Како ради транзистор и где се користи?

Радио-електронски елемент од полупроводничког материјала помоћу улазног сигнала ствара, појачава, мења импулсе у интегрисаним колима и системима за складиштење, обраду и пренос информација. Транзистор је отпор чије су функције регулисане напоном између емитера и базе или извора и капије, у зависности од типа модула.

Врсте транзистора

Претварачи се широко користе у производњи дигиталних и аналогних микро кола за нулирање статичке струје потрошача и добијање побољшане линеарности. Типови транзистора се разликују по томе што се неки контролишу променом напона, а други се регулишу одступањем струје.

Модули поља раде са повећаним ДЦ отпором, високофреквентна трансформација не повећава трошкове енергије.Ако једноставно кажемо шта је транзистор, онда је ово модул са великом маргином појачања. Ова карактеристика је већа код пољских врста него код биполарних типова. Први немају ресорпцију носача набоја, што убрзава рад.

Полупроводници поља се чешће користе због својих предности у односу на биполарне типове:

• снажан отпор на улазу при једносмерној струји и високој фреквенцији, ово смањује губитак енергије за контролу;
• недостатак акумулације мањих електрона, што убрзава рад транзистора;
• транспорт покретних честица;
• стабилност са температурним одступањима;
• мала бука због недостатка убризгавања;
• ниска потрошња енергије током рада.

Врсте транзистора и њихова својства одређују намену. Загревање биполарног типа претварача повећава струју дуж путање од колектора до емитера. Имају негативан коефицијент отпора, а мобилни носачи теку до уређаја за сакупљање из емитера. Танка база је одвојена п-н спојевима, а струја настаје само када се покретне честице акумулирају и убризгавају у базу. Неки носиоци набоја су заробљени суседним п-н спојем и убрзани, тако се израчунавају параметри транзистора.

ФЕТ-ови имају још једну врсту предности коју треба поменути за лутке. Повезани су паралелно без изједначавања отпора. Отпорници се не користе за ову сврху, јер се индикатор аутоматски повећава када се оптерећење промени. Да би се добила висока вредност прекидачке струје, регрутује се комплекс модула који се користи у претварачима или другим уређајима.

Немогуће је паралелно повезати биполарни транзистор, одређивање функционалних параметара доводи до чињенице да се открива термички слом неповратне природе. Ова својства су повезана са техничким квалитетима једноставних п-н канала. Модули су повезани паралелно помоћу отпорника за изједначавање струје у круговима емитера. У зависности од функционалних карактеристика и индивидуалних специфичности, у класификацији транзистора разликују се биполарни и пољски типови.

Биполарни транзистори

Биполарни дизајни се производе као полупроводнички уређаји са три проводника. Слојеви са отвором п-проводљивости или нечистоћом н-проводљивости су обезбеђени у свакој од електрода. Избор комплетног скупа слојева одређује ослобађање п-н-п или н-п-н типова уређаја. У тренутку када је уређај укључен, различите врсте наелектрисања се истовремено преносе рупама и електронима, укључене су 2 врсте честица.

Носачи се крећу захваљујући механизму дифузије. Атоми и молекули супстанце продиру у интермолекулску решетку суседног материјала, након чега се њихова концентрација изједначава у целој запремини. Транспорт се одвија из подручја велике збијености у подручја са ниским садржајем.

Електрони се такође шире под дејством поља сила око честица са неравномерним укључивањем легирајућих адитива у основну масу. Да би се убрзао рад уређаја, електрода повезана са средњим слојем је танка. Најудаљенији проводници се називају емитер и колектор. Реверзна напонска карактеристика прелаза је неважна.

ФЕТс

Транзистор са ефектом поља контролише отпор користећи електрично попречно поље које произилази из примењеног напона. Место са којег се електрони крећу у канал назива се извор, а одвод изгледа као крајња тачка уласка наелектрисања. Контролни напон пролази кроз проводник који се зове капија. Уређаји су подељени у 2 типа:

• са контролним п-н-спојом;
• МИС транзистори са изолованом капијом.

Уређаји првог типа у свом дизајну садрже полупроводничку подлогу, која је повезана са контролисаним колом помоћу електрода на супротним странама (одвод и извор). Место са различитим типом проводљивости се јавља након што је плоча повезана са капијом. Извор константне пристрасности уметнут у улазно коло производи напон блокирања на споју.

Извор појачаног импулса се такође налази у улазном колу. Након промене напона на улазу, одговарајући индикатор на п-н споју се трансформише. Модификована је дебљина слоја и површина попречног пресека споја канала у кристалу, који преноси ток наелектрисаних електрона. Ширина канала зависи од простора између области исцрпљивања (испод капије) и супстрата. Контролна струја на почетној и крајњој тачки контролише се променом ширине области исцрпљивања.

МИС транзистор карактерише чињеница да је његова капија одвојена изолацијом од слоја канала. У полупроводничком кристалу, званом супстрат, стварају се допирана места супротног предзнака. На њима су постављени проводници - одвод и извор, између којих се диелектрик налази на удаљености мањој од микрона. На изолатору се налази метална електрода - затварач.Због настале структуре која садржи метал, диелектрични слој и полупроводник, транзисторима је дата скраћеница МИС.

Уређај и принцип рада за почетнике

Технологије раде не само са набојем електричне енергије, већ и са магнетним пољем, квантима светлости и фотонима. Принцип рада транзистора лежи у стањима између којих се уређај пребацује. Насупрот малом и великом сигналу, отворено и затворено стање - ово је двоструки рад уређаја.

Заједно са полупроводничким материјалом у саставу, коришћеним у облику једног кристала, на неким местима допираним, транзистор има у свом дизајну:

• закључци од метала;
• диелектрични изолатори;
• кућиште транзистора од стакла, метала, пластике, кермета.

Пре проналаска биполарних или поларних уређаја, електронске вакуумске цеви су коришћене као активни елементи. Кола развијена за њих, након модификације, користе се у производњи полупроводничких уређаја. Могу се повезати као транзистор и користити, пошто су многе функционалне карактеристике лампе погодне за описивање рада поља.

Предности и мане замене сијалица транзисторима

Проналазак транзистора је стимулативни фактор за увођење иновативних технологија у електронику. Мрежа користи модерне полупроводничке елементе, у поређењу са старим круговима лампе, такви развоји имају предности:

• мале димензије и мала тежина, што је важно за минијатурну електронику;
• могућност примене аутоматизованих процеса у производњи уређаја и груписања фаза, што смањује трошкове;
• употреба извора струје малих димензија због потребе за ниским напоном;
• тренутно укључивање, загревање катоде није потребно;
• повећана енергетска ефикасност због смањене дисипације снаге;
• снага и поузданост;
• добро координирана интеракција са додатним елементима у мрежи;
• отпорност на вибрације и ударце.

Недостаци се појављују у следећим одредбама:

• силицијумски транзистори не функционишу на напонима већим од 1 кВ, лампе су ефикасне при стопама изнад 1-2 кВ;
• када се користе транзистори у мрежама за емитовање велике снаге или микроталасним предајницима, потребно је усклађивање паралелно повезаних појачала мале снаге;
• рањивост полупроводничких елемената на ефекте електромагнетног сигнала;
• осетљива реакција на космичке зраке и зрачење, која захтева развој отпорних радијационих микрокола у том погледу.

Преклопне шеме

За рад у једном колу, транзистору су потребна 2 излаза на улазу и излазу. Скоро све врсте полупроводничких уређаја имају само 3 прикључне тачке. Да бисте изашли из тешке ситуације, један од циљева се додељује као заједнички. Ово доводи до 3 уобичајене шеме повезивања:

• за биполарни транзистор;
• поларни уређај;
• са отвореним одводом (колектором).

Биполарни модул је повезан са заједничким емитером за појачање напона и струје (МА). У другим случајевима, поклапа се са пиновима дигиталног чипа када постоји велики напон између спољашњег кола и унутрашњег плана ожичења.Тако функционише заједнички колекторски прикључак, а примећује се само повећање струје (ОК). Ако је потребно повећати напон, онда се елемент уводи са заједничком базом (ОБ). Опција добро функционише у сложеним каскадним колима, али се ретко поставља у пројектима са једним транзистором.

Теренски полупроводнички уређаји МИС варијанти и који користе п-н спој укључени су у коло:

• са заједничким емитером (ЦИ) - веза слична ОЕ модула биполарног типа
• са једним излазом (ОС) - план типа ОК;
• са спојним затварачем (ОЗ) – сличан опис ОБ.

У плановима са отвореним одводом, транзистор је укључен са заједничким емитером као делом микрокола. Излаз колектора није повезан са осталим деловима модула, а оптерећење иде на екстерни конектор. Избор интензитета напона и јачине струје колектора врши се након монтаже пројекта. Уређаји са отвореним одводом раде у колима са снажним излазним степеном, драјверима магистрале, ТТЛ логичким колима.

Чему служе транзистори?

Обим је омеђен у зависности од типа уређаја - биполарни модул или терен. Зашто су потребни транзистори? Ако је потребна ниска струја, на пример, у дигиталним плановима, користе се прикази поља. Аналогна кола постижу високу линеарност појачања у распону напона напајања и излаза.

Подручја инсталације за биполарне транзисторе су појачала, њихове комбинације, детектори, модулатори, транзисторска логистичка кола и инвертори логичког типа.

Места примене транзистора зависе од њихових карактеристика. Они раде у 2 режима:

• на појачавајући начин, мењање излазног импулса са малим одступањима контролног сигнала;
• у кључној регулацији, контролишући напајање оптерећења са слабом улазном струјом, транзистор је потпуно затворен или отворен.

Тип полупроводничког модула не мења услове његовог рада. Извор је повезан са оптерећењем, на пример, прекидачем, појачалом, уређајем за осветљење, може бити електронски сензор или моћан суседни транзистор. Уз помоћ струје почиње рад уређаја за оптерећење, а транзистор је повезан у коло између инсталације и извора. Полупроводнички модул ограничава снагу енергије која се испоручује јединици.

Отпор на излазу транзистора се трансформише у зависности од напона на контролном проводнику. Јачина струје и напон на почетној и крајњој тачки кола се мењају и повећавају или смањују и зависе од врсте транзистора и начина на који је повезан. Контрола контролисаног напајања доводи до повећања струје, импулса снаге или повећања напона.

Транзистори оба типа се користе у следећим случајевима:

1. У дигиталној регулацији. Развијени су експериментални дизајни кола за дигитално појачање на бази дигитално-аналогних претварача (ДАЦ).
2. у генераторима импулса. У зависности од типа склопа, транзистор ради у кључном или линеарном редоследу да би репродуковао квадратне или произвољне сигнале, респективно.
3. У електронским хардверским уређајима. За заштиту информација и програма од крађе, илегалног хаковања и коришћења. Рад се одвија у кључном режиму, јачина струје се контролише у аналогном облику и регулише се помоћу ширине импулса.Транзистори се постављају у погоне електромотора, преклопне стабилизаторе напона.

Монокристални полупроводници и отворени и затворени модули повећавају снагу, али функционишу само као прекидачи. У дигиталним уређајима транзистори поља се користе као економични модули. Технологије производње у концепту интегрисаних експеримената предвиђају производњу транзистора на једном силицијумском чипу.

Минијатуризација кристала доводи до бржих рачунара, мање енергије и мање топлоте.

Слични чланци: