Транзистор — полупроводниковый элемент, устройство. Как транзистор работает, из чего состоит, для чего нужен?

Транзистор (transistor) – полупроводниковый элемент с тремя выводами (обычно), на один из которых (коллектор) подаётся сильный ток, а на другой (база) подаётся слабый (управляющий ток). При определённой силе управляющего тока, как бы «открывается клапан» и ток с коллектора начинает течь на третий вывод (эмиттер).

То есть транзистор – это своеобразный клапан, который при определённой силе тока, резко уменьшает сопротивление и пускает ток дальше (с коллектора на эмиттер). Происходит это потому, что при определенных условиях, дырки имеющие электрон, теряют его принимая новый и так по кругу. Если к базе не прилагать электрический ток, то транзистор будет находиться в уравновешенном состоянии и не пропускать ток на эмиттер.

В современных электронных чипах, количество транзисторов исчисляется миллиардами. Используются они преимущественно для вычислений и состоят из сложных связей.

Полупроводниковые материалы, преимущественно применяемые в транзисторах это: кремний, арсенид галлия и германий. Также существуют транзисторы на углеродных нанотрубках, прозрачные для дисплеев LCD и полимерные (наиболее перспективные).

 

Разновидности транзисторов:

Биполярные – транзисторы в которых носителями зарядов могут быть как электроны, так и «дырки». Ток может течь, как в сторону эмиттера, так и в сторону коллектора. Для управления потоком применяются определённые токи управления.

Полевые транзисторы – распротранёные устройства в которых управление электрическим потоком происходит посредством электрического поля. То есть когда образуется большее поле – больше электронов захватываются им и не могут передать заряды дальше. То есть это своеобразный вентиль, который может менять количество передаваемого заряда (если полевой транзистор с управляемым p—n—переходом). Отличительной особенностью данных транзисторов являются высокое входное напряжение и высокий коэффи­циент усиления по напряжению.

Комбинированные – транзисторы с совмещёнными резисторами, либо другими транзисторами в одном корпусе. Служат для различных целей, но в основном для повышения коэффициента усиления по току.

 

Подтипы:

Био-транзисторы – основаны на биологических полимерах, которые можно использовать в медицине, биотехнике без вреда для живых организмов. Проводились исследования на основе металлопротеинов, хлорофилла А (полученного из шпината), вируса табачной мозаики.

Одноэлектронные транзисторы – впервые были созданы российскими учёными в 1996 году. Могли работать при комнатной температуре в отличии от предшественников. Принцип работы схож с полевым транзистором, но более тонкий. Передатчиком сигнала является один или несколько электронов. Данный транзистор также называют нано- и квантовый транзистор. С помощью данной технологии, в будущем рассчитывают создавать транзисторы с размером меньше 10 нм, на основе графена.

 

Для чего используются транзисторы?

Используются транзисторы в усилительных схемах, лампах, электродвигателях и других приборах где необходимо быстрое изменение силы тока или положение вклвыкл. Транзистор умеет ограничивать силу тока либо плавно, либо методом импульс—пауза. Второй чаще используется для ШИМ-управления. Используя мощный источник питания, он проводит его через себя, регулируя слабым током.

Если силы тока недостаточно для включения цепи транзистора, то используются несколько транзисторов с большей чувствительностью, соединённые каскадным способом.

Мощные транзисторы соединённые в один или несколько корпусов, используются в полностью цифровых усилителях на основе ЦАП. Часто им требуется дополнительное охлаждение. В большинстве схем, они работают в режиме ключа (в режиме переключателя).

Применяются транзисторы также в системах питания, как цифровых, так и аналоговых (материнские платы, видеокарты, блоки питания & etc).

Центральные процессоры, микроконтроллёры и SOC тоже состоят из миллионов и миллиардов транзисторов, соединённых в определённом порядке для специализированных вычислений.

Каждая группа транзисторов, определённым образом кодирует сигнал и передаёт его дальше на обработку. Все виды ОЗУ и ПЗУ памяти, тоже состоят из транзисторов.

Все достижения микроэлектроники были бы практически невозможны без изобретения и использования транзисторов. Трудно представить хоть один электронный прибор без хотя бы одного транзистора.

Что такое транзисторы, для чего нужны, их виды и характеристики

Главная » Электроника » Что такое транзисторы, для чего нужны, их виды и характеристики

0

Январь 4, 2022 Электроника admin

Транзистором является электронный компонент, способный по специфике своей работы усиливать слабый электрический сигнал. Само по себе понятие транзистор состоит из двух слов: трансфер и резистор. В первом случае трансфер переводится с английского как «передача», а резистор – как «сопротивление». Найти характеристики нужного вам радиоэлемента поможет удобный онлайн справочник транзисторов.

Исходя из вышесказанного следует отметить, что транзистором является некое «сопротивление», способное регулировать интервал напряжения между эмиттером и базой. Это касается транзисторов биполярного типа. В транзисторах полевого типа предел напряжения регулируется в районе истока и затвора.

Виды транзисторов

На сегодняшний день существуют полевые и биполярные транзисторы. Биполярные транзисторы могут быть прямой или обратной проводимости (обозначаются n-p-n или p-n-p).

Полевой транзистор имеет канал типа N или P. Как правило, затворы полевых электрических изделий изолируются. Также каналы поля могут делиться на индуцированные и встроенные.

Основные характеристики изделия

Применяются транзисторы в технике посредством своих технических характеристик.

Как правило, они работают в нескольких режимах: ключевой режим и усилительный режим. Если электрический элемент работает в первом режиме, то он в процессе эксплуатации либо полностью закрыт, либо открыт все время.

Этот фактор позволит качественным образом управлять нагрузками электрической цепи, применяя при этом малые токи. Если транзисторы предусматривается эксплуатировать в усилительном или динамическом режимах, то изделие будет изменять выходные сигналы в момент небольшого изменения входных параметров.

Входными параметрами также называют управляющий сигнал, подающийся на изделие.

Разновидности современных транзисторов

Транзисторы биполярного типа в корпусе ТО3 2Н3055 широко распространены в звуковых каскадах современных усилителей. В данной схеме устройство склонно работать в динамическом режиме.

Данный тип транзистора зачастую применяется в низких частотах усилителей трансформаторного типа. Следует отметить, что при работе на коллекторе и эмиттере в процессе работы достигается напряжение, равное 70 Вольт и ток в пределах 15 А.

Благодаря современному корпусу выполненному в ТО – 3 транзисторы данного типа легко крепятся на охлаждающие радиаторы при необходимости. Транзисторы типа КТ – 315 являются легендой отечественных биполярных транзисторов.

Их применяют в маломощных схемах. Хорошо подходит для ключевого и динамического режима.

Что такое транзистор? (с картинками)

`;

Брендан МакГиган

Дата последнего изменения: 22 октября 2022 г.

Транзистор представляет собой полупроводник, отличающийся от вакуумной лампы прежде всего тем, что в нем используется твердая неподвижная часть для передачи заряда. Они являются важнейшими компонентами практически каждой части современной электроники и многими считаются самым важным изобретением современности (а также вестником века информации).

Транзистор BC547 помогает запускать усилители и переключатели.

Разработка транзистора напрямую связана с огромным прогрессом в диодной технологии во время Второй мировой войны. В 1947 году ученые Bell Laboratories представили первую функциональную модель после ряда фальстартов и технологических камней преткновения.

Первое важное применение транзистора было в слуховых аппаратах.

Первое важное использование транзистора было в слуховых аппаратах военным подрядчиком Raytheon, изобретателем микроволновой печи и производителем многих широко используемых ракет, включая ракеты Sidewinder и Patriot.

Первый транзисторный радиоприемник был выпущен в 1954 году компанией Texas Instruments, и к началу 1960-х годов эти радиоприемники стали опорой мирового рынка электроники. Также в 1960-х транзисторы были интегрированы в кремниевые микросхемы, заложив основу для технологии, которая в конечном итоге позволит персональным компьютерам стать реальностью. В 1956 году Билл Шокли, Уолтер Браттейн и Джон Барди получили Нобелевскую премию по физике за разработку транзистора.

Основной тип, используемый в настоящее время, известен как транзистор с биполярным переходом, который состоит из трех слоев полупроводникового материала, два из которых имеют дополнительные электроны, а один имеет промежутки. Два с дополнительными электронами (N-тип) расположены между одним с промежутками (P-тип). Эта конфигурация позволяет транзистору быть переключателем, быстро закрывающимся и открывающимся, как электронный затвор, позволяя напряжению проходить с определенной скоростью. Если он не защищен от света, свет может использоваться для открытия или закрытия ворот, и в этом случае он называется фототранзистором, функционирующим как высокочувствительный фотодиод.

Вторичный тип известен как полевой транзистор и состоит либо полностью из полупроводникового материала N-типа, либо из полупроводникового материала P-типа, при этом ток регулируется величиной приложенного к нему напряжения.

Транзисторы могут использоваться в цепях для усиления или переключения электрических сигналов, проходящих через них.

Вам также может понравиться

Рекомендуется

Основы электроники: онлайн-класс полупроводниковых устройств

1. Все темы
2. Технологии
3. Разработка программного обеспечения
4. Интернет вещей

Предварительный просмотр

С Бэрроном Стоуном Нравится 15 714 пользователям

Продолжительность: 4ч 8м Уровень мастерства: средний Дата выпуска: 08. 09.2017

Начать бесплатную пробную версию на 1 месяц

Детали курса

Укрепите свои знания о том, как создавать электронные схемы, научившись работать с полупроводниковыми компонентами. В этом курсе вместе с инженером-электриком Бэрроном Стоуном вы узнаете, как создавать схемы с использованием трех распространенных типов полупроводниковых компонентов: диодов, транзисторов и операционных усилителей. Бэррон начинает курс, объясняя, что такое диоды и как использовать диоды для управления направлением тока, протекающего по цепи. Он покажет вам, как использовать диоды для защиты ваших цепей от сигналов большой амплитуды, обратного тока и напряжения обратного хода. Затем он переходит к работе с транзисторами, демонстрируя, как их можно использовать для управления величиной тока, протекающего через цепь, и исследуя распространенные типы транзисторов, такие как BJT и MOSFET. Бэррон завершает курс, рассказывая об одном из самых полезных электронных компонентов — операционных усилителях. Он покажет вам, как использовать операционные усилители для подачи двойного напряжения, сравнения двух сигналов, усиления сигналов, фильтрации сигналов и многого другого.

Навыки, которые вы приобретете

• Полупроводники

Получите общий сертификат

Поделитесь тем, что вы узнали, и станьте выдающимся профессионалом в желаемой отрасли с сертификатом, демонстрирующим ваши знания, полученные на курсе.

Обучение LinkedIn Обучение

Сертификат об окончании

• Демонстрация в вашем профиле LinkedIn в разделе «Лицензии и сертификаты»

• Загрузите или распечатайте в формате PDF, чтобы поделиться с другими

• Поделитесь изображением в Интернете, чтобы продемонстрировать свое мастерство

Познакомьтесь с инструктором

• Бэррон Стоун

  Менеджер по продукту | Инженер | Инструктор | ветеран

Отзывы учащихся

344 оценки

Общий рейтинг рассчитывается на основе среднего значения представленных оценок. Оценки и обзоры могут быть отправлены только тогда, когда неанонимные учащиеся завершат не менее 40% курса. Это помогает нам избежать поддельных отзывов и спама.

• 5 звезд Текущее значение: 278 80%
• 4 звезды Текущее значение: 53 15%
• 3 звезды Текущее значение: 11 3%
• 2 звезды Текущее значение: 1 <1%
• 1 звезда Текущее значение: 1 <1%

Константин Ачкасов

Константин Ачкасов

Руководитель программы технических проектов Applied Materials

5/5 21 октября 2022 г.