Paano gumagana ang isang transistor at saan ito ginagamit?

Isang radio-electronic na elemento na gawa sa materyal na semiconductor, gamit ang isang input signal, lumilikha, nagpapalaki, nagbabago ng mga pulso sa mga integrated circuit at mga sistema para sa pag-iimbak, pagproseso at pagpapadala ng impormasyon. Ang transistor ay isang resistensya na ang mga function ay kinokontrol ng boltahe sa pagitan ng emitter at base o source at gate, depende sa uri ng module.

Mga uri ng transistor

Ang mga converter ay malawakang ginagamit sa paggawa ng digital at analog microcircuits para sa pag-zero ng static na consumer current at pagkuha ng pinahusay na linearity. Ang mga uri ng transistor ay naiiba sa ang ilan ay kinokontrol ng isang pagbabago ng boltahe, ang huli ay kinokontrol ng isang kasalukuyang paglihis.

Ang mga module ng field ay nagpapatakbo na may tumaas na resistensya ng DC, ang pagbabagong-anyo ng mataas na dalas ay hindi nagpapataas ng mga gastos sa enerhiya.Kung sasabihin natin kung ano ang isang transistor sa mga simpleng termino, kung gayon ito ay isang module na may mataas na margin ng pakinabang. Ang katangiang ito ay mas malaki sa field species kaysa sa bipolar type. Ang dating ay walang charge carrier resorption, na nagpapabilis sa operasyon.

Ang mga field semiconductors ay mas madalas na ginagamit dahil sa kanilang mga pakinabang sa mga uri ng bipolar:

• malakas na pagtutol sa input sa direktang kasalukuyang at mataas na dalas, binabawasan nito ang pagkawala ng enerhiya para sa kontrol;
• kakulangan ng akumulasyon ng mga menor de edad na electron, na nagpapabilis sa pagpapatakbo ng transistor;
• transportasyon ng mga gumagalaw na particle;
• katatagan na may mga paglihis ng temperatura;
• maliit na ingay dahil sa kakulangan ng iniksyon;
• mababang pagkonsumo ng kuryente sa panahon ng operasyon.

Ang mga uri ng transistor at ang kanilang mga katangian ay tumutukoy sa layunin. Ang pag-init ng bipolar type converter ay nagpapataas ng kasalukuyang kasama ng landas mula sa kolektor hanggang sa emitter. Mayroon silang negatibong koepisyent ng paglaban, at ang mga mobile carrier ay dumadaloy sa pagkolekta ng device mula sa emitter. Ang manipis na base ay pinaghihiwalay ng mga p-n junctions, at ang kasalukuyang ay bumangon lamang kapag ang mga gumagalaw na particle ay naipon at na-injected sa base. Ang ilang mga carrier ng singil ay nakuha ng isang katabing p-n junction at pinabilis, ito ay kung paano kinakalkula ang mga parameter ng transistor.

Ang mga FET ay may isa pang uri ng kalamangan na kailangang banggitin para sa mga dummies. Ang mga ito ay konektado sa parallel nang hindi katumbas ng paglaban. Ang mga resistors ay hindi ginagamit para sa layuning ito, dahil ang tagapagpahiwatig ay awtomatikong tumataas kapag nagbabago ang pagkarga. Upang makakuha ng isang mataas na halaga ng kasalukuyang lumilipat, isang kumplikadong mga module ay hinikayat, na ginagamit sa mga inverters o iba pang mga aparato.

Imposibleng ikonekta ang isang bipolar transistor nang magkatulad, ang pagpapasiya ng mga functional na mga parameter ay humahantong sa ang katunayan na ang isang thermal breakdown ng isang hindi maibabalik na kalikasan ay napansin. Ang mga katangiang ito ay nauugnay sa mga teknikal na katangian ng mga simpleng p-n channel. Ang mga module ay konektado sa parallel gamit ang mga resistors upang equalize ang kasalukuyang sa emitter circuits. Depende sa mga functional na tampok at indibidwal na mga detalye, ang mga uri ng bipolar at field ay nakikilala sa pag-uuri ng mga transistor.

Bipolar transistor

Ang mga disenyo ng bipolar ay ginawa bilang mga aparatong semiconductor na may tatlong konduktor. Ang mga layer na may butas na p-conductivity o impurity n-conductivity ay ibinibigay sa bawat isa sa mga electrodes. Ang pagpili ng kumpletong hanay ng mga layer ay tumutukoy sa pagpapalabas ng mga uri ng p-n-p o n-p-n ng mga device. Sa sandaling naka-on ang device, ang iba't ibang uri ng singil ay sabay-sabay na inililipat ng mga butas at electron, 2 uri ng mga particle ang kasangkot.

Gumagalaw ang mga carrier dahil sa mekanismo ng pagsasabog. Ang mga atomo at molekula ng isang sangkap ay tumagos sa intermolecular na sala-sala ng isang kalapit na materyal, pagkatapos nito ay bumababa ang kanilang konsentrasyon sa buong volume. Ang transportasyon ay nangyayari mula sa mga lugar na may mataas na compaction patungo sa mga lugar na may mababang nilalaman.

Ang mga electron ay nagpapalaganap din sa ilalim ng pagkilos ng isang force field sa paligid ng mga particle na may hindi pantay na pagsasama ng mga alloying additives sa base mass. Upang mapabilis ang pagpapatakbo ng aparato, ang elektrod na konektado sa gitnang layer ay ginawang manipis. Ang pinakamalabas na conductor ay tinatawag na emitter at collector. Ang reverse boltahe na katangian ng paglipat ay hindi mahalaga.

Mga FET

Kinokontrol ng field-effect transistor ang paglaban gamit ang isang electric transverse field na nagmumula sa inilapat na boltahe. Ang lugar kung saan lumipat ang mga electron sa channel ay tinatawag na pinagmulan, at ang alisan ng tubig ay mukhang ang dulong punto ng pagpasok ng mga singil. Ang control boltahe ay dumadaan sa isang konduktor na tinatawag na gate. Ang mga aparato ay nahahati sa 2 uri:

• may kontrol p-n-junction;
• MIS transistors na may insulated gate.

Ang mga device ng unang uri ay naglalaman ng isang semiconductor wafer sa disenyo, na konektado sa kinokontrol na circuit gamit ang mga electrodes sa magkabilang panig (alisan ng tubig at pinagmulan). Ang isang lugar na may ibang uri ng conductivity ay nangyayari pagkatapos na ang plato ay konektado sa gate. Ang isang palaging pinagmumulan ng bias na ipinasok sa input circuit ay gumagawa ng isang blocking boltahe sa junction.

Ang pinagmulan ng amplified pulse ay matatagpuan din sa input circuit. Matapos baguhin ang boltahe sa input, ang kaukulang indicator sa p-n junction ay binago. Ang kapal ng layer at ang cross-sectional area ng channel junction sa kristal, na nagpapadala ng daloy ng mga sisingilin na electron, ay binago. Ang lapad ng channel ay depende sa espasyo sa pagitan ng rehiyon ng pagkaubos (sa ibaba ng gate) at ng substrate. Ang control current sa simula at end point ay kinokontrol sa pamamagitan ng pagbabago sa lapad ng depletion region.

Ang MIS transistor ay nailalarawan sa pamamagitan ng katotohanan na ang gate nito ay pinaghihiwalay ng pagkakabukod mula sa layer ng channel. Sa isang semiconductor na kristal, na tinatawag na substrate, ang mga doped na site na may kabaligtaran na tanda ay nilikha. Ang mga konduktor ay naka-install sa kanila - isang alisan ng tubig at isang mapagkukunan, sa pagitan ng kung saan ang isang dielectric ay matatagpuan sa layo na mas mababa sa isang micron. Sa insulator mayroong isang metal electrode - isang shutter.Dahil sa nagresultang istraktura na naglalaman ng isang metal, isang dielectric layer at isang semiconductor, ang mga transistor ay binibigyan ng abbreviation na MIS.

Device at prinsipyo ng pagpapatakbo para sa mga nagsisimula

Ang mga teknolohiya ay nagpapatakbo hindi lamang sa isang singil ng kuryente, kundi pati na rin sa isang magnetic field, light quanta at mga photon. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng transistor ay nasa mga estado sa pagitan ng kung saan lumipat ang aparato. Sa tapat ng maliit at malaking signal, bukas at saradong estado - ito ang dobleng gawain ng mga device.

Kasama ang materyal na semiconductor sa komposisyon, na ginamit sa anyo ng isang solong kristal, doped sa ilang mga lugar, ang transistor ay may disenyo nito:

• konklusyon mula sa metal;
• dielectric insulators;
• kaso ng mga transistor na gawa sa salamin, metal, plastik, cermet.

Bago ang pag-imbento ng mga bipolar o polar na aparato, ang mga elektronikong vacuum tube ay ginamit bilang mga aktibong elemento. Ang mga circuit na binuo para sa kanila, pagkatapos ng pagbabago, ay ginagamit sa paggawa ng mga aparatong semiconductor. Maaari silang konektado bilang isang transistor at ginagamit, dahil marami sa mga functional na katangian ng mga lamp ay angkop para sa paglalarawan ng pagpapatakbo ng mga species ng field.

Mga kalamangan at disadvantages ng pagpapalit ng mga lamp na may transistors

Ang pag-imbento ng mga transistor ay isang stimulating factor para sa pagpapakilala ng mga makabagong teknolohiya sa electronics. Gumagamit ang network ng mga modernong elemento ng semiconductor, kung ihahambing sa mga lumang circuit ng lampara, ang mga naturang pag-unlad ay may mga pakinabang:

• maliit na sukat at mababang timbang, na mahalaga para sa pinaliit na electronics;
• ang kakayahang mag-aplay ng mga awtomatikong proseso sa paggawa ng mga device at pangkatin ang mga yugto, na binabawasan ang gastos;
• ang paggamit ng maliit na laki ng kasalukuyang mga mapagkukunan dahil sa pangangailangan para sa mababang boltahe;
• agarang pag-on, hindi kinakailangan ang pagpainit ng katod;
• nadagdagan ang kahusayan ng enerhiya dahil sa nabawasan na pagwawaldas ng kuryente;
• lakas at pagiging maaasahan;
• maayos na pakikipag-ugnayan sa mga karagdagang elemento sa network;
• paglaban sa vibration at shock.

Ang mga disadvantages ay makikita sa mga sumusunod na probisyon:

• Ang mga silikon na transistor ay hindi gumagana sa mga boltahe na higit sa 1 kW, ang mga lamp ay epektibo sa mga rate na higit sa 1-2 kW;
• kapag gumagamit ng mga transistor sa mga high-power broadcasting network o microwave transmitters, kinakailangan ang pagtutugma ng mga low-power amplifier na konektado nang magkatulad;
• ang kahinaan ng mga elemento ng semiconductor sa mga epekto ng isang electromagnetic signal;
• isang sensitibong reaksyon sa mga cosmic ray at radiation, na nangangailangan ng pagbuo ng lumalaban na radiation microcircuits sa bagay na ito.

Pagpapalit ng mga scheme

Upang gumana sa isang solong circuit, ang transistor ay nangangailangan ng 2 output sa input at output. Halos lahat ng mga uri ng mga aparatong semiconductor ay mayroon lamang 3 mga punto ng koneksyon. Upang makalabas sa isang mahirap na sitwasyon, ang isa sa mga dulo ay itinalaga bilang karaniwan. Ito ay humahantong sa 3 karaniwang mga scheme ng koneksyon:

• para sa bipolar transistor;
• polar device;
• na may bukas na alisan ng tubig (kolektor).

Ang bipolar module ay konektado sa isang karaniwang emitter para sa parehong boltahe at kasalukuyang (MA) amplification. Sa ibang mga kaso, tumutugma ito sa mga pin ng isang digital chip kapag may malaking boltahe sa pagitan ng outer circuit at ng panloob na wiring plan.Ito ay kung paano gumagana ang karaniwang koneksyon ng kolektor, at isang pagtaas lamang sa kasalukuyang (OK) ang sinusunod. Kung kailangan mong dagdagan ang boltahe, pagkatapos ay ang elemento ay ipinakilala sa isang karaniwang base (OB). Ang opsyon ay gumagana nang maayos sa mga compound cascade circuit, ngunit bihirang itakda sa mga single-transistor na proyekto.

Ang mga field semiconductor device ng MIS varieties at paggamit ng p-n junction ay kasama sa circuit:

• na may isang karaniwang emitter (CI) - isang koneksyon na katulad ng OE ng isang bipolar type module
• na may isang solong output (OS) - isang plano ng uri ng OK;
• na may joint shutter (OZ) - isang katulad na paglalarawan ng OB.

Sa mga open-drain na plano, ang transistor ay inililipat sa isang karaniwang emitter bilang bahagi ng microcircuit. Ang output ng kolektor ay hindi konektado sa iba pang mga bahagi ng module, at ang pagkarga ay napupunta sa panlabas na konektor. Ang pagpili ng intensity ng boltahe at kasalukuyang lakas ng kolektor ay ginawa pagkatapos ng pag-install ng proyekto. Gumagana ang mga open-drain device sa mga circuit na may malalakas na yugto ng output, mga driver ng bus, mga TTL logic circuit.

Para saan ang mga transistor?

Ang saklaw ay delimited depende sa uri ng device - bipolar module o field. Bakit kailangan ang mga transistor? Kung kailangan ang isang mababang kasalukuyang, halimbawa, sa mga digital na plano, ginagamit ang mga view ng field. Nakakamit ng mga analog circuit ang high gain linearity sa isang hanay ng mga supply voltage at output.

Ang mga lugar ng pag-install para sa mga bipolar transistor ay mga amplifier, ang kanilang mga kumbinasyon, mga detektor, modulator, transistor logistics circuit, at logic-type inverters.

Ang mga lugar ng aplikasyon ng mga transistor ay nakasalalay sa kanilang mga katangian. Gumagana ang mga ito sa 2 mga mode:

• sa isang amplifying na paraan, binabago ang output pulse na may maliit na deviations ng control signal;
• sa pangunahing regulasyon, kinokontrol ang power supply ng mga naglo-load na may mahinang kasalukuyang input, ang transistor ay ganap na sarado o bukas.

Ang uri ng semiconductor module ay hindi nagbabago sa mga kondisyon ng operasyon nito. Ang pinagmulan ay konektado sa pag-load, halimbawa, isang switch, isang amplifier, isang aparato sa pag-iilaw, maaari itong maging isang electronic sensor o isang malakas na katabing transistor. Sa tulong ng kasalukuyang, nagsisimula ang pagpapatakbo ng aparato ng pag-load, at ang transistor ay konektado sa circuit sa pagitan ng pag-install at ang pinagmulan. Nililimitahan ng semiconductor module ang lakas ng enerhiya na ibinibigay sa unit.

Ang paglaban sa output ng transistor ay binago depende sa boltahe sa control conductor. Ang kasalukuyang lakas at boltahe sa simula at dulo ng circuit ay nagbabago at tumataas o bumaba at depende sa uri ng transistor at kung paano ito konektado. Ang kontrol ng isang kontroladong power supply ay humahantong sa isang pagtaas sa kasalukuyang, isang power pulse o isang pagtaas sa boltahe.

Ang mga transistor ng parehong uri ay ginagamit sa mga sumusunod na kaso:

1. Sa digital na regulasyon. Ang mga eksperimental na disenyo ng mga digital amplifying circuit batay sa mga digital-to-analog converter (DAC) ay binuo.
2. sa mga generator ng pulso. Depende sa uri ng pagpupulong, ang transistor ay gumagana sa isang susi o linear na pagkakasunud-sunod upang magparami ng mga parisukat o arbitrary na mga signal, ayon sa pagkakabanggit.
3. Sa mga elektronikong kagamitan sa hardware. Upang protektahan ang impormasyon at mga programa mula sa pagnanakaw, ilegal na pag-hack at paggamit. Ang operasyon ay nagaganap sa key mode, ang kasalukuyang lakas ay kinokontrol sa analog form at kinokontrol gamit ang lapad ng pulso.Ang mga transistor ay inilalagay sa mga drive ng mga de-koryenteng motor, lumilipat ng mga stabilizer ng boltahe.

Ang mga monocrystalline semiconductors at bukas at malapit na mga module ay nagpapataas ng kapangyarihan, ngunit gumagana lamang bilang mga switch. Sa mga digital na device, ang field-type transistors ay ginagamit bilang mga matipid na module. Ang mga teknolohiya sa pagmamanupaktura sa konsepto ng pinagsamang mga eksperimento ay nagbibigay para sa paggawa ng mga transistor sa isang solong chip ng silikon.

Ang miniaturization ng mga kristal ay humahantong sa mas mabilis na mga computer, mas kaunting enerhiya at mas kaunting init.

Mga katulad na artikulo: