Для чего транзистор

Транзистор | Наука | FANDOM powered by Wikia

Файл:Transistoren.JPG

Транзи́стор (от англ. transfer - переносить и resistor - сопротивление) — трёхэлектродный полупроводниковый электронный прибор, в котором ток в цепи двух электродов управляется третьим электродом. Управление тока в выходной цепи осуществляется за счет изменения входного тока (в биполярном транзисторе), либо входного напряжения (в МОП тразисторе). Небольшое изменение входных величин может приводить к существенно большему изменению выходного напряжения и тока. Это усилительное свойство транзисторов используется в аналоговой технике (аналоговые ТВ, радио, связь и т.п.). В настоящее время в аналоговой технике доминируют биполярные транзисторы (международный термин -BJT, bipolar junction transistor). Другим важнейшим применением транзисторов является цифровая техника (логика, память, процессоры,компьютеры, цифровая связь и т.п.). Вся современная цифровая техника основана на МОП (металл-окисел-полупроводник) транзисторах(МОПТ). Иногда их называют МДП (металл-диэлектрик-полупроводник) транзисторы. Международный термин - MOSFET(metal-oxide-semiconductor field effect transistor). Транзисторы изготавливаются в рамках интегральной технологии на одном кремниевом кристалле (чипе) и состаляют элементарный "кирпичик" для построения памяти, процессора, логики и т.п. Размеры современных МОПТ составляют от 130 до 60 нанометров. Это одна десятитысячная часть миллиметра. На одном чипе (обычно размером 1-2 квадратных сантиметров) размещаются десятки миллионов МОПТ. На протяжение десятков лет происходит уменьшение размеров(миниатюризация) МОПТ и увеличение их количества на одном чипе (степень интеграции), в ближайшие годы ожидается увеличение степени интеграции до сотен миллионов транзисторов на чипе. Уменьшение размеров МОПТ приводит также к повышению быстродействия процессоров (тактовой частоты). Каждую секунду сегодня в мире изготавливается полмиллиарда МОП транзисторов.

Первые патенты на принцип работы полевых транзисторов были зарегистрированы в Германии 1928 на имя Юлий Эдгар Лилиенфелд. В 1934 немецкий физик Оскар Хейгл запатентовал полевой транзистор.Полевые транзисторы (в частности, МОП транзисторы) основаны на простом электростатическом эффекте поля, по физике они существенно проще биполярных транзисторов, и поэтому они придуманы и запатентованы задолго до биполярных транзисторов. Тем не менее, первый МОП транзистор, составляющий основу современной компьютерной индустрии, был изготовлен позже биполярного транзистора в 1960-ом году. Только 90-х годах 20 века МОП технология стала доминировать над биполярной. В 1947 Уильям Шокли, Джон Бардин и Уолтер Браттейн в лабораториях Bell Labs впервые создали действующий биполярный транзистор, продемонстрированный 16 декабря. 23 декабря состоялось официальное представление изобретения и именно этот день считается днем открытия транзистора. По технологии изготовления он относился к классу точечных транзисторов. В 1956 году они были награждены Нобелевской премией по физике «за исследования полупроводников и открытие транзисторного эффекта». Интересно, что Джон Бардин вскоре был удостоин Нобелевской премии во второй раз за создание теории сверхпроводимости.

Позднее транзисторы заменили вакуумные лампы в большинстве электронных устройств, свершив революцию в создании интегральных схем и компьютеров.

Bell нуждались в названии устройства. Предлагались названия «полупроводниковый триод» (semiconductor triode), "Solid Triode", "Surface States Triode", «кристаллический триод» (crystal triode) и «Iotatron», но слово «транзистор» (transistor), предложенное Джоном Пирсом (John R. Pierce), победило во внутреннем голосовании.

Первоначально название «транзистор» относилось к резисторам, управляемым напряжением. Поскольку транзистор можно представить как некое сопротивление, регулируемое напряжением на одном электроде (в полевых транзисторах, для которых эта аналогия более точна - напряжением на затворе, в биполярных транзисторах - напряжением на базе или током базы).

Классификация транзисторов Править

Шаблон:Float begin |- align = "center" | Файл:Transistor pnp russian.png || p-n-p || Файл:Transistor p-type russian.png || канал p-типа |- align = "center" | Файл:Transistor npn russian.png || n-p-n || Файл:Transistor n-type russian.png || канал n-типа |- align = "center" | Биполярные || || Полевые || Шаблон:Float end

Принцип действия и способы применения транзисторов существенно зависят от их типа, поэтому подробная информация об этом отнесена в соответствующие статьи.

По типу используемого полупроводника транзисторы классифицируются на кремниевые, германиевые и арсенид-галлиевые. Другие материалы транзисторов до недавнего времени не использовались. В настоящее время имеются транзисторы на основе, например, прозрачных полупроводников для использования в матрицах дисплеев. Перспективный материал для транзисторов — полупроводниковые полимеры. Также имеются отдельные сообщения о транзисторах на основе углеродных нанотрубок.

По мощности различают маломощные транзисторы (рассеиваемая мощность измеряется в милливаттах), транзисторы средней мощности (от 0,1 до 1 Вт рассеиваемой мощности) и мощные транзисторы (больше 1 Вт). На фотографии мощность транзисторов возрастает слева направо.

По исполнению различают дискретные транзисторы (корпусные и бескорпусные) и транзисторы в составе интегральных схем

bg:Транзистор bs:Tranzistor ca:Transistor cs:Tranzistor da:Transistor de:Transistor el:Τρανζίστορ en:Transistor eo:Transistoro es:Transistor et:Transistor eu:Trantsistore fa:ترانزیستور fi:Transistori fr:Transistor fur:Transistôr he:טרנזיסטור hr:Tranzistor hu:Tranzisztor ia:Transistor id:Transistor it:Transistor ja:トランジスタ ko:트랜지스터 la:Transistor lv:Tranzistors nl:Transistor nn:Transistor no:Transistor pl:Tranzystor pt:Transístor ro:Tranzistor scn:Transìsturi sh:Tranzistor simple:Transistor sk:Tranzistor sl:Tranzistor sr:Транзистор su:Transistor sv:Transistor ta:திரிதடையம் th:ทรานซิสเตอร์ tr:Transistör tt:Tranzistor ur:منتقزاحم zh:晶体管

ru.science.wikia.com

Что такое транзистор, и для чего он нужен?

Изобретение полупроводникового перехода типа «pn» стало чуть ли не главным открытием в электронике. Диод использовался как элемент перехода, способный проводить ток по цепи в одну сторону. В электронике диод используется достаточно широко. В его основные функции входит преобразование переменного тока в постоянный. Все устройства, которые снабжены блоками питания и зарядными приборами, оснащены трехфазными диодными выпрямителями. Например, ими оснащены радиоприемники и телеприемники, работа которых, в общем-то, и зависит от функций диодного выпрямителя. Еще одной важной особенностью этих незаменимых элементов является их способность обеспечивать защиту устройства от перепадов в подаче тока сети, сбоев и коротких замыканий. Диоды используются также для преобразования переменного тока в постоянный для высокочастотных сигналов. Благодаря тщательному изучению полупроводников ученые и техники изобрели тиристоры. Другими словами, использование проводников стало предпосылкой их создания. На самом деле, тиристор – это не что иное, как монокристалл полупроводникового типа, то есть тот же самый диод, только не обладающий способностью проведения тока обратно. Закрытое и открытое состояние тиристора зависит от подачи электрического напряжения на катод управления. Тиристоры с двойными катодами переключаются при увеличении подачи напряжения. Открытое состояние элемента характеризуется увеличенной подачей тока.

Токопотери при работе тиристоров – минимальны. Сфера применения тиристоров огромна. Их широко используют в сварочном оборудовании. Инверторные сварочные аппараты в своей радиосистеме имеют высокочастотные тиристоры или транзисторы переменного тока. Благодаря минимальным токопотерям тиристорные элементы применяются для преобразования мощности токов постоянного и переменного. Таким образом выяснилось, что сам по себе тиристор является как выпрямителем, так и услителем и выключателем. Эти функциональные особенности позволили использовать этот элемент практически во всех областях электроники. То есть во всех преобразователях переменного тока, блоках питания, генераторов, инверторах, зарядниках и выпрямителях. В усилителях низких и высотных частот применяется полевой транзистор, который в свою очередь делится на две группы. К первой относятся транзисторы полевого типа с переходом «pn» и с системой металл-диэлектрик.

Чтобы разобраться подробнее с принципами работы подобных радиоэлементов можно воспользоваться возможностями сети Интернет. Здесь есть множество сайтов и интернет-магазинов, специализирующихся на продаже подобных устройств.

Наша продукция

...

www.hardtech.ru

Что такое транзистор? - Для чайников, или о чем этот сайт - Статьи по радиоэлектронике - Статьи

Транзистор

Современная электроника не смогла бы существовать, если бы не этот элемент! Ведь даже самая навороченная микросхема, где-то в глубине своей силиконовой души состоит из тех же самых транзисторов. Только - очень маленьких.

Транзистор - это усилительный элемент. Он усиливает слабую энергию подаваемого на него сигнала за счет энергии дополнительного источника питания.

Поясняю. Все мы ездили хоть раз на поезде, на электричке или, хотя бы, на трамвае. Когда поезд тормозит, всегда слышно характерное шипение. Это работает пневматический привод тормозов. Иными словами, сжатый воздух идет от бака к тормозам. Тормозные колодки подключены к поршню. Когда на поршень начинает давить сжатый воздух - поршень движется вперед и прижимает колодки плотно к колесу. Поезд тормозит… А отчего воздух начинает поступать на поршень? Вероятно, так хочет машинист. Он открывает у себя в кабине вентиль, и воздух идет. Все до неприличия просто!

Небольшая поясняющая картинка:

Теперь зададимся вопросом, а смог бы машинист остановить поезд, если бы тормозной рычаг был непосредственно связан с тормозными колодками? Наверно, нет. Каким бы качком он не был, остановить поезд человеку не под силу. А сжатый воздух делает это запросто, достаточно лишь открыть вентиль.

Посмотрим, что получилось: машинист тратит маленькую энергию на то, чтоб нажать тормозной рычаг. Открывается клапан, и мощный поток сжатого воздуха, с много большей энергией, прижимает тормозные колодки. То есть, клапан можно назвать усилительным элементом, который усиливает слабую энергию, затрачиваемую человеком за счет сильной энергии сжатого воздуха.

Смею Вас заверить, в транзисторе все абсолютно так же. Только через него проходит не сжатый воздух, а электрический ток. У транзистора три вывода: коллектор, эмиттер и база.

Между коллектором и эмиттером течет сильный ток, он называется коллекторный ток (Iк), между базой и эмиттером - слабый управляющий ток базы (Iб). Величина коллекторного тока зависит от величины тока базы, так же как и напор сжатого воздуха зависит от того, насколько открыт клапан. Причем, коллекторый ток всегда больше тока базы в определенное количество раз. Эта величина называется коэффициент усиления по току, обозначается h31э. У различных типов транзисторов это значение колеблется от единиц до сотен раз.

Итак, коэффициент усиления по току - это отношение коллекторного тока к току базы:

h31э = Iк / Iб

Для того, чтобы вычислить коллекторный ток, нужно умножить ток базы на коэффициент усиления:

Iк = Iб * h31э

Рисуем схему.

В этой схеме транзистор управляет яркостью свечения лампочки. Иными словами, он регулирует ток, протекающий через лампочку. Поскольку лампочка подключена к коллектору транзистора, то и ток, текущий через нее является током коллектора.

Управляющий ток базы ограничивается резистором R1. Зная этот ток и коэффициент усиления транзистора (h31э), можно легко узнать ток коллектора. С другой стороны, зная, какой нам нужен ток коллектора, мы всегда можем вычислить ток базы и подобрать соответствующий резистор.

Немножко посчитаем :)

Пусть наша лампочка кушает ток 0,33 А,а транзистор имеет h31э = 100.Какой нужен ток базы, чтобы лампочка горела в полный накал?И каким при этом будет сопротивление R1?

Полный накал - это когда ток потребления равен номинальному.Номинальный - 0,33 А. Таким образом, необходимый ток коллектора - 0,33 А.Ток базы должен быть меньше коллекторного в h31э раз. То есть - в 100 раз. То есть, он должен быть равен 0,33/100 = 0,0033А = 3,3 мА.Ура, решили!!!

Теперь осталось вычислить сопротивление резистора в цепи базы. Вычисляем (по закону Ома):

Мужской форум, клуб единомышленников

Смотреть онлайн ВАРКРАФТ WARCRAFT на 720Cinema.ru

Смотреть онлайн Люди Икс – Апокалипсис на 720Cinema.ru

Смотреть онлайн Звездные войны 7 на 720Cinema.ru

R = U/I

U - нам известно - это напряжение питания, 9ВI - только что нашли - 0,0033 А

Арифметика, 2 класс: R = 9/0,0033 = 2700 Ом = 2,7 кОм.

Ответ: сопротивление резистора = 2,7 кОм

Просто? Еще бы! Но - не обольщайтесь. Дальше - хуже! =)

В следующих нескольких параграфах мы поговорим о вещах, отвлеченных от транзистора. Но после этого, обязательно к нему вернемся, уже с новыми интересными знаниями. И сможем уже более широко использовать этот элемент.

-----------------------------------------------------------------------------------------------------

pajai.ucoz.ru