Site Loader

Содержание

Чудесный транзистор — комбинация МОП-транзистора с биполярным

Для создателей мощных полупроводниковых приборов было вполне ес­тественно размышлять о том, насколько будет хорошо, если лучшие па­раметры различных устройств, так или иначе, объединить в одном уст­ройстве. Ничто не мешает пофантазировать об устройстве, которое легко запускается, может работать при больших токах и высоких напря­жениях, способно переключаться с частотами порядка мегагерца, имеет очень низкое тепловое сопротивление для эффективного отвода тепла и т.д. Действительно, имелись практические решения, которые до некото­рой степени, объединили свойства различных устройств. Одним из при­меров являются операционные усилители с полевыми транзисторами на входе и биполярными на выходе; первоначально это были гибридные схемы, но со временем стали выпускаться как интегральные схемы. Цель, которая была успешно достигнута, состояла в том, чтобы создать дешевый усилитель с высоким входным сопротивлением, низким выход­ным сопротивлением и с хорошими остальными характеристиками.

Что касается мощных устройств, то имелась IGBT (Биполярный-МОП-транзистор) схема, показанная на рис. 19.10, которая снова содер­жит МОП-транзистор на входе и биполярный на выходе. Однако здесь комбинированная схема сделана с помощью дискретных элементов, ма­ломощный МОП-транзистор во входном каскаде и мощный биполярный транзистор в качестве выходного. Используется каскодное соединение, при котором биполярный транзистор работает с общей базой. Оказыва­ется, что схема с общей базой кроме более высокой верхней частоты по сравнению со схемой с общим эмиттером, может работать при более вы­соких напряжениях. Однако схемой на биполярном транзисторе с общей базой чрезвычайно трудно управлять, потому что она имеет очень низ­кое входное сопротивление. Здесь тот случай, когда входной каскад на МОП-транзисторе спасает положение. Конечным результатом является легко управляемый, высоковольтный и высокочастотный переключатель, работающий с большими токами. Мощный высоковольтный МОП-тран­зистор, который заменяется ЮВТ-транзистором, имел бы большие по­тери в проводящем состоянии и вероятно стоил бы дороже.

Рис. 19.10. IGBT – комбинация полевого и биполярного транзисторов с целью улучшения характеристик. Входное сопротивление, рабочее напряжение и частота переключения выше, чем при использовании одного биполярного транзистора. Падение напряжения в открытом состоянии и стоимость более низкие чем, вероятно, были бы при применении одного мощного МОП-транзистора. International Rectifier Corp.

Кроме того, существует другое — параллельное соединение биполяр­ного транзистора с МОП-транзистором, показанное на рис. 19.11. При со­ответствующей синхронизации сигналов включения и выключения, пода­ваемых на затвор и базу этих двух устройств, можно приблизиться к скорости переключения МОП-транзистора с низкими потерями биполяр­ного транзистора в открытом состоянии. Тем не менее, практически реа­лизовать эту интригующую воображение схему не просто. Например, при попытке использовать такую комбинацию в качестве ком­мутатора в схеме стабилизатора с ШИМ, временные параметры тактовых импульсов схемы управления должны быть очень строго выдержаны.

Рис. 19.11. Экспериментальная комбинация полевого и биполярного транзисторов с целью использования достоинств каждого из них. При соответствующей синхронизации и продолжительности входных импульсов эта схема может обеспечить скорость включения и выключения полевого транзистора при малых потерях биполярного транзис-тора.

Предыдущие абзацы позволяют предвидеть наличие некоторого мощ­ного прибора, обладающего, по крайней мере, некоторыми из призна­ков полевой и биполярной технологий. Это действительно реализовано в виде биполярного транзистора с изолированным затвором (IGBT). По на­званию можно догадаться, что это мощное устройство с входными ха­рактеристиками как у МОП-транзистора и выходным характеристикам как у биполярного транзистора. Учитывая, что все это выполнено в од­ном кристалле, достигнутый результат можно расценивать как выдаю­щийся прорыв в области силовой полупроводниковой техники.

Удивительно, но структура IGBT-транзистора не радикально отлича­ется от структуры обычного мощного МОП-транзистора. мало, как у би­полярного транзистора. Это справедливо даже при высоких напряжени­ях, когда обыкновенные мощные МОП-транзисторы дают высокое паде­ние напряжения между стоком и истоком. При включенном состоянии IGBT-транзистора мощность, рассеиваемая на нем мала.

— присутствие неосновных носителей значительно увеличивают плотность тока в области стока. Поэтому, при том же самом размере кристалла IGBT-транзистор имеет большие номинальные токи, чем МОП-транзистор. Из этого следует также, что крутизна у IGBT-транзи­стора выше, чем у МОП-транзистора.

Рис. 19.12. Эволюция от обычного мощного МОП-транзистора к IGBT-транзистору. Изменение профиля легирования в области стока приводит к появлению нового устройства. (А) Исходный профиль легирования мощного МОП-транзистора. (В) Профиль легирования IGBT-транзистора демонстрирующий инжекцию неосновных носи­телей, которые имитируют поведение биполярных приборов.

— выход IGBT-транзистора напоминает /?л-переход диода, смещен­ный в прямом направлении и это дает смещение 0.7 В в его стоковых характеристиках. В этом отношении IGBT-транзистор отличается от би­полярного транзистора. Поскольку IGBT-транзистор является высоко­вольтным устройством, эта разница совсем не существенная.

— К сожалению, кроме положительных свойств имеется недостаток, вызванный введением неосновных носителей в области стока. IGBT-транзистор уже не имеет частотных свойств обычного МОП-транзисто­ра. Работа лучших IGBT-транзисторов ограничена частотой переключе­ния около 5 кГц. Однако были созданы компромиссные варианты с рабочей частотой 50 кГц, которые все еще сохраняют достоинства МОП-транзисторов и биполярных транзисторов при этих частотах пере­ключения.

И обозначение IGBT-транзистора, и название его выводов были предметом дискуссии в технической литературе. При рассмотрении это­го устройства мы имели дело с затвором, истоком и стоком. Это имело свою логику, потому что IGBT-транзистор берет свое происхождение от МОП-транзистора. С другой стороны естественно, что полупроводнико­вые фирмы подчеркивают подобие выходных характеристик биполярно­го транзистора и IGBT-транзистора. Соответственно, многие из этих компаний называли выводы своих изделий базой, эмиттером и коллекто­ром. Действительно, кажется разумным ради простоты считать его име­ющим входные характеристики МОП-транзистора, с выходными харак­теристиками, соответствующими биполярному транзистору. Будьте готовы, однако, столкнуться с различными комбинациями затвора, базы, истока, эмиттера, стока и коллектора. Надо иметь в виду, также, что имеется другое название для IGBT-транзистора «мощный полевой транзистор с модулируемой проводимостью» (название подарено «пова­рами» полупроводниковых устройств, а не разработчиками схем).

Подобно названиям выводов, имелось большое разнообразие услов­ных изображений IGBT-транзистора. В некоторых случаях использова­лись условные обозначения или МОП-транзисторов или биполярных транзисторов. И, как Вы можете догадаться, были предложены различ­ные гибридные изображения, учитывающие символику полевого транзи­стора и биполярного транзистора. Изображение, которое вероятно ста­нет стандартным, показано на рис. мощного высоковольтного МОП-транзистора удваивается при изменении температуры от 25’С до 150’С).

Рис. 19.13. Условное обозначение IGBT-транзистора и его выводов. Это изображение IGBT-транзистора, вероятно, станет стандартом. Обратите внимание, как передано представление относительно МОП-транзистора на входе и биполярного транзистора на выходе. Диод в области коллектора, смещенный в прямом направлении, явно показан.

Рис. 19.14. Выходные характеристики IGBT-транзистора. Эти устрой­ства работают с напряжениями 500 В и выше. Поэтому в практичес­ких схемах смещение 0,7 В сказывается слабо.

Рис. 19.15. Типичный IGBT-транзистор с частотой переключения 5 кГц. Первые IGBT-транзисторы страдали от эффекта защелкивания. Отметьте высокое рабочее напряжение, большой ток и малые размеры транзистора. International Rectifier Corp.

Разработчики схем, которым от транзисторов требуются дополнитель­ные функции, могут воспользоваться, по крайней мере, двумя имеющи­мися в настоящее время модификациями IGBT-транзистора. Примеры та­ких приборов приведены на рис. 19.17. На рис. 19.17А показан транзистор, который напоминает обычный мощный МОП-транзистор с внутренним диодом. Однако в обычном IGBT-транзисторе между коллектором и эмиттером (или между стоком и истоком) такого диода фактически нет. В тех случаях, когда разработчикам схем в этом месте необходим диод в ка­честве фиксирующего диода, диода обратного тока или как демпфер пере­ходных процессов, это является недостатком. Для таких целей создан ва­риант IGBT-транзистора с отдельным диодом. Мало того, что это дает дополнительные удобства, этот диод намного быстрее чем внутренний диод, который появляется в мощных МОП-транзисторах.

Другой вариант IGBT-транзистора изображен на рис. 19.17В. Здесь имеется контрольный вывод(ы), через который течет ток, пропорцио­нальный полному току коллектора. Этот вывод используется в стабили­зированных источниках со стабилизацией по току. Способ реализации обратной связи по току тот же самый, какой был ранее описан для SENSEFET-транзистора ~ мощного МОП-транзистора с таким же элек­тродом для считывания небольшой доли изменяющегося тока истока.

Сток

Рис. 19.17. Варианты ЮВТ-транзисторов. (А) IGBT-транзистор, имеющий внутренний диод с малым временем восстановления. (В) IGBT-транзистор с «контрольным» электродом в качестве датчика тока. Подобен SENSEFET-транзистору. International Rectifier Corp.

Фирма Harris Semiconductor создала ряд таких ЮВТ-транзисторов, работающих с напряжениями 400 В и 500 В и действующими значениями тока в диапазоне от 10 А до 25 А (при импульсном режиме работы допус­тимы более высокие токи). Экспериментатор может достичь очень мно­гого с этими транзисторами, рассчитанными для работы до 5 кГц. Более высокочастотные версии последуют почти наверняка, поскольку быстро­действие повышается не за счет каких-либо существенных изменений.

На момент написания книги усилия были сосредоточены на разра­ботке семейства мощных п-каншгъных IGBT-транзисторов. Не ясно, бу­дут ли появляться на рынке варианты />-кана[1ьных IGBT-транзисторов. В />-канальных приборах возникают проблемы из-за более низкой под­вижности носителей заряда. Однако подобный пессимизм в свое время замедлил развитие мощных />л/>-транзисторов и МОП-транзисторов с р-канагюм. Возможно, что задачи связанные с быстродействием, потерями в открытом состоянии, защелкиванием и стоимостью будут решены, и однажды IGBT-транзисторы с р-кшалом станут легко доступными.

Транзистор полевой — Энциклопедия по машиностроению XXL

МОП — транзистор — см. транзистор полевой.  [c.149]

Транзистор полевой — полупроводниковый прибор, в котором ток создают основные носители под действием продольного электрического поля между электродами, называемыми истоком и стоком исток — полупроводниковая область, от которой начинается движение зарядов, а сток — полупроводниковая область, к которой по каналу движутся эти заряды управление величиной тока в канале производится поперечным электрическим полем, создаваемым напряжением, приложенным между истоком и управляющим электродом — затвором (З].  [c.158]


Кремний является основным материалом для производства полупроводниковых приборов выпрямительных, мощных и маломощных биполярных транзисторов, полевых транзисторов и приборов с зарядовой связью. Кремний применяют также для создания детекторов ядерных излучений, датчиков Холла и тензодатчиков. Достаточно большое значение ширины запрещенной зоны позволяет кремниевым приборам работать при температурах до 180…200 С.  [c.379]

Приставка работает следующим образом. Если фотодиод не освещен, его внутреннее сопротивление велико (более 20 МОм), напряжение на затворе полевого транзистора значительно меньше его порогового напряжения [41], и полевой транзистор заперт. Следовательно, транзистор Гг тоже заперт, а транзисторы Гз и Г4 отперты, что соответствует замкнутым контактам прерывателя. При освещении фотодиода его сопротивление резко падает и почти все напряжение питания прикладывается к затвору полевого транзистора. Полевой транзистор отпирается. Следовательно, отпирается также транзистор Гг, а транзисторы Гз и Г4 запираются, что соответствует размыканию контактов прерывателя. Положительная обратная связь, создаваемая цепочкой / 5, С1, обеспечивает необходимую скорость размыкания контактов вне зависимости от частоты вращения непрозрачного диска фотодиодного датчика.  [c.82]

Знак перед токами — для резисторов, катушек и конденсаторов расчет тока проводится в прямом направлении от вывода 1 к выводу 2, для биполярных транзисторов, полевых транзисторов, тиристоров и т.п. расчет тока проводится в прямом направлении, если он является входящим в данный компонент схемы.  [c.84]

Транзистор полевой с каналом Р-типа  [c.1141]

Транзистор полевой с изолированным затвором  [c.1141]

Транзистор полевой с изолированным затвором обогащенного типа с / -каналом с выводом от подложки  [c.1142]

Транзистор полевой с изолированным затвором обогащенного типа с 7У-каналом и с внутренним соединением подложки и истока  [c.1142]

Транзистор полевой с двумя изолированными затворами обедненного типа с 7У-каналом и с выводом от подложки  [c.1142]

Транзистор полевой с каналом типа  [c.1159]

Транзистор полевой с изолированным затвором без вывода от подложки  [c.1160]

Транзистор полевой с изолированным затвором обогащенного тнпа с Л -каналом, с внутренним соединением истока и подложки  [c.1160]

Транзистор полевом с изолированным затвором с выводом от подложки обогащенного типа с Р-каналом  [c.1160]

Транзистор полевой с затвором Шоттки  [c.1160]

Транзистор полевой с двумя затворами Шоттки  [c.1160]

Рассмотрим теперь логические схемы на МОП-транзисторах. Полевой транзистор со структурой металл — окисел — полупроводник (МОП) представляет собой прибор, управляемый напряжением.  [c.11]

Статически индуцированный биполярный транзистор Биполярный п—р—п-транзистор Биполярный р—л—р-транзистор Боковой биполярный р—п—р-транзистор Полевой транзистор с каналом п-типа Полевой транзистор с каналом р-типа МОП-транзистор с каналом п-типа МОП-транзистор с каналом р-типа Линия передачи  [c.124]


Рис. 3. Обозначения физических элементов полевых транзисторов
Транзистор МДП с индуцированным каналом — полевой транзистор с изолированным затвором, у которого отсутствует управляемая проводимость между стоком и истоком при напряжении между затвором н истоком, равном нулю [3].  [c.158]

Транзистор о управляющим р—п переходом — полевой транзистор, работа которого основана на модуляции эффективного сечения канала модуляция осуществляется изменением толщины запорного слоя обратно смещенного р—п перехода [3].  [c.159]

Схема полевою транзистора а) и его включение в схемы (б)  [c.366]

Транзистор канальный — см. транзистор полевой. Транзистор кремниевый — транзистор, изготовленный на основе кремния отличается от германиевого транзистора способностью работать при волее высоких температурах — до 120—150 С (4, 9].  [c.157]

Моноскоп ( Лжетрубка ) 149 МОП-транзистор — см. Транзистор полевой 149 МРТУ 12Н 736 МРТУ 12Н № 88—64 739 МРТУ I2H № 118—64 739 МРТУ 12Н-120-64 739 МРТУ 38—1-150-64 738 Муфты — Выбор типа 451— 453 — Классификация 449. — Компенсирующая способность 450—451  [c.757]

Такие приборы, как транзистор, полевой транзистор или вакуумный триод являются трехполюсными. Полюсами являются база, эмиттер и коллектор для транзистора, затвор, исток и сток для полевого транзистора и сетка, катод и анод для вакуумного триода. Если эти приборы используются в активных цепях с двумя входами, то вход и выход таких схем должны иметь один общий полюс. По этой причине говорят о схемах с общим эмиттером, общим истоком или общим катодом общей базой, общим затвором или общей сеткой общим коллектором, общим стоком или общим анодом. Более распространенными для последних трех схем являются названия эмиттерный, истоковый и катодный повторители.  [c.36]

Транзистор Полевой транзистор Металлооксидный транзистор (МОП) Оптотранзнстор Се, 81 Се, 81 81. Се Транзисторный эффект Полевой эффект Полевой эффект Два р—п-пе-рехода  [c.314]

КОЙ температурой в цепь усилителя вводится точный аттенюатор. На рис. 3.15 приведена блок-схема, поясняющая принцип действия метода равных сопротивлений. Как всегда в таких случаях, предварительная ступень усилителя выполнена на полевых транзисторах. Метод равных сопротивлений требует определения собственного шума усилителя, поскольку он входит в измеряемые шумовые сигналы неодинаково. Кроме того, часть усилителя, находящаяся перед аттенюатором, должна обладать высокой линейностью. Параллельно аттенюатору включается схема компенсации, которая обеспечивает равенство полосы пропускания частот для двух сигналов. Переключатель, основанный на механическом принципе, работает на частоте 30 Гц и вносит незначительные помехи в цепь усилителя. Переключатели на входе и в цепи заряда запоминающих конденсаторов работают в противофазе, что позволяет подавить наводки, связанные с переключением. Кровини и Эктис [21] измерили отношение термодинамических температур с точностью в 2-10 (на уровне За), что составляет 0,25 К при 1000 К-  [c.117]

Алкатрон — униполярный полевой четырехэлектродный транзистор кольцевой конструкции, позволяющей увеличивать габариты прибора и его мощность, не снижая предельную частоту усиливаемых сигналов служит для усиления мощности сигналов с частотой до 100 МГц при мощности рассеяния до десятков ватт [3, 10].  [c.139]

Пьеэотранзистор полевой—униполярный полевой транзистор, в котором механическое напряжение изменяет скорость дрейфа носителей зарядов стабильность таких транзисторов выше, чем пьезотранзисторов.  [c.152]

Текнетрон — полевой транзистор цилиндрической формы с кольцевым р—я переходом, расположенным вблизи истока, что позволяет осуществлять более сильную модуляцию тока, но мощность текнетрона меньше, чем унитрона (3, 10].  [c.155]


Транзистор МДП — полевой транзистор с изолированным затвором, состоящий из трех слоев металлического (М), диалектричесКогО (Д) и полупроводникового (П) в качестве диэлектрика обычно используют пленку окисла кремния (МОП — транзистор) [9].  [c.158]

Транзистор с изолированным ватвором — полевой транзистор, в ко-юром модуляция проводимости канала осуществляется с помощью металлического электрода, отделенного от канала тонким слоем диэлектрика (3].  [c.159]

Унитрон — плоскостной униполярный транзистор, представляющий собой пластину полупроводника, у которой на торцах имеются омические контакты, а на больших гранях слои, образующие с пластиной р—п переходы выходная цепь образуется пластиной полупроводника одного типа, т. е. не включает р—п перехода к унитронам чаще всего относят различные разновидности полевых транзисторов, реже — двухбазовый диод [9. 10].  [c.162]


преимущества и недостатки • Статьи • UB.UA

Для людей, которые сталкиваются с электроникой, важно понимать в чем разница между полевым и биполярным транзистором. Для начала выясним в чем же разница?

Полевой транзистор — это полупроводниковое устройство, в котором сила тока между истоком и стоком регулируется напряжением, приложенным к затвору. Так, в полевом транзисторе содержится три электрода — исток, сток и затвор. В биполярном транзисторе существует три электрода — эмиттер, база и коллектор. Один из этих электродов «руководит» током, образуется между двумя другими. Биполярный транзистор работает благодаря взаимодействию электрического поля между носителями заряда. Таким образом образуется как положительный, так и отрицательный заряд. От этого и название — биполярный.

Полевые транзисторы имеют высокое выходное сопротивление, не приводит к большим затратам энергии. Также полевые транзисторы имеют высокое быстродействие. Это вызвано тем, что накопление и рассеяние неосновных носителей заряда в полевых транзисторах отсутствует. Из-за этого эффективность полевых транзисторов больше.

Реакция на нагрев в транзисторах также разная: в полевых транзисторах с ростом температуры повышается и сопротивление канала, а в биполярный транзистор при работе нагревается, при этом его коэффициент сопротивления уменьшается. Для достижения высоких показателей коммутационных токов несколько полевых транзисторов подключают параллельно. Биполярные транзисторы параллельно подключить нельзя — произойдет необратимый тепловой пробой через малое сопротивление при нагревании транзистора. Благодаря этому, коэффициент полезного действия полевых транзисторов выше, чем в биполярных. Однако, стоит заметить, что полевые транзисторы эффективны при низких напряжениях и могут работать на более высоких частотах. Биполярные лучше использовать для высоких напряжений.

В соответствии с характеристиками транзисторов меняется и сфера их применения. Конечно, благодаря значительным преимуществам полевые транзисторы используются чаще и имеют более широкую сферу применения. Полевые транзисторы применяют в цифровых и аналоговых микросхемах.

Подводя итоги, можно сказать, что полевые транзисторы, благодаря своим характеристикам и высокому коэффициенту полезного действия вытесняют биполярные транзисторы. Однако, и биполярные транзисторы имеют сферу применения.

Полевой транзистор и биполярный транзистор купить Вы можете на сайте нашего интернет-магазина для радиодеталей и электронных компонентов «Техноглобус». Заказы принимаем со всей Украины. Гарантируем быструю обработку заказов. Заказать товар можно воспользовавшись корзиной.

Определение биполярного транзистора | PCMag

Также называемый «транзистор с биполярным переходом» (BJT), это одна из двух основных категорий транзисторов; другой — «полевой транзистор» (FET). Хотя в первых транзисторах и первых кремниевых микросхемах использовались биполярные транзисторы, сегодня большинство микросхем представляют собой полевые транзисторы, подключенные по схеме КМОП-логики, которые потребляют меньше энергии (см. FET и MOSFET).

Биполярные транзисторы доступны как в отдельных дискретных компонентах, так и в виде сотен тысяч на одном кристалле.

Высокая мощность, высокая частота

Несмотря на то, что общий рынок биполярных транзисторов сократился, они по-прежнему используются для приложений с высокой мощностью и высокочастотными (РЧ) приложениями, достигающими гигагерцового диапазона. Например, с 1997 по 2002 год мировые продажи биполярных чипов упали с 1,5 миллиарда долларов до 226 миллионов долларов, причем последний из общего рынка полупроводников в 136 миллиардов долларов. См. Транзистор, IGBT и BiCMOS.

Первый транзистор был биполярным

В 1954 году компания Texas Instruments впервые изобрела биполярный транзистор.Хотя биполярные транзисторы изготавливаются в микроскопических размерах на микросхемах, отдельные дискретные биполярные транзисторы, подобные этому, все еще широко используются. (Изображение предоставлено Texas Instruments, Inc.)

Биполярный транзистор NPN

BJT представляют собой либо сэндвич из кремния p-типа, окруженный областями n-типа, либо n-тип, окруженный p-типом. Чтобы включить NPN BJT (пример выше), на клемму эмиттера подается отрицательный потенциал, а на коллектор — положительный.Когда к базе приложено положительное напряжение, оно позволяет электронам течь от эмиттера к коллектору. Для PNP BJT полярность обратная. Название «биполярное» происходит от использования обоих мобильных носителей (электронов и дырок).

Биполяры потребляют больше энергии

BJT требуют постоянного напряжения на базе, чтобы держать транзистор закрытым (включенным) и тока, протекающего от эмиттера к коллектору. В полевых транзисторах (FET), используемых в микросхемах CMOS, транзистор закрывается (включается) при зарядке затвора, а ток используется только в течение периода зарядки затвора (см. FET и MOSFET).

Field-effect BJT: адаптивный и многофункциональный нанотранзистор

  • Abou Chahine M, Bazzi H, Mohsen A, Harb A, Kassem A (2018) Кольцевой генератор с малошумящим управлением по напряжению в 28-нм технологии FDSOI для UWB Приложения. AEU Int J Electr Commun 97:94–101

    Google ученый

  • Амирмазлагани М., Раисси Ф. (2009) Ячейка памяти с использованием модифицированного полевого диода. IEICE Electronics Exp 6:1582–1586

    Google ученый

  • Асада С., Сатоши Т., Кимото Т., Суда Дж. (2017) Критерий проектирования SiC BJT, чтобы избежать ухудшения характеристик включения из-за сопротивления растеканию основания.IEEE Trans Electron Dev 64: 2086–2091

    CAS Google ученый

  • Athanasiou S, Athanasiou S, Legrand CA, Cristoloyeanu S, Galy P (2017) Новое сверхтонкое устройство FD-SOI BiMOS с реконфигурируемым режимом работы. IEEE Trans Electron Dev 64: 916–922

    CAS Google ученый

  • Азизолла-Ганджи Б., Голипур М. (2018) Влияние длины канала на характеристики наноразмерного полевого диода.J Оптоэлектр Наноструктура 3(2):29–40

    Google ученый

  • Бадван А.З., Чбили З., Ян Ю., Салман А.А., Ли К., Иоанну Д.Э. (2013) Ячейка DRAM с полевым диодом SOI: конструкция и работа. IEEE Electron Device Lett 34(8):1002–1004

    CAS Google ученый

  • Байдя А., Ленка Т.Р., Байшья С. (2016) Применение трехмерного беспереходного транзистора с двойным затвором для кольцевого генератора.В: Международная конференция 2016 г. по последним достижениям и инновациям в области машиностроения (ICRAIE), IEEE, с. 1–4

  • Balestra F (2017) Наноразмерная КМОП. Джон Уайли и сыновья, Нью-Джерси

    Google ученый

  • Bardeen J, Brattain WH (1948) Транзистор полупроводниковый триод. Phys Rev. 74:230–231

    Google ученый

  • Бедекаррат Т., Гали П., Фенуйе-Беранже С., Кристоловяну С. (2019) Исследование встроенного биполярного переходного транзистора в FD-SOI BIMOS.Твердотельный электрон 159:177–183

    Google ученый

  • Brattain WH, Bardeen J (1948) Природа прямого тока в германиевых точечных контактах. Phys Rev. 74:231–232

    Google ученый

  • Бринкман В.Ф., Хагган Д.Э., Траутман В.В. (1997) История изобретения транзистора и то, к чему это нас приведет. IEEE J Solid State Circ 32:1858–1865

    Google ученый

  • Чакраборти С., Малик А., Саркар С.К., Рао В.Р. (2007) КМОП-устройства и схемы для сверхмаломощных аналоговых/смешанных сигналов.IEEE Trans Electron Dev 54: 241–248

    Google ученый

  • Чан К.К., Хашеми П., Нинг Т.Х., Резничек А. (2019) Транзистор с боковым биполярным переходом, резким переходом и составным скрытым оксидом. Заявка на патент США 16/502,271, подана 24 октября 2019 г.

  • Chien JC, Upadhyaya P, Jung H, Chen S, Fang W, Niknejad AM, Savoj J, Chang K (2014). 2.8 Метод подавления фазового шума с импульсно-позиционной модуляцией для кольцевого генератора с инжекционной синхронизацией от 2 до 16 ГГц в КМОП 20 нм.В 2014 г. дайджест технических документов международной конференции IEEE по твердотельным схемам (ISSCC), IEEE, стр. 52–53

  • Белони Д.Л., Сингх К., Кумар Дж., Сривастава А. (2019) Трехсторонний заряженный плазменный симметричный боковой биполярный транзистор на SiGe-OI. Semicond Sci Technol 34(5):55019

    Google ученый

  • Дубей С., Кондекар П.Н. (2016) Сравнение производительности обычных и нагруженных инверторов FinFET. Микроэлектрон J 55:108–115

    CAS Google ученый

  • Гарг Н., Пратап Ю., Гупта М., Кабра С. (2019) Влияние различных локализованных профилей заряда ловушки на инвертор на основе короткоканального двойного затвора на основе нанопроводного транзистора и схему кольцевого генератора.AEU Int J Electr Commun 108:251–261

    Google ученый

  • Хашеми П., Хекматшоартабари Б., Резничек А., Балакришнан К., Яу Дж. Б. (2019) Транзистор с боковым биполярным переходом и двойной базой. Заявка на патент США 15/828,152, подана 30 мая 2019 г.

  • Hu C (2010) Современные полупроводниковые устройства для интегральных схем. Прентис Холл, Нью-Джерси

    Google ученый

  • Hung C-W, Chiang MC, Lin YC (2020) Биполярный переходной транзистор.Патент США 10 529 837, выдан 7 января 2020 г.

  • Джафари Тоушаи Б., Манавизаде Н. (2015 г.) Конструкция инверторного затвора на основе наноразмерного S-FED в зависимости от толщины коллектора. IEEE Trans Electron Dev 62: 3147–3152

    Google ученый

  • Джайн А.К., Кумар М.Дж. (2020) Масштабируемость беспереходных полевых транзисторов менее 10 нм с использованием заземляющего слоя в high-K BOX: имитационное исследование. Доступ IEEE 8:137540–137548

    Google ученый

  • Jha A, Lima TFD, Saeidi H, Bilodeau S, Tait AN, Huang C, Abbaslou S, Shastri B, Prucnal PR (2020) Транзистор с боковым биполярным переходом на платформе кремниевой фотоники.Опция Express 28(8):11692–11704

    CAS Google ученый

  • Jung Y et al (2012) Новая структура BJT, реализованная с использованием процессов CMOS для высокопроизводительных аналоговых схем. IEEE Trans Semicond Manuf 25: 549–554

    Google ученый

  • Килби Дж. (1976) Изобретение интегральной схемы. IEEE Trans Elec Dev 7: 648–654

    Google ученый

  • Leblebici Y, Kang S-M (1996) Цифровые интегральные схемы CMOS: анализ и проектирование.Макгроу-Хилл, Нью-Йорк

    Google ученый

  • Lee JU, Gipp PP, Heller CM (2004) Диоды с p-n переходом из углеродных нанотрубок. Appl Phys Lett 85:145–147

    CAS Google ученый

  • Лим В.Л., Мун Э.Дж., Фриланд Дж.В., Мейерс Д.Дж., Кареев М., Чахалян Дж., Ураждин С. (2012) Полевой диод на основе электронно-индуцированного перехода Мотта в NdNiO3. Appl Phys Lett 101(14):143111

    Google ученый

  • Liu L, Ningsheng Xu, Zhang Yu, Zhao P, Chen H, Deng S (2019) Биполярный транзистор Ван-дер-Ваальса с использованием вертикально расположенных двумерных атомных кристаллов.Adv Funct Mater 29(17):1807893

    Google ученый

  • Loan SA, Loan SA, Quteshi A, Kumarlayer SS (2009) Новый боковой биполярный транзистор с высоким напряжением пробоя на КНИ с многозонным легированием и многоступенчатым оксидом. Semicond Sci Technol 24:025017

    Google ученый

  • Манавизаде Н., Раисси Ф., Сулеймани А.С., Порфат М., Селберхерр С. (2011) Оценка эффективности наноразмерных полевых диодов.IEEE Trans Electron Dev 58: 2378–2384

    CAS Google ученый

  • Пал П.К., Каушик Б.К., Дасгупта С. (2014) Исследование симметричных полевых транзисторов FinFET с двойной спейсерной прокладкой с точки зрения задержки. IEEE Trans Electron Devices 61(11):3579–3585

    CAS Google ученый

  • Pan C-W, Cho S (2020) Биполярный транзистор с управляемым затвором и принцип его работы.Патент США 10 665 690, выдан 26 мая 2020 г.

  • Rabaey JM, Chandrakasan AP, Borivoje N (2003) Цифровые интегральные схемы: перспектива проектирования, том 7. Pearson Education, Upper Saddle River

    Google ученый

  • Raissi F (1996) Краткий анализ полевого диода и пробойного транзистора. IEEE Trans Electron Dev 43: 362–365

    Google ученый

  • Raissi F, Nordman JE (1994) Флюксонидный диод Джозефсона.Appl Phys Lett 65: 1838–1840

    Google ученый

  • Сахай С., Кумар М.Дж. (2019) Беспереходные полевые транзисторы: проектирование, моделирование и симуляция. John Wiley & Sons, Хобокен

    Google ученый

  • Саху А., Кумар А., Тивари С.П. (2020) Исследование характеристик универсальных затворов и кольцевого генератора с использованием нелегированного биполярного переходного транзистора. В: Семинар по кремниевой наноэлектронике (SNW) IEEE 2020 г., IEEE, стр. 125–126

  • Салем С., Таджабади М., Санеи М. (2017) Проектирование и анализ ячейки задержки с двойным управлением напряжениями для кольца малой мощности и широкого диапазона настройки генераторы на КМОП-технологии 65 нм для приложений CDR.AEU Int J Electr Commun 82:406–412

    Google ученый

  • Шейхян И., Раисси Ф. (2003) Высокоскоростное цифровое семейство с использованием полевого диода. Electron Lett 39(4):345–347

    Google ученый

  • Шейхян И., Раисси Ф. (2005) Усовершенствованный дифференциальный компаратор с выходным каскадом на полевых диодах. J Circuits Syst Comput 14(05):931–937

    Google ученый

  • Шейхян И., Раисси Ф. (2007) Результаты моделирования наноразмерного полевого диода.IEEE Trans Electron Dev 54: 613–617

    CAS Google ученый

  • Шелке С.К., Нитнавар В.Н., Роде С. (2017) Разработка кольцевого генератора с улучшенной температурой, напряжением питания и стабильностью процесса с 32-нм транзистором FDSOI для применения в диапазоне ISM. В: 11-я Международная конференция по интеллектуальным системам и управлению (ISCO), 2017 г., IEEE, стр. 311–313

  • Сотоуде А., Амирмазлагани М. (2018) Полевой диод на основе графена.Сверхрешетки Microstruct 120:828–836

    CAS Google ученый

  • Сривастава П.К., Хассан Ю., Гебредингл Ю., Юнг Дж., Канг Б., Ю В.Дж., Сингх Б., Ли К. (2019) Многофункциональный гетеропереход Ван-дер-Ваальса с разорванной щелью. Малый 15(11):1804885

    Google ученый

  • Streetman BG, Banerjee S (2000) Твердотельные электронные устройства. Прентис Холл, Нью-Джерси

    Google ученый

  • Su B-W, Yao B-W, Zhang X-L, Huang K-X, Li D-K, Guo H-W, Li X-K, Chen X-D, Liu Z-B, Tian J-G (2020) Симметричный биполярный транзистор с перестраиваемым затвором, изготовленный с помощью обработки фемтосекундным лазером.Nanoscale Adv 2(4):1733–1740

    CAS Google ученый

  • Сзе С.М., Нг К.К. (2006) Физика полупроводниковых приборов. Джон Уайли и сыновья, Нью-Джерси

    Google ученый

  • Touchaei BJ, Manavizadeh N (2016) Проектирование и моделирование маломощных логических элементов на основе наноразмерных FED с боковыми контактами. IEEE Trans Electron Devices 64(1):306–311

    Google ученый

  • Валлабханени Х., Джапа А., Шайк С., Кришна К.С.Р., Вадди Р. (2014) Проектирование энергоэффективных логических вентилей с туннельными полевыми транзисторами с гетерогенным соединением на длине волны 20 нм.В: 2-я Международная конференция по устройствам, схемам и системам (ICDCS), 2014 г., IEEE, стр. 1–5

  • Washio K (2003 г.) Технологии SiGe HBT и BiCMOS для оптической передачи и систем беспроводной связи. IEEE Trans Electron Dev 50: 656–668

    CAS Google ученый

  • Yang Y, Salman AA, Ioannou DE, Beebe SG (2008) Проектирование и оптимизация полевого диода КНИ (FED) для защиты от электростатических разрядов. Solid State Electron 52(10):1482–1485

    CAS Google ученый

  • Yang Y, Gangopadhyay A, Li Q, Ioannou DE (2009) Масштабирование полевого диода КНИ (FED) для приложений памяти.В: 2009 Международный симпозиум по исследованию полупроводниковых устройств, IEEE, стр. 1–2

  • Zhang Y, Chen H, Luo M, Li J, Wang W, Deng X, Bai Y, Chen H, Zhang B (2019) Карбид кремния биполярный транзистор с новой конструкцией полевой пластины эмиттера для высокого коэффициента усиления по току и надежности. Semicond Sci Technol 34(4):45001

    CAS Google ученый

  • Zimpeck AL, Meinhardt C, Reis RAL (2015) Влияние изменчивости PVT на стандартные ячейки FinFET 20 нм.Микроэлектрон Релиаб 55(9–10):1379–1383

    Google ученый

  • Транзисторы с биполярным соединением: что они из себя представляют и что делают

    Сказать, что многие легкие и недорогие электронные устройства, которыми мы ежедневно пользуемся, воспринимаются как нечто само собой разумеющееся, значит не сказать ничего. Однако многое из того, что мы используем и чем наслаждаемся, было бы невозможно без разработки и внедрения транзистора с биполярным переходом (BJT). Изобретенные в 1947 году Уильямом Шокли, BJT были неотъемлемыми компонентами современных вычислительных технологий, от компьютерной памяти до микропроцессоров и многого другого.

    Давайте углубимся в то, что такое BJT, для чего они используются и как они изменили мир электроники.

    Что такое биполярный транзистор?

    В отличие от униполярных транзисторов, которые используют только один тип носителей заряда, транзистор BJT использует как электроны, так и отсутствие электронов, известное как электронная дырка, для переноса заряда. Дыры в проводящем материале остаются, когда электрон переходит из своего текущего состояния в более высокое. Эти дырки могут двигаться сквозь материал подобно электронам и вести себя как положительно заряженные частицы.Когда небольшой ток подается на один из выводов биполярного транзистора, это позволяет транзистору эффективно управлять гораздо большим током между эмиттером и коллектором, что, в свою очередь, позволяет усилить или переключить ток. Проще говоря, подумайте о биполярном транзисторе как о регуляторе тока.

    Несмотря на то, что биполярные транзисторы содержат три вывода (база, эмиттер и коллектор), для описания этого типа транзистора используется термин «биполярный», поскольку в нем используются два разных типа полупроводникового материала (один положительно заряженный, а другой конечно, то есть отрицательно заряженный, но об этом позже).В то время как биполярные транзисторы обычно содержат кремний (который заменил германий в качестве предпочтительного материала транзистора в 1960-х годах из-за его превосходной термической стабильности) в качестве основного материала, примеси могут быть добавлены с помощью процесса, известного как «легирование», чтобы получить различные слои транзистора. вести себя как требуется.

    Основные области применения BJT

    Хотя оригинальной технологии уже почти 70 лет, биполярные транзисторы по-прежнему широко используются для усиления и коммутации сигналов.В цифровых схемах они используются для усиления радиочастот и переключения больших токов.

    При работе с высокоскоростной цифровой логикой биполярные транзисторы часто сочетаются с полевыми транзисторами на основе металл-оксид-полупроводник (известными как MOSFET-транзисторы). Эти транзисторы жизненно важны для использования радиочастот и являются неотъемлемыми компонентами микросхем высокого класса.

    Возможно, для тех, кто имеет склонность к теоретической физике и исследованию космоса, более интересным будет то, что биполярные транзисторы в сочетании с полевыми МОП-транзисторами позволяют использовать транзисторы Шокли в ускорителях частиц.Эти ускорители открывают тайны Вселенной в относительно чистом производстве энергии, обеспечиваемой ядерными реакторами, и через множество спутников на орбите вокруг Земли и за ее пределами.

    Вернувшись на Землю, транзисторы с биполярным переходом составляют основу многих коммерчески доступных электронных усилителей и датчиков температуры, используемых во многих различных отраслях. Эти типы транзисторов также используются для сжатия сигналов, чтобы их могли обрабатывать схемы без биполярных транзисторов.

    Кроме того, BJT являются наиболее часто используемым типом транзисторов, используемых в следующих схемах:

    Логические схемы

    Логические схемы используются для выполнения логических операций в вычислениях.Существует два основных типа логических схем: комбинационные схемы и схемы состояний.

    Схемы усилителя

    Как следует из названия, схемы усилителя используются для усиления сигнала, чтобы выходной сигнал был больше, чем входной сигнал, наряду с аналогичной формой волны

    Колебательные цепи

    Схема этого типа создает период или колебательный сигнал, который используется для преобразования постоянного тока в переменный.

    Цепи мультивибраторов

    Этот тип схемы используется в устройствах с двумя состояниями, таких как таймеры.Они генерируют импульсные сигналы и используют пассивные элементы, такие как резисторы и конденсаторы, для определения состояния выхода.

    Цепи формирования волны

    Этот тип схемы используется для изменения формы сигнала, чтобы гарантировать, что напряжение не превышает заданного значения. Это не влияет на остальную часть сигнала.

    Схемы обнаружения и демодуляции

    Эти типы схем используются для извлечения исходного сигнала из модулированного сигнала.Они восстанавливают информацию или сообщение, которое было оставлено на несущей радиоволне в передатчике. Выходной сигнал может быть в виде аналогового звука, изображений или двоичных данных.

    Типы биполярных транзисторов

    Биполярные переходные транзисторы сконструированы с использованием «слоев». Эти уровни могут быть в конфигурации NPN или PNP. В слое NPN (отрицательный-положительный-отрицательный) транзистор «включается», когда ток протекает через базовый вывод.В качестве альтернативы, если BJT состоит из слоев PNP (положительный-отрицательный-положительный), транзистор будет включаться только тогда, когда через базу не протекает ток.

    Как упоминалось выше, биполярные транзисторы также могут усиливать ток. В многоуровневой конфигурации NPN вы можете усилить ток, подав небольшой ток на положительно заряженную клемму (в данном случае на базовую клемму). Электроны, притянутые к полярности базовой клеммы, будут перемещаться от эмиттера к коллектору, который усиливает ток между двумя слоями N-типа.

    БДТ: тогда и сейчас

    Понимание того, как работают эти транзисторы, необходимо, если вы интересуетесь современной электроникой и хотите сделать карьеру в этой области. Во многих отношениях мир технологий постоянно развивается. Поскольку все меняется с молниеносной скоростью, приятно осознавать, что компоненты, которые 70 лет назад предвещали век вычислительной техники и компьютеров, остаются жизненно важными компонентами и по сей день.

    Если вы хотите узнать больше о транзисторах с биполярным переходом, вы можете рассмотреть возможность получения сертификата об обучении техника-электромеханика.Эта онлайн-программа может подготовить вас к захватывающей карьере в области электромеханических систем.

     

    Полевые транзисторы и биполярный транзистор как комбинация…

    Контекст 1

    … предложен общий подход к получению ВАХ как для полевых, так и для биполярных транзисторов, основанный на точном решении уравнения неразрывности тока в диффузионно-дрейфовом приближении с учетом неоднородности распределения электрического поля и плотности заряда между контактами.Этот подход описывает единым образом как линейную часть, так и часть насыщения ВАХ МОП-транзистора, как для случая насыщения по скорости, так и для случаев электростатического эффекта отсечки. Было также показано, что та же расчетная формула подходит для описания ВАХ биполярных транзисторов. Ключевые слова: MOSFET, BJT, моделирование, ВАХ, уравнение непрерывности, электрическая нейтральность, диффузия-дрейф, подвижность. Наиболее важными типами транзисторов являются полевые транзисторы металл-оксид-полупроводник (MOSFET) и транзисторы с биполярным переходом (BJT). .Оба типа транзисторов содержат два омических контакта (исток-сток (FET) или эмиттер-коллектор (BJT)), обменивающихся носителями заряда со скоростью, которая контролируется третьим электродом (затвор или контакт базы). Несмотря на различие физических механизмов такого управления (электростатический, как в полевых транзисторах, или резистивный, как в биполярных транзисторах), оба типа транзисторов имеют принципиально общий принцип управления током: электрическая нейтральность активных их областей. Любые типы микроэлектронных устройств, такие как полевые или биполярные транзисторы, по сути представляют собой неоднородные структуры с выходным током, модулированным внешними электродами.Следовательно, в отличие от однородных материалов, таких как металлы, электрическое состояние в общем случае должно описываться совместным решением уравнения Пуассона и уравнения непрерывности плотности тока. Один из таких подходов применительно к полевым устройствам был предложен в [1] и последовательно 2 3 реализован для различных типов полевых устройств, включая графеновые полевые транзисторы [ ], КНИ и двухзатворные транзисторы [ ], молибденитовый монослой MoS 2 транзистор [4]. В настоящей работе предложен единый подход такого рода для полевых и биполярных транзисторов.Эффекты неоднородности структуры и объемного заряда предполагают существенную роль неоднородности электронной (или дырочной) плотности и, следовательно, диффузионной составляющей полного диффузионно-дрейфового тока. В [1] показано, что отношение диффузионного и дрейфового токов в полевых транзисторах определяется условием планарной нейтральности электрического заряда МОП-структуры вдоль канала. В данной работе будет показано, что подобное соотношение в БЯТ возникает как следствие требования малости основного носителя в базе квазинейтрального БЯТ.Это позволяет единым образом описывать ВАХ в полевых транзисторах и биполярных транзисторах на основе решения уравнения непрерывности тока в каналах и в базах. Подход, основанный на непрерывности тока, подразумевает (особенно в наноразмерных полевых транзисторах) важность зависимости эффективной подвижности от сильного бокового электрического поля между истоком и стоком. Приближенное аналитическое решение уравнения неразрывности тока с учетом подвижности полевых МОП-транзисторов, зависящей от бокового поля, рассматривалось в ранней работе [5].Здесь мы намерены представить точное решение уравнения неразрывности для строгого описания эффектов скорости насыщения носителя сильного поля. Несмотря на очевидную разницу в конфигурации, физика и принципы работы МОП-транзисторов и биполярных транзисторов содержат существенные общие черты. Это сходство видно на рис. 1. Диффузионно-дрейфовый ток и электрическая нейтральность в активных областях являются основными чертами общности устройств. Такая общность предполагает возможность единого описания.Отношение диффузионного тока к дрейфовому току равно величине производной химического потенциала по электрическому потенциалу и может быть получено из требования электронейтральности вдоль канала МОП-структуры в приближении постепенного канала [ 1 …

    Биполярный транзистор

    ПредыдущийСледующий

    Представьте себе два p-n перехода, соединенных друг с другом.Это основная структура биполярного транзистора. Он называется биполярным, потому что и электроны, и дырки переносят ток в устройстве. Биполярные транзисторы могут встречаться в конфигурациях n p n или p n p . Схема устройства в конфигурации n p n представлена ​​ниже. Используйте кнопки для навигации по анимации.

    На приведенной выше анимации есть три контакта с транзистором.Это (i) эмиттер, (ii) база и (iii) коллектор. Эмиттер и коллектор изготовлены из легированного материала типа n , а основа — из материала, легированного p . Они часто имеют маркировку E, B и C.

    При прямом смещении, приложенном к переходу эмиттер-база, и обратном смещении, приложенном к переходу база-коллектор, полосы деформируются, как показано на анимации. Потенциальный барьер для диффузии электрона из эмиттера в базу относительно низок.Электроны, инжектированные из эмиттера, затем диффундируют через тонкую область базы, а затем ускоряются за счет сильного обратно смещенного поля между базой и коллектором. Обратите внимание, что хотя электроны находятся в базовой области, они являются неосновными носителями. База должна быть тонкой, чтобы диффундирующие электроны не терялись при рекомбинации с дыркой, т. е. основным носителем в области базы. При рекомбинации не только уменьшается ток электронов, но и происходит рассеивание тепла в этом процессе, что также нежелательно.

    Изменение базового напряжения изменяет размер потенциального барьера для переноса электронов из эмиттера. Таким образом, напряжение эмиттер-база может использоваться для модуляции тока от эмиттера к коллектору. Приложенное напряжение также можно использовать для полной остановки тока, протекающего через устройство, фактически используя транзистор в качестве переключателя. Именно эта функция переключения используется в логических схемах, таких как те, что используются в компьютерах. Замкнутый переключатель — это двоичный 0 (ток не течет от эмиттера к коллектору), а открытый переключатель — это двоичная 1 (ток течет между эмиттером и коллектором).


    В чем разница между биполярным транзистором и триодом?

     

    Биполярный транзистор — это триод. Самое простое различие: три полюса называются коллектором, базой и эмиттером. Это тоже биполярный транзистор. Потому что монополярная трубка не использует такое название. Униполярная трубка называется истоком, затвором и стоком.

     

     

    Что такое биполярный транзистор?

     

    Биполярный транзистор , полное название — биполярный переходной транзистор.Он широко известен как триод, представляющий собой электронное устройство с тремя клеммами. Биполярные транзисторы — революционное изобретение в истории электроники.

     

    Функция такого транзистора — одновременная циркуляция электронных и дырочных носителей. Он называется биполярным, также называется биполярным несущим транзистором. Он работает иначе, чем униполярные транзисторы, такие как полевые транзисторы. Рабочий режим последнего включает эффект дрейфа только одного типа несущей.PN-переход образует границу между двумя разными областями агрегации легирующей примеси.

     

     

     

    Основные принципы биполярных транзисторов

     

    Это биполярный транзистор типа NPN, который можно рассматривать как два диода с соединенными общими анодами. Когда биполярный транзистор работает правильно, переход база-эмиттер (мы называем этот PN-переход «эмиттерным переходом») находится в состоянии положительного смещения.База-коллектор (мы называем этот PN-переход «коллекторным переходом») находится в состоянии обратного смещения. При отсутствии приложенного напряжения концентрация электронов в N-области эмиссионного перехода больше, чем в P-области, и часть электронов диффундирует в P-область. Одна из дыр в зоне P также распространится на область N. На эмиттерном переходе образуется область пространственного заряда. Генерирует внутреннее электрическое поле. Он идет из области N в область P.Электрическое поле может препятствовать возникновению упомянутого диффузионного процесса, позволяя создать равновесие в динамике. В это время, если к эмиссионному переходу приложено прямое напряжение, динамическое равновесие между диффузией носителей заряда и внутренним электрическим полем в обедненном слое будет нарушено. Это приведет к инжекции термически возбужденных электронов в область базы. Базовая область транзисторов NPN легирована P-типом. Здесь дырки в основном являются легированными веществами. Поэтому электроны в этой области называются «неосновными носителями».В области биполярных транзисторов площадь области, называемой базой, обычно составляет всего несколько десятых микрометра. На что нам нужно обратить внимание, так это на то, что, хотя коллектор и эмиттер оба легированы N-типом, степень легирования и физические свойства у них разные. Мы должны различать форму биполярного транзистора, в которой два диода в противоположных направлениях соединены последовательно.

     

     

    Структура биполярного транзистора

     

    Биполярный транзистор состоит из трех легированных полупроводниковых областей.Они включают в себя область эмиттера, а также область базы и, наконец, область коллектора. Эти области представляют собой соответственно полупроводники N-типа, P-типа и N-типа в транзисторах NPN-типа. В транзисторах типа PNP они представляют собой полупроводники P-типа, N-типа и P-типа. Каждая полупроводниковая область имеет штырьковое окончание, обычно с буквами E, B и C, обозначающими эмиттер, базу и коллектор.

     

    Когда биполярные транзисторы подключены через эмиттерный разъем, небольшие изменения напряжения, подаваемого как на эмиттер, так и на базу, приведут к значительным изменениям тока, протекающего между коллектором и эмиттером.Используя это свойство, мы можем усилить входной ток или напряжение. Используйте базу биполярного транзистора в качестве входа. Коллектор служит выходной клеммой. Используя принцип эквивалентности, биполярный транзистор можно рассматривать как источник тока, управляемый напряжением, или как источник напряжения, управляемый током. Кроме того, если смотреть с левой стороны двухполюсника, входное сопротивление на базе уменьшается до сопротивления базы. Это снижает требования к нагрузочной способности схемы предыдущего каскада.

     

     ​

     

    BJT — биполярный транзистор: дискретный компонент

    Биполярный транзистор (BJT) (дискретный компонент) — это тип транзистора, в котором в качестве носителей заряда используются как электроны, так и электронные дырки. Напротив, униполярный транзистор, такой как полевой транзистор, использует только один вид носителей заряда. Биполярный транзистор позволяет небольшому току, подаваемому на один из его выводов, управлять гораздо большим током, протекающим между двумя другими выводами, что делает устройство способным к усилению или переключению.

    BJT использует два перехода между двумя типами полупроводников, n-типа и p-типа, которые представляют собой области в монокристалле материала. Переходы могут быть выполнены несколькими различными способами, такими как изменение легирования полупроводникового материала по мере его выращивания, путем осаждения металлических гранул для формирования сплавных переходов или такими методами, как диффузия легирующих веществ n-типа и p-типа в кристалл. Превосходная предсказуемость и производительность переходных транзисторов вскоре вытеснили оригинальный точечный транзистор.Рассеянные транзисторы, наряду с другими компонентами, являются элементами интегральных схем аналогового и цифрового назначения. Сотни биполярных транзисторов могут быть изготовлены в одной схеме с очень низкими затратами.

    Интегральные схемы на биполярных транзисторах были основными активными устройствами поколения мэйнфреймов и мини-компьютеров, но в настоящее время в большинстве компьютерных систем используются интегральные схемы, основанные на полевых транзисторах.

    alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.