Классификация транзисторов по функциональному назначению
Транзисторы. Классификация, характеристики, принцип действия и назначение.
Транзи́стор (англ. transistor), полупроводниковый триод — радиоэлектронный компонент из полупроводникового материала, обычно с тремя выводами, позволяющий входным сигналам управлять током в электрической цепи. Обычно используется для усиления, генерации и преобразования электрических сигналов. В общем случае транзистором называют любое устройство, которое имитирует главное свойство транзистора изменения сигнала между двумя различными состояниями при изменении сигнала на управляющем электроде.
Классификация:
1.По основному полупроводниковому материалу:
Помимо основного полупроводникового материала, применяемого обычно в виде монокристалла, транзистор содержит в своей конструкции легирующие добавки к основному материалу, металлические выводы, изолирующие элементы, части корпуса (пластиковые или керамические). Иногда употребляются комбинированные наименования, частично описывающие материалы конкретной разновидности (например, «кремний на сапфире» или «металл-окисел-полупроводник»). Однако основными являются транзисторы на основе кремния, германия, арсенида галлия.
Другие материалы для транзисторов до недавнего времени не использовались. В настоящее время имеются транзисторы на основе, например, прозрачных полупроводников для использования в матрицах дисплеев. Перспективный материал для транзисторов — полупроводниковые полимеры.
2.1.1 n-p-n структуры, «обратной проводимости».
2.1.2 p-n-p структуры, «прямой проводимости»
В биполярном транзисторе носители заряда движутся от эмиттера через тонкую базу к коллектору. База отделена от эмиттера и коллектора pn переходами. Ток протекает через транзистор лишь тогда, когда носители заряда инжектируются из эмиттера в базу через pn переход. В базе они являются неосновными носителями заряда и легко проникают через другой pn переход между базой и коллектором, ускоряясь при этом. В самой базе носители заряда движутся за счет диффузионного механизма, поэтому база должна быть достаточно тонкой. Управления током между эмиттером и коллектором осуществляется изменением напряжения между базой и эмиттером, от которой зависят условия инжекции носителей заряда в базу.
2.2.1 с p-n переходом
2.2.2 с изолированным затвором
В полевом транзисторе ток протекает от истока до стока через канал под затвором. Канал существует в легированном полупроводнике в промежутке между затвором и нелегированной подложкой, в которой нет носителей заряда, и она не может проводить ток. Преимущественно под затвором существует область обеднения, в которой тоже нет носителей заряда благодаря образованию между легированным полупроводником и металлическим затвором контакта Шоттки. Таким образом ширина канала ограничена пространством между подложкой и областью обеднения. Приложенное к затвору напряжение увеличивает или уменьшает ширину области обеднения и, тем самым, ширину канала, контролируя ток.
2.4. Криогенные транзисторы (на эффекте Джозефсона
2.5. Многоэмиттерные транзисторы
2.6. Баллистические транзисторы
2.7. Одномолекулярный транзистор
По рассеиваемой в виде тепла мощности различают:
3.1маломощные транзисторы до 100 мВт
3.2транзисторы средней мощности от 0,1 до 1 Вт
3.3мощные транзисторы (больше 1 Вт).
4. По исполнению:
4.1 дискретные транзисторы:
4.1.1.1 Для свободного монтажа;
4.1.1.2 Для установки на радиатор;
4.1.1.3 Для автоматизированных систем пайки.
4.2 транзисторы в составе интегральных схем.
5. По материалу и конструкции корпуса:
6.1 Одноэлектронные транзисторы содержат квантовую точку (т. н. «остров») между двумя туннельными переходами. Ток туннелирования управляется напряжением на затворе, связанном с ним ёмкостной связью.[5]
Характерестики:
Принцип действия:
В полевых и биполярных транзисторах управление током в выходной цепи осуществляется за счёт изменения входного напряжения или тока. Небольшое изменение входных величин может приводить к существенно большему изменению выходного напряжения и тока. Это усилительное свойство транзисторов используется в аналоговой технике (аналоговые ТВ, радио, связь и т. п.). В настоящее время в аналоговой технике доминируют биполярные транзисторы (БТ) (международный термин — BJT, bipolar junction transistor). Другой важнейшей отраслью электроники является цифровая техника (логика, память, процессоры, компьютеры, цифровая связь и т. п.), где, напротив, биполярные транзисторы почти полностью вытеснены полевыми.
Назначение:
Вне зависимости от типа транзистора, принцип применения его един:
Источник питания питает электрической энергией нагрузку, которой может быть громкоговоритель, реле, лампа накаливания, вход другого, более мощного транзистора, электронной лампы и т. п. Именно источник питания даёт нужную мощность для «раскачки» нагрузки.
Транзистор же используется для ограничения силы тока, поступающего в нагрузку, и включается в разрыв между источником питания и нагрузкой. То есть транзистор представляет собой некий вариант полупроводникового резистора, сопротивление которого можно очень быстро изменять.
Выходное сопротивление транзистора меняется в зависимости от напряжения на управляющем электроде. Важно то, что это напряжение, а также сила тока, потребляемая входной цепью транзистора, гораздо меньше напряжения и силы тока в выходной цепи. Таким образом, за счёт контролируемого управления источником питания достигается усиление сигнала.
Если мощности входного сигнала недостаточно для «раскачки» входной цепи применяемого транзистора, или конкретный транзистор не даёт нужного усиления, применяют каскадное включение транзисторов, когда более чувствительный и менее мощный транзистор управляет энергией источника питания на входе более мощного транзистора. Также подключение выхода одного транзистора ко входу другого может использоваться в генераторных схемах типа мультивибратора. В этом случае применяются одинаковые по мощности транзисторы.
Транзистор применяется в:
1.Усилительных схемах. Работает, как правило, в усилительном режиме. Существуют экспериментальные разработки полностью цифровых усилителей, на основе ЦАП, состоящих из мощных транзисторов.Транзисторы в таких усилителях работают в ключевом режиме.
2.Генераторах сигналов. В зависимости от типа генератора транзистор может использоваться либо в ключевом (генерация прямоугольных сигналов), либо в усилительном режиме (генерация сигналов произвольной формы).
3.Электронных ключах. Транзисторы работают в ключевом режиме. Ключевые схемы можно условно назвать усилителями (регенераторами) цифровых сигналов. Иногда электронные ключи применяют и для управления силой тока в аналоговой нагрузке. Это делается, когда нагрузка обладает достаточно большой инерционностью, а напряжение и сила тока в ней регулируются не амплитудой, а шириной импульсов. На подобном принципе основаны бытовые диммеры для ламп накаливания и нагревательных приборов, а также импульсные источники питания.
Классификация системы обозначений транзисторов.
Согласно стандарту ОСТ 11.336.919-81 положено буквенно-числовое обозначение транзисторов:
1. буква или цифра
1 Г – германий и его соединения
2 К – кремний и его соединения
А – галлий и его соединения
И – для соединений И
2. Для обозначения подклассов транзистора:
Т –для биполярных
2-маломощные средней частоты
4-средней мощности низкочастотные
5-средней мощности среднечастотные
6-средней мощности высокочастотные
8-большой мощности средней частоты
9-большой мощности высокочастотные
4. Цифра от 0,1 до 999 номер порядковой разработки
5. Буквы русского алфавита от А до Я, кроме З,О,Ч
6. Классификация по электрическим параметрам транзистора
7. Цифра – обозначает конструктивные особенности транзистора
ГТ101А – германиевый биполярный маломощный низкочастотный, № разработки 01,гр. А
2Т339А-2 – кремниевый биполярный маломощный высокочастотный, №39, гр. А
Стары обозначения до 61 года.
Состоит из 2-х или 3-х элементов.
1-й элемент(буква) П- характеризует класс биполярных транзисторов МП – корпус металлический, способом холодной сварки
2-й элемент (цифра) от 1 до 99
1-99 германиевые маломощные низкочастотные
101-199 кремниевые маломощные низкочастотные
201-299 германиевые мощные низкочастотные
301-399 кремниевые мощные низкочастотные
401-499 германиевые маломощные ВЧ,СВЧ
501-599 кремниевые мощные ВЧ,СВЧ
601-699 германиевые мощные ВЧ,СВЧ
701-799 кремниевые мощные ВЧ,СВЧ
3-й элемент. Классификация по параметрам(буква)
| Тип транзистора | Расшифровка | Uкэ max. | Iк max | B | Ƒ гр | P max |
| КТ3102А | Кремневый, биполярный, маломощные ВЧ и СВЧ, парам. | 30В | 300 мА | 350 | 300мГц | 500 мВт |
| КТ315Б | Кремневый, биполярный, маломощные ВЧ и СВЧ, парам. | 20 В | 100 мА | 50-350 | 270 мГц | 150 мВт |
| КТ812Б | Кремневый, биполярный, большой мощности СЧ, парам. | 300 В | 8 А | 80 | 6-12 мГц | 50 мВт |
| П609 | биполярный, германиевый ВЧ и СВЧ. | 25 В | 300 мА | 60 | 120 мГц | 1 Вт |
| КТ203Б | Кремневый, биполярный, маломощный транзистор, СЧ, парам. | 30 В | 10 мА | 30-90 | 10 мГц | 150 мВт |
| П416 | биполярный, германиевый ВЧ и СВЧ. Парметр. | 15 В | 25 мА | 90-200 | 80 мГц | 100 мВт |
| КТ209 | Кремневый, биполярный, маломощный СЧ. | 45 В | 300 мА | 80 | 10 мГц | 200 мВт |
Интегральная схема
Интегральная микросхема – это микроэлектронное устройство, выполняющее определенную функцию преобразования и обработки сигналов соединительных элементов, имеющих высокую плотность, которая с точки зрения требования к испытанию, приемки, постановки и эксплуатаций рассматривается как единое целое. Элемент интегральной микросхемы — это часть интегральной схемы, реализующая функций какого-либо электра-радиоэлемента; эта часть выполняется нераздельно от других частей и не может быть выделена как самостоятельный компонент. Компонент интегральной микросхемы, в отличие, от элемента может быть выделен как самостоятельное изделие.
3.5.1 ИС подразделяются на:
Пленочные. Те, в которых все межэлементные соединения и сами элементы выполнены в виде токопроводящих пленок, изолированными диэлектрическими материалами.
Полупроводниковые. Те, в которых все элементы и соединения выполнены на поверхности и в объеме полупроводникового кристалла.
Гибридные. Те, в которых на подложке содержатся как простые дискретные элементы (резисторы, конденсаторы, диоды, и транзисторы), так и кристаллы полупроводниковых микросхем.
3.5.2 В зависимости от требований исполнения они могут быть:
Заказные. На основе стандартных или специальных элементов по функциональной схеме заказчика.
Полузаказные. На основе базовых матричных кристаллов, имеющих определенный набор сформированных элементов.
Общего применения (определенного функционального назначения).
3.5.3 Обозначение интегральных микросхем:
Условное обозначение интегральных микросхем включает в себя основные классификационные признаки. Оно состоит из четырех элементов:
· Первый элемент – эта цифра соответствующая конструктивно технологической группе
Обозначают полупроводниковые интегральные микросхемы
Гибридные микросхемы
Пленочные, вакуумные, керамические интегральные микросхемы
· Второй элемент – обозначает подгруппу и вид микросхемы, состоит из двух букв (см. в справочнике).
· Третий элемент определяет порядковый номер разработки серий и состоит из двух (от 00 до 99) или трех (от 000 до 999) цифр.
· Четвертый элемент – обозначает порядковый номер микросхемы данной серий и состоит из одной или нескольких цифр.
3.5.4 К этим основным элементам обозначения микросхем могут, добавятся и другие классификационные признаки:
Дополнительная буква в начале четырех элементов обозначения обозначает особенность конструктивного исполнения:
· Р – пластмассовый корпус типа ДИП.
· А – пластмассовый планарный корпус
· Е – метало полимерный корпус типа ДИП.
· С – стеклокерамический корпус типа дип.
· И – стеклокерамический планарный корпус
· К – керамический безвыводной корпус
В начале обозначения для микросхем используемых в условиях широкого применения приставляется буква «К»
Классификация транзисторов по функциональному назначению
Транзи́стор (англ. transistor), полупроводниковый триод — радиоэлектронный компонент из полупроводникового материала, обычно с тремя выводами, позволяющий входным сигналам управлять током в электрической цепи. Обычно используется для усиления, генерации и преобразования электрических сигналов. В общем случае транзистором называют любое устройство, которое имитирует главное свойство транзистора изменения сигнала между двумя различными состояниями при изменении сигнала на управляющем электроде.
Классификация:
1.По основному полупроводниковому материалу:
Помимо основного полупроводникового материала, применяемого обычно в виде монокристалла, транзистор содержит в своей конструкции легирующие добавки к основному материалу, металлические выводы, изолирующие элементы, части корпуса (пластиковые или керамические). Иногда употребляются комбинированные наименования, частично описывающие материалы конкретной разновидности (например, «кремний на сапфире» или «металл-окисел-полупроводник»). Однако основными являются транзисторы на основе кремния, германия, арсенида галлия.
Другие материалы для транзисторов до недавнего времени не использовались. В настоящее время имеются транзисторы на основе, например, прозрачных полупроводников для использования в матрицах дисплеев. Перспективный материал для транзисторов — полупроводниковые полимеры.
2.1.1 n-p-n структуры, «обратной проводимости».
2.1.2 p-n-p структуры, «прямой проводимости»
В биполярном транзисторе носители заряда движутся от эмиттера через тонкую базу к коллектору. База отделена от эмиттера и коллектора pn переходами. Ток протекает через транзистор лишь тогда, когда носители заряда инжектируются из эмиттера в базу через pn переход. В базе они являются неосновными носителями заряда и легко проникают через другой pn переход между базой и коллектором, ускоряясь при этом. В самой базе носители заряда движутся за счет диффузионного механизма, поэтому база должна быть достаточно тонкой. Управления током между эмиттером и коллектором осуществляется изменением напряжения между базой и эмиттером, от которой зависят условия инжекции носителей заряда в базу.
2.2.1 с p-n переходом
2.2.2 с изолированным затвором
В полевом транзисторе ток протекает от истока до стока через канал под затвором. Канал существует в легированном полупроводнике в промежутке между затвором и нелегированной подложкой, в которой нет носителей заряда, и она не может проводить ток. Преимущественно под затвором существует область обеднения, в которой тоже нет носителей заряда благодаря образованию между легированным полупроводником и металлическим затвором контакта Шоттки. Таким образом ширина канала ограничена пространством между подложкой и областью обеднения. Приложенное к затвору напряжение увеличивает или уменьшает ширину области обеднения и, тем самым, ширину канала, контролируя ток.
2.4. Криогенные транзисторы (на эффекте Джозефсона
2.5. Многоэмиттерные транзисторы
2.6. Баллистические транзисторы
2.7. Одномолекулярный транзистор
По рассеиваемой в виде тепла мощности различают:
3.1маломощные транзисторы до 100 мВт
3.2транзисторы средней мощности от 0,1 до 1 Вт
3.3мощные транзисторы (больше 1 Вт).
4. По исполнению:
4.1 дискретные транзисторы:
4.1.1.1 Для свободного монтажа;
4.1.1.2 Для установки на радиатор;
4.1.1.3 Для автоматизированных систем пайки.
4.2 транзисторы в составе интегральных схем.
5. По материалу и конструкции корпуса:
6.1 Одноэлектронные транзисторы содержат квантовую точку (т. н. «остров») между двумя туннельными переходами. Ток туннелирования управляется напряжением на затворе, связанном с ним ёмкостной связью.[5]
Характерестики:
Принцип действия:
В полевых и биполярных транзисторах управление током в выходной цепи осуществляется за счёт изменения входного напряжения или тока. Небольшое изменение входных величин может приводить к существенно большему изменению выходного напряжения и тока. Это усилительное свойство транзисторов используется в аналоговой технике (аналоговые ТВ, радио, связь и т. п.). В настоящее время в аналоговой технике доминируют биполярные транзисторы (БТ) (международный термин — BJT, bipolar junction transistor). Другой важнейшей отраслью электроники является цифровая техника (логика, память, процессоры, компьютеры, цифровая связь и т. п.), где, напротив, биполярные транзисторы почти полностью вытеснены полевыми.
Назначение:
Вне зависимости от типа транзистора, принцип применения его един:
Источник питания питает электрической энергией нагрузку, которой может быть громкоговоритель, реле, лампа накаливания, вход другого, более мощного транзистора, электронной лампы и т. п. Именно источник питания даёт нужную мощность для «раскачки» нагрузки.
Транзистор же используется для ограничения силы тока, поступающего в нагрузку, и включается в разрыв между источником питания и нагрузкой. То есть транзистор представляет собой некий вариант полупроводникового резистора, сопротивление которого можно очень быстро изменять.
Выходное сопротивление транзистора меняется в зависимости от напряжения на управляющем электроде. Важно то, что это напряжение, а также сила тока, потребляемая входной цепью транзистора, гораздо меньше напряжения и силы тока в выходной цепи. Таким образом, за счёт контролируемого управления источником питания достигается усиление сигнала.
Если мощности входного сигнала недостаточно для «раскачки» входной цепи применяемого транзистора, или конкретный транзистор не даёт нужного усиления, применяют каскадное включение транзисторов, когда более чувствительный и менее мощный транзистор управляет энергией источника питания на входе более мощного транзистора. Также подключение выхода одного транзистора ко входу другого может использоваться в генераторных схемах типа мультивибратора. В этом случае применяются одинаковые по мощности транзисторы.
Транзистор применяется в:
1.Усилительных схемах. Работает, как правило, в усилительном режиме. Существуют экспериментальные разработки полностью цифровых усилителей, на основе ЦАП, состоящих из мощных транзисторов.Транзисторы в таких усилителях работают в ключевом режиме.
2.Генераторах сигналов. В зависимости от типа генератора транзистор может использоваться либо в ключевом (генерация прямоугольных сигналов), либо в усилительном режиме (генерация сигналов произвольной формы).
3.Электронных ключах. Транзисторы работают в ключевом режиме. Ключевые схемы можно условно назвать усилителями (регенераторами) цифровых сигналов. Иногда электронные ключи применяют и для управления силой тока в аналоговой нагрузке. Это делается, когда нагрузка обладает достаточно большой инерционностью, а напряжение и сила тока в ней регулируются не амплитудой, а шириной импульсов. На подобном принципе основаны бытовые диммеры для ламп накаливания и нагревательных приборов, а также импульсные источники питания.
Рефераты и конспекты лекций по географии, физике, химии, истории, биологии. Универсальная подготовка к ЕГЭ, ГИА, ЗНО и ДПА!
Физика — рефераты, конспекты, шпаргалки, лекции, семинары
Классификация транзисторов
Классификация транзисторов выполняют:
1) по их функциональному назначению (усилительные, импульсные, мало-шумные, высоковольтные, мощные и т.д.);
2) по полупроводниковым материалом (кремниевые, германиевые)
3) по мощности (малой мощности — до 0,3 Вт, средней мощности — от 0,3 до 1,5 Вт, большой мощности — более 1,5 Вт);
4) по частоте (низкой частоты — до 3 МГц, средней частоты — 3-30 МГц, высокой частоты — 30-300 МГц, сверхвысокой частоты (СВЧ) более 300 МГц.
Существует три основные схемы включения транзистора в электрическую цепь: с общим эмиттером, с общей базой и общим коллектором. Схема включения транзистора в электрическую цепь с общим эмиттером показана на рис.2.13.
По функциональному назначению транзисторы в радиоэлектронных схемах делят: на
- двухпереходные биполярные (усилительные, импульсные;
- малошумящие, высоковольтные, фототранзисторы);
- полевые (униполярные) с каналом и управляющим затвором в виде p-n-перехода, с встроенным или индуцированным каналом и изолированным затвором
- малой,
- средней
- большой мощности,
- низкочастотные,
- среднечастотные,
- высокочастотные
- сверхвысокочастотные.
В настоящее время действует система обозначения транзисторов, состоящая из четырех элементов
- Первый элемент — буква или цифра, обозначающая материал
- Г или 1 — германий или его соединения;
- К или 2 — кремний или его соединения;
- А или 3 — соединения галлия
Транзисторы: принцип работы, схема подключения, отличие биполярного от полевого
В свое время за открытие транзистора его создатели удостоились Нобелевской премии. Этот маленький прибор изменил человечество навсегда: начиная с простых радиоприемников и заканчивая процессорами, в которых их число достигает нескольких миллиардов. Между тем, чтобы узнать, как он работает, не нужно быть золотым медалистом или лауреатом «нобелевки».
Что такое транзистор
Транзистор – это прибор, изготовленный из полупроводниковых материалов. Выглядит как маленькая металлическая пластинка с тремя контактами. Назначений у него два: усиливать поступающий сигнал и участвовать в управлении компонентами электроприборов.
Принцип действия
Полупроводники занимают промежуточное состояние между проводниками и диэлектриками. В обычном состоянии они не проводят электрический ток, но их сопротивление падает с ростом температуры. Чем она выше, тем больше энергии, которую получает вещество.
В атомах полупроводника электроны отрываются от «родительского» атома и улетают к другому, чтобы заполнить там «дырку», которую оставил такой же электрон. Получается, что внутри такого материала одновременно происходят два процесса: полет электронов (n-проводимость, от слова negative – отрицательный), и образование «дырок» (p-проводимость от слова positive – положительный). В обычном куске кремния эти процессы уравновешены: количество дырок равно количеству свободных электронов.
Однако с помощью специальных веществ можно нарушить это равновесие, добавив «лишние» электроны (вещества – доноры) или «лишние» «дырки» (вещества акцепторы). Таким образом можно получить кристалл полупроводника с преобладающей n-проводимостью, либо p-проводимостью.
Если два таких материала приложить друг к другу, то в месте их соприкосновения образуется так называемый p-n переход. Дырки и электроны проходят через него, насыщая соседа. То есть там, где был избыток дырок, идет их заполнение электронами и наоборот.
В какой-то момент в месте соприкосновения не останется свободных носителей заряда и наступит равновесие. Это своего рода барьер, который невозможно преодолеть, этакая пустыня. Этот слой принято называть обедненным слоем.
Теперь, если приложить к такому материалу напряжение, то оно поведет себя интересным образом: при прямой его направленности обедненный слой истончится и через него пойдет электроток, а при обратном – наоборот, расширится.
Как говорится, если для чайников, то p-n переход обладает способностью пропускать ток только в одном направлении. Это своего рода «обратный клапан» для электрической сети. На этом их свойстве основана работа всех полупроводниковых приборов.
Существует две основные разновидности транзисторов: полевые (иногда их называют униполярными) и биполярными. Различаются они по устройству и принципу действия.
Биполярный транзистор
, разделены базой, которая обладает p-проводимостью. Если даже эмиттер подключен к источнику питания, ему не пробиться напрямую в коллектор. Для этого необходимо подать ток на базу.</p><p>В таком случае электроны из эмиттера заполняют «дырки» последней. Но так как база слабо легирована, то и дырок в ней мало. Поэтому большая часть электронов переходит в коллектор и они начинают свое движение по цепи. Ток коллектора практически равен току эмиттера, ведь на базу приходится очень маленькое его значение.</p><p>Чтобы нагляднее себе это представить, можно воспользоваться аналогией с водопроводной трубой. Для управления количеством воды нужен вентиль (транзистор). Если приложить к нему небольшое усилие, он увеличит свое проходное сечение трубы и через него начнет проходить больше воды.</p><h2>Полевой транзистор</h2><p>Если в биполярном транзисторе управление происходило с помощью тока, то в полевом – с помощью напряжения. Состоит он из пластинки полупроводника, которую называют каналом. С одной стороны к ней подключен исток – через него в канал входят носители электрического тока, а с другой сток – через него они покидают канал.</p><p>Сам канал как бы «зажат» между затвором, который обладает обратной проводимостью, то есть если канал имеет n-проводимость, то затвор – p-проводимость. Затвор электрически отделен от канала. Изменяя напряжение на затворе, можно регулировать зону p-n перехода. Чем она больше, тем меньше электрической энергии проходит через канал. Существует значение напряжения, при котором затвор полностью перекроет канал и ток между истоком и стоком прекратится.</p><p style=)
Наиболее наглядная иллюстрация в этом случае – садовый шланг, который проходит через камеру небольшого колеса. В таком случае, даже когда в него подается небольшое давление воздуха (напряжение затвор-исток), оно значительно увеличивается в размерах и начинает пережимать шланг, перекрывается просвет шланга и прекращается подача воды (увеличивается зона p-n перехода и через канал перестает идти электроток).
Описанный выше тип полупроводникового прибора является классическим и называется транзистором с управляющим p-n переходом. Часто можно встретить аббревиатуру JFET – Junction FET, что просто перевод русского названия на английский.
Другой тип полевого триода имеет небольшое различие в конструкции затвора. На слое кремния с помощью окисления образуется слой диэлектрика оксида кремния. Уже на него методом напыления металла наносят затвор. Получаются чередующиеся слои Металл -Диэлектрик – Полупроводник или МДП-затвор.
Такой полевой транзистор с изолированным затвором обозначается латинскими буквами MOSFET.
Существует два вида МДП-затвора:
- МДП-затвор с индуцированным (или инверсным) каналом в обычном состоянии закрыт, то есть при отсутствии напряжения на затворе электроток через канал не проходит. Для того, чтобы открыть его, к затвору необходимо приложить напряжение.
- МДП-затвор со встроенным (или собственным) каналом в обычном состоянии открыт, то есть при отсутствии напряжения на затворе электроток через канал проходит. Для того, чтобы закрыть его, к затвору необходимо приложить напряжение.
Основные характеристики
Основная особенностью всех видов транзисторов является способность управлять мощным током с помощью небольшого по силе. Их отношение показывает насколько эффективен полупроводниковый прибор.
В биполярных транзисторах этот показатель называется статическим коэффициентом передачи тока базы. Он характеризует, во сколько раз основной коллекторный ток больше вызвавшего его тока базы. Этот параметр имеет очень широкое значение и может достигать 800.
Хотя на первый взгляд кажется, что здесь важен принцип «чем больше, тем лучше», но в действительности это не так. Скорее, тут применимо изречение «лучше меньше, да лучше». В среднем биполярные транзисторы имеют коэффициент передачи тока базы в пределах 10 – 50.
Для полевых транзисторов схожий по типу параметр называется крутизной входной характеристики или проводимостью прямой передачи тока. Если вкратце, он показывает, на сколько изменится напряжение, проходящее через канал, если изменить напряжение затвора на 1 В.
Если на транзистор подать сигнал с определенной частотой, то он многократно усилит его. Это свойство полупроводниковых приборов применяется в радиоэлектронике. Однако существует предел усиления частоты, за которым триод уже не в состоянии усилить сигнал.
Поэтому оптимальным считается максимальная рабочая частота сигнала, в 10-20 раз ниже предельного усиления частоты транзистора.
Еще одной показательной характеристикой транзистора является максимальная допустимая рассеиваемая мощность. Дело в том, что при работе любого электрического прибора вырабатывается тепло. Оно тем больше, чем выше значения силы тока и напряжения в цепи.
Отводится оно несколькими способами: с помощью специальных радиаторов, принудительного обдува воздухом и другими. Таким образом, существует некий предел количества теплоты для любого триода (для каждого он разный), который он может рассеять в пространство. Поэтому при выборе прибора исходят из характеристик электрической цепи, на который предстоит установить транзистор.
Типы подключений
Основная задача транзистора – усиливать поступающий сигнал. Проблема в том, что у любого триода имеются только три контакта, в то время как сам усилитель имеет четыре полюса – два для входящего сигнала и два для выходящего, то есть усиленного. Выход из положения – использовать один из контактов транзистора дважды: и как вход, и как выход.
По этому принципу различают три вида подключения. Стоит отметить, что не имеет принципиальной разницы, какой тип прибора используется – полевой или биполярный.
- Подключение с общим эмиттером (ОЭ) или общим истоком (ОИ). Эта схема подключения имеет наибольшие значения усиления мощности по току и напряжению. Однако из-за эффекта Миллера его частотные характеристики значительно хуже. Борются с этим негативным явлением несколькими способами: используют подключение с общей базой, применяют каскодное подключение двух транзисторов (подключённому по общему эмиттеру добавляется второй, подключенный по общей базе).
- Подключение с общей базой (ОБ) или общим затвором (ОЗ). Здесь полностью исключено влияние эффекта Миллера. Однако за это приходиться платить: в этой схеме усиления тока практически не происходит, зато имеется широкий диапазон для изменения частоты сигнала.
- Подключение с общим коллектором (ОК) или общим стоком (ОС). Такой тип подключения часто называют эмиттерным или истоковым повторителем. Это «золотая середина» между двумя предыдущими видами схем: частотные характеристики и мощность усиления по току и напряжению находятся где-то посередине между двумя первыми.
Все три описанных выше типа подключения применяются в зависимости от того, какие цели преследуют конструкторы.
Виды транзисторов
В первых транзисторах применялся германий, который работал не совсем стабильно. Со временем от него отказалось в пользу других материалов: кремния (самый распространённый) и арсенида галлия. Но все это традиционные полупроводники.
или читать все.
