Jenis transistor dan aplikasi mereka

Perkataan "transistor" dibentuk dari dua perkataan: pemindahan dan perintang. Perkataan pertama diterjemahkan dari bahasa Inggeris sebagai "penghantaran", yang kedua - "perlawanan." Dengan cara ini transistor Adalah jenis rintangan khas, yang dikawal selia oleh voltan antara pangkalan dan pemancar (arus asas) pada transistor bipolar, dan voltan antara pintu dan sumber transistor kesan medan.

Pada mulanya, beberapa nama dicadangkan untuk peranti semikonduktor ini: triod semikonduktor, trioda kristal, lotatron, tetapi sebagai hasilnya, mereka menumpukan pada nama "transistor" yang dicadangkan oleh John Pierce, penulis fiksyen sains dan sains Amerika, sahabat William Shockley.

Untuk bermula, kami akan menyusun sedikit sejarah, maka kami akan mempertimbangkan beberapa jenis transistor dari komponen elektronik yang biasa di pasaran hari ini.

William Shockley, Walter Brattain dan John Bardin, bekerja sebagai sebuah pasukan di laboratorium Bell Labs, pada 16 Disember 1947 mencipta transistor bipolar operasi pertama, yang ditunjukkan oleh para saintis secara rasmi dan secara terbuka pada 23 Disember tahun itu. Ia adalah transistor titik.

Selepas hampir dua setengah tahun, transistor persimpangan germanium pertama muncul, transistor mesa yang menyatu, elektrokimia, dan akhirnya, pada tahun 1958 Texas Instruments mengeluarkan transistor silikon pertama, maka, pada tahun 1959, transistor silikon planar pertama dicipta oleh Jean Ernie, hasilnya, germanium digantikan oleh silikon, dan teknologi planar menjadi kebanggaan dalam teknologi utama untuk menghasilkan transistor.

Dalam keadilan, kita perhatikan bahawa pada tahun 1956, William Shockley, John Bardin dan Walter Brattain menerima Hadiah Nobel dalam Fizik "untuk kajian semikonduktor dan penemuan kesan transistor."

Bagi transistor kesan medan, aplikasi paten pertama telah difailkan sejak pertengahan 20-an abad ke-20, contohnya, ahli fizik Julius Edgar Lilienfeld di Jerman telah mematenkan prinsip transistor kesan medan pada tahun 1928. Bagaimanapun, transistor kesan medan langsung dipatenkan buat kali pertama pada tahun 1934 oleh ahli fizik Jerman Oscar Hail.

Operasi transistor kesan medis pada dasarnya menggunakan kesan elektrostatik bidang, ia secara fizikalnya lebih mudah, kerana idea transistor kesan medan muncul lebih awal daripada idea transistor bipolar. Transistor kesan medan pertama dihasilkan buat kali pertama pada tahun 1960. Hasilnya, lebih dekat pada 90-an abad ke-20, teknologi MOS (teknologi transistor kesan medan oksida-semikonduktor) mula menguasai banyak industri, termasuk sektor IT.

Dalam kebanyakan aplikasi, transistor telah menggantikan tiub vakum, revolusi silikon sebenar telah berlaku dalam penciptaan litar bersepadu. Oleh itu, hari ini dalam transistor bipolar analog teknologi lebih kerap digunakan, dan dalam teknologi digital - terutamanya transistor kesan medan.

Peranti dan prinsip operasi medan dan transistor bipolar - ini adalah topik artikel individu, jadi kami tidak akan menyinggung perkara-perkara kecil ini, tetapi pertimbangkan subjek dari sudut pandang praktikal dengan contoh tertentu.

Seperti yang sudah anda ketahui, menurut teknologi pembuatan, transistor terbahagi kepada dua jenis: bidang-kesan dan bipolar. Bipolar pula dibahagikan dengan kekonduksian ke dalam transistor n-p-n bagi kekonduksian terbalik, dan transistor p-n-p kekonduksian langsung. Transistor kesan lapangan masing-masing, dengan saluran n-jenis dan p-jenis. Gerbang transistor kesan medan boleh diasingkan (IGBTs) atau sebagai persimpangan pn. SayaTransistor GBT datang dengan saluran bersepadu atau dengan saluran terinduksi.

Bidang pemakaian transistor ditentukan oleh ciri-ciri mereka, dan transistor boleh beroperasi dalam dua mod: dalam kekunci atau penguat.Dalam kes pertama, transistor sama ada sepenuhnya terbuka atau ditutup sepenuhnya semasa operasi, yang membolehkan anda mengawal kuasa beban yang ketara, menggunakan arus kecil untuk mengawal. Dan dalam menguatkan, atau dengan cara lain - dalam mod dinamik, sifat transistor digunakan untuk menukar isyarat output dengan perubahan kecil dalam input, isyarat kawalan. Seterusnya, kami mempertimbangkan contoh-contoh pelbagai transistor.

2N3055 - bipolar n-p-n-transistor dalam pakej TO-3. Ia popular sebagai elemen peringkat keluaran penguat bunyi berkualiti tinggi, di mana ia berfungsi dalam mod dinamik. Biasanya digunakan bersempena dengan perhimpunan p-n-p yang lengkap MJ2955. Transistor ini juga boleh berfungsi dalam mod utama, sebagai contoh, dalam inverter pengubah frekuensi rendah 12 oleh 220 volt 50 Hz, sepasang kawalan 2n3055 mengendalikan penukar tolak tarik.

Perlu diperhatikan bahawa voltan pemancar pemancar untuk transistor ini semasa operasi boleh mencapai 70 volt, dan 15 amper semasa. Kes TO-3 membolehkan anda membaikinya dengan radiator jika perlu. Pekali pemindahan statik semasa dari 15 hingga 70, ini cukup untuk mengawal beban yang berkuasa walaupun berkesan, walaupun pada hakikatnya pangkalan transistor dapat menahan arus sehingga 7 amperes. Transistor ini boleh beroperasi pada frekuensi sehingga 3 MHz.

KT315 - legenda di kalangan transistor bipolar kuasa rendah domestik. Transistor n-p-n-jenis ini mula diperkenalkan pada tahun 1967, dan hingga ke hari ini popular di persekitaran radio amatur. Pasangan pelengkap untuk itu ialah KT361. Ideal untuk mod dinamik dan utama dalam litar kuasa rendah.

Pada voltan pemancar maksimum yang dibenarkan sebanyak 60 volt, transistor frekuensi tinggi ini mampu melepas arus sehingga 100 mA dengan sendirinya, dan frekuensi cutoffnya sekurang-kurangnya 250 MHz. Pekali pemindahan semasa mencapai 350, walaupun pada aras pangkalannya adalah terhad kepada 50 mA.

Pada mulanya, transistor dihasilkan hanya dalam kes plastik KT-13, lebar 7 mm dan tinggi 6 mm, tetapi baru-baru ini ia juga boleh didapati dalam kes TO-92, contohnya, yang dihasilkan oleh Integral OJSC.

KP501 - transistor n-saluran kesan kuasa rendah dengan pintu bertebat. Ia mempunyai saluran n yang diperkaya, iaitu rintangan 10 hingga 15 Ohm, bergantung pada pengubahsuaian (A, B, C). Transistor ini direka, kerana ia diposisikan oleh pengeluar, untuk digunakan dalam peralatan komunikasi, dalam telefon dan peralatan elektronik lain.

Transistor ini boleh dipanggil isyarat. Pakej kecil TO-92, voltan longkang maksimum - sehingga 240 volt, arus longkang maksimum - sehingga 180 mA. Kapasiti pengatup kurang dari 100 pF. Terutama perlu diperhatikan bahawa voltan ambang shutter adalah dari 1 hingga 3 volt, yang membolehkan anda melaksanakan kawalan dengan kos yang sangat rendah. Ideal sebagai penukar tahap isyarat.

irf3205 - transistor kesan bidang HEXFET saluran n. Ia popular sebagai kunci kuasa untuk meningkatkan inverter frekuensi tinggi, contohnya kereta. Melalui sambungan selari beberapa bangunan, adalah mungkin untuk membina penukar direka untuk arus yang ketara.

Arus maksimum untuk satu transistor tersebut mencapai 75A (pembinaan kandang TO-220 membatasinya), dan voltan saliran-maksimum maksimum 55 volt. Rintangan saluran hanya 8 mOhm. Kapasiti pengatup 3250 pF memerlukan penggunaan pemandu yang kuat untuk mengawal pada frekuensi tinggi, tetapi hari ini ini tidak menjadi masalah.

FGA25N120ANTD Power Insulated Gate Transistor Bipolar (IGBT) dalam pakej TO-3P. Ia dapat menahan voltan saliran-sumber 1200 volt, arus longkang maksimum adalah 50 ampere. Ciri pembuatan transistor IGBT moden pada tahap ini membolehkan kita mengklasifikasikannya sebagai voltan tinggi.

Skop ini adalah penukar kuasa jenis penyongsang, seperti pemanas induksi, mesin kimpalan dan penukar frekuensi tinggi yang lain, yang direka untuk bekalan voltan tinggi. Ideal untuk jambatan kuasa tinggi dan penukar resonant setengah jambatan, serta untuk operasi dalam keadaan pensuisan keras, ada diod berkelajuan tinggi terbina dalam.

Kami memeriksa di sini hanya beberapa jenis transistor, dan ini hanya sebahagian kecil daripada banyak model komponen elektronik di pasaran hari ini.

Satu cara atau lain, anda boleh dengan mudah memilih transistor yang sesuai untuk tujuan anda, kerana dokumentasi untuknya boleh didapati hari ini dalam bentuk lembaran data, di mana semua ciri disajikan secara komprehensif. Jenis kes transistor moden adalah berbeza, dan untuk model yang sama kedua-dua SMD dan versi output sering terdapat.