Tranzystor jest podstawą rewolucji technologicznej.

Ludzkość dużo zawdzięcza swojej technologicznej mocy niewielkiemu mikroelektronicznemu elementowi, cegiełce, bez której techniczna rewolucja byłaby niemożliwa. To jest tranzystor. Ten element wszystkich układów elektronicznych stał się tak mały, że nie można go zobaczyć bez specjalnych urządzeń.

Termin

Teraz nawet dzieci w wieku szkolnym wiedzą, że tranzystor to małe urządzenie składające się z trzech bloków materiałów półprzewodnikowych. Jednak sama nazwa utknęła w nim nie od razu. Poprzednio urządzenie to nosiło nazwę "trioda półprzewodnikowa" i było używane w technologii lampowej. Nadal nie ma zgody co do tego, jak dokładnie pojawiło się współczesne słowo "tranzystor". W szczególności, niektórzy uważają, że termin składa się z dwóch składników - "transfer" i "rezystor". Oznacza to, że w tym przypadku możemy mówić o urządzeniu kontrolującym opór. W pewnym stopniu tak jest.

Urządzenie

Nowoczesny tranzystor jest niezbędnym elementem każdego obwodu elektronicznego. Konstrukcyjnie składa się z trzech połączonych materiałów o właściwościach półprzewodnikowych. Na przykład krzem, german itd. Ich szczególną cechą jest to, że prąd przepływa przez strukturę tylko w określonych warunkach, a na granicy ich kontaktu ruch elektronów jest ogólnie zgodny z określonymi prawami. Istnieją dwa rodzaje przewodności - dziura i elektronika. Pierwszy jest nieodłączny w tych materiałach, w których brakuje ujemnie naładowanych cząstek - tak zwanych "dziur", czyli umieszcza się je w atomach, gdzie znajdują się "puste miejsca" dla elektronów na orbitach. Drugi, wręcz przeciwnie, istnieje tam, gdzie występuje wyraźny nadmiar nośników ładunku ujemnego. Tranzystor jest urządzeniem, w którym dwa bloki materiału o jednym rodzaju przewodnictwa i jeden z drugim są połączone w jednym przypadku (lub w odizolowanym obszarze, z litografią). Z każdej elektrody pochodzi, co pozwala na uwzględnienie w obwodzie elektrycznym. Tak więc tranzystor jest urządzeniem składającym się z PNP (otwór - elektron - otwór) lub materiałów NPN.

Zasada działania

Aby zrozumieć, jak działa tranzystor w obwodzie, najprostszym sposobem jest użycie analogii wody. Wyobraźmy sobie urządzenie składające się z trzech rur połączonych w jednym miejscu wspólnym przewodem - w rzeczywistości tee. Z jednej strony przepływa woda (powracając do tranzystorów, jest to emiter, czyli "dając"), z drugiej krawędzi wylewa się gdzieś (kolektor), podczas gdy środkowa dysza (baza) służy do regulacji intensywności nacisku. Tak więc, wysyłając dodatkowy strumień tutaj, możesz kontrolować wodę wylotową, wzmacniając ją lub osłabiając. Oczywiście przykład jest uproszczony tak bardzo, jak to możliwe, ale dla ogólnego zrozumienia jest wystarczający. A ponieważ tranzystor jest nie tylko oporem z trzema kołkami, ale elementem półprzewodnikowym, aby kontrolować bardzo nieznaczny wpływ prądu na elektrodę podstawową. Prąd sterujący zastosowany do środkowej części urządzenia służy jako bodziec, który otwiera przejścia dla naładowanych cząstek, a niewielka zmiana w nim prowadzi do zwiększenia lub zmniejszenia ogólnego "przepływu" kilka razy. Tranzystor w obwodzie nie zawsze może być użyty w tak prostym, schematycznym rozwiązaniu. Jeśli konieczne jest zwiększenie prądu sterującego doprowadzanego do elektrody bazowej, wówczas używana jest cała kaskada tranzystora, w której każdy kolejny element wzmacnia sygnał z poprzedniego.

Charakterystyka tranzystora

Każde takie urządzenie charakteryzuje się w szczególności minimalną wartością prądu podstawowego, która jest niezbędna do otwierania połączeń PN. Bez takiego uderzenia urządzenie pozostaje "zamknięte", a ruch naładowanych cząstek przez niego nie występuje.

Następnym ważnym punktem, który należy wziąć pod uwagę podczas obsługi tych urządzeń, jest wartość napięcia, przy której następuje rozpad przejść. Oczywiście wewnętrzny opór można pokonać bez "otwierania", ale ta metoda powoduje, że tranzystor nie działa. Tak więc napięcie przebicia należy uznać za graniczne lub maksymalne dopuszczalne.

Nie mniej istotna jest charakterystyka pokazująca zależność zmiany prądu kolektora od wpływu na elektrodę bazową. Istnieją wykresy, w których w postaci krzywej określana jest zależność, zwana współczynnikiem przenoszenia.

Pod względem wzornictwa istnieją modele polowe i bipolarne. W pierwszym ładunek jest przenoszony tylko dodatnio (dziury) lub ujemnie (elektrony) przez naładowane cząstki, aw drugim biorą udział oba typy nośników.

Kolejną cechą jest rezystancja wejściowa. W miarę wzrostu wzmocnienie wzrasta i zmniejsza się prąd wymagany do sterowania.

I na koniec jeszcze jedna ważna cecha związana jest z częstotliwością transmitowanego prądu. W zależności od rodzaju użytych materiałów półprzewodnikowych tranzystory mogą być "zwykłe" i wysokiej częstotliwości. Ze względu na specyfikę procesów fizycznych (szybkość transferu ładunku przez obszary graniczne, pojemność, rezystancję), wzmocnienie zmniejsza się wraz ze wzrostem częstotliwości, zmniejszając się do niemal zera. Wartość, przy której to się dzieje, nazywa się wartością brzegową.

Kluczowe parametry

Oprócz powyższych istnieje wiele funkcji tych urządzeń. Wybierając takie urządzenia mikroelektroniczne, należy wziąć pod uwagę następujące parametry tranzystorów:

1. Ilość prądu płynącego przez kolektor. Oczywiście nieskończony wzrost jest niemożliwy, a próba przekroczenia limitu powoduje awarię urządzenia.

2. Najwyższy stres, którego nadmiar niszczy odporność przejść.

3 Wielkość napięcia, przy której dalsza kontrola tranzystora staje się niemożliwa.

W rzeczywistości istnieje wiele parametrów, wszystkie są gromadzone w specjalnych katalogach.