный эксплуатационный срок, надёжность, возможность комбинирования с разными дополнительные устройства и др..

5. Важные параметры транзисторов.

  • максимально допустимая рассеиваемая мощность — самая большая мощность, которая может быть отдана в коллектор, не повредив его;
  • максимально допустимое напряжение коллектор-база и коллектор-эмиттер — максимальное напряжение, какое может быть приложено между соответствующими выводами транзистора без его повреждения;
  • максимально допустимый ток коллектора — самый большой ток коллектора, который может протекать очень долго, не повредив его;
  • транзитная частота — самая большая частота в схеме OB (общая база), при которой нынешний прирост станет меньше на 30%;
  • частота среза — самая большая частота в цепи ОЭ (общий эмиттер), при которой показатель усиления по току станет меньше на 30%;
  • показатель усиления по току — показывает, во сколько раз ток коллектора больше, чем ток входной базы в цепи OE.

Источник: blog.vikiwat.com

Рекомендованные статьи

Добавить комментарий