Транзистор

Транзистор – полупроводниковый триод. Принцип работы заключается в управляемом изменении проводимости полупроводникового перехода или канала.

Разновидности

Транзисторы характеризуются в основном по типу (полевой, биполярный и комбинированные) и мощности. Может производиться дополнительная классификация по рабочиму частотному диапазону, назначению и т.п.

Типы транзисторов

Существует два основных типа транзисторов - биполярные и полевые.

Биполярные транзисторы

Проводящая область конструкции состоит из трёх "спаянных" полупроводниковых частей, с чередованием по типу проводимости. Полупроводник с донорной (электронной) проводимостью обозначается как n-тип, с акцепторной (дырочной) – p-тип. Таким образом, мы можем наблюдать только два варианта чередования – p-n-p, либо n-p-n. По этому признаку различают биполярные транзисторы с n-p-n и p-n-p структурой.

Общая часть транзисторного кристалла, контактирующая с двумя другими, называется "база". Две другие – "коллектор" и "эмиттер". Степень насыщенности базы носителями заряда (электронами или электронными вакансиями "дырками") определяет степень проводимости всего кристалла транзистора. Таким образом, осуществляется управление проводимостью переходов транзистора, что позволяет использовать его в качестве элемента усиления мощности сигнала, или ключа.

Полевые транзисторы

Проводящая часть конструкции представляет собой полупроводниковый канал p- или n-типа в металле. Ток нагрузки протекает по каналу через электроды, называемые "стоком" и "истоком". Величина сечения проводящего канала и его сопротивление зависит от обратного напряжения на p-n переходе границы металла и полупроводника канала. Управляющий электрод, соединённый с металлической областью называется "затвор".

Канал полевого транзистора может иметь электрическую связь с металлом затвора - неизолированный затвор, а может быть и отделён от него тонким слоем диэлектрика - изолированный затвор.

Комбинированные

Иногда для получения специфичных характеристик в одном корпусе транзистора может использоваться комбинация кристаллов разных транзисторов, порой имеющих одну полупроводниковую подложку.

Составной транзистор

Представляет собой схему из двух биполярных транзисторов одной или разных структур проводимости. Такая комбинация позволяет получить в одном корпусе транзистор с большим коэффициентом усиления.

IGBT-транзистор

Представляет собой биполярный транзистор, база которого управляется полевым с изолированным затвором.

Мощность транзисторов

По мощность принято различать транзисторы:

- маломощные (до 100 мВт);

- средней мощности (0,1 – 1 Вт);

- большой мощности (более 1 Вт).

Область применения

Сегодня невозможно назвать ни один класс электронных устройств, в которых не применялся бы хотя бы один транзистор, за исключением редких схем на вакуумных лампах. На базе транзисторов построены практически все схемы дискретных устройств и элементов, микропроцессоры и микроконтроллеры, и многое другое.

Характерные отличия полевого от биполярного транзистора

- Биполярный транзистор имеет полупроводниковые переходы с однонаправленной полярностью, как у диода, и при подключении к цепи нагрузки требует строгого соблюдения полярности (соответствия) электродов. Канал полевого транзистора проводит ток в обоих направлениях и иногда относится к классу униполярных приборов.

- Проводимость переходов биполярного транзистора зависит от тока насыщения базы и требует затрат некоторой энергии. Проводимость канала полевого транзистора управляется напряжением затвора, по которому ток практически не протекает. Поэтому, полевые транзисторы в отличие от биполярных считаются наиболее экономичным классом устройств в отношении потребления электроэнергии при работе.