Что такое транзистор, их виды и применение. Виды транзисторВиды транзисторовСуществуют десятки тысяч транзисторов. Их все можно разделить на несколько типов по характеристикам. Я расскажу какие существуют виды транзисторов и чем они друг от друга отличаются. Транзисторы можно разделить на виды по таким характеристикам как:
Но основными являются четыре: физическая структура транзистора, принцип действия транзистора, мощность и полоса рабочих частот транзистора. По принципу действия все транзисторы можно разделить на две большие группы: биполярные транзисторы и полевые транзисторы. Различаются они как принципом действия, так и физическим строением. При этом различается как структура транзистора, так и принцип их функционирования. Внешне оба вида выполняют те же функции, но внутри у полевых и биполярных транзисторов всё работает иначе. Посмотри на схему выше. Как ты уже заметил, и у биполярных и у полевых транзисторов есть общие характеристики: мощность и частота. Которые могут быть малыми, средними, высокими. Рассеиваемая мощность транзистора При это маломощными считаются транзисторы, которые в состоянии рассеять не более 0.3 Вт, транзисторы средней мощности в состоянии рассеять уже от 0.3 Вт до 1.5 Вт. Ну а мощные транзисторы рассеивают более 1.5Вт. Полоса пропускания транзистора Так называют диапазон частот, в которых транзистор сохраняет свои качества как транзистора. На выбор транзистора по частоте сильно влияет тип твоего устройства и с какими частотами сходящих сигналов оно должно уметь работать правильно. Биполярный транзисторЯ не буду описывать строение транзистора, для этого сущесвуют другие статьи. В этот раз я хочу заострить твоё внимание на том, что в семейсве биполярных транзисторов есть два клана. Этоклан транзисторов со структурой N-P-N и клан со структурой P-N-P. Кроме физ. строения каких либо других различий между ними нет. Полевые транзисторыПолевые транзисторы также как и биполярные можно разделить на транзисторы P- и N-типа. Но помимо этого они делять ещё два вида: MOSFET и JFET. MOSFET -- это полевой транзистор с изолированным затвором и JFET -- это полевой транзистор с единственным PN-переходом.
Вот и всё. Конечно за кадром остались глубокие принципы работы транзисторов. Но сделано это намеренно. О них я расскажу как-нибудь в другой раз. mp16.ru Виды транзисторов
История появления транзисторовДля того, чтобы понять важность данного комплектующего изделия, нужно обратиться к истории и узнать об этапах развития транзистора. Первый биполярный аналог был представлен в 1947 году американским инженером Уильямом Шокли и это был точечный транзистор. Спустя несколько лет, было выпущено несколько разновидностей транзистора, изготовленных из различных материалов (германий, сплавной и т.п.). И к 1958 году был изобретен кремниевый транзистор, а чуть позже был представлен планарный кремниевый транзистор, прототипы которого используются и в наши дни. За разработку транзистора, У. Шокли наградили Нобелевской премией по физике, что по сути является наивысшим признанием среди ученых. Что же касается полевых транзисторов, то предметные разработки были представлены еще в 20-х года ХХ века, но первый патент был выдан в 1934 году немецкому разработчику Оскару Хайлу. Причины первичной разработки полевого транзистора обусловлена тем фактором, что для работы применяется электростатический эффект поля, что в значительной степени проще. Однако, первый образец полевого транзистора появился на свет только в шестидесятых годах. В наши дни он широко применяется в различных сферах деятельности, включая отрасль информационных технологий. Транзисторы, по своей природе, были призваны заменить лампы. После появления данного изобретения, в мире электроники произошел настоящий «Бум» и отрасль с каждым днем демонстрировала все новые сложные микросхемы. Следует отметить, что полевой транзистор используется преимущественно в цифровых технологиях, в то время, как кремниевые применяются в аналоговых разработках. Для того, чтобы разобраться в устройстве и принципе работы кремниевых транзисторов, рекомендуем прочесть отдельную статью. Разновидности транзисторов и сфера примененияИз вышесказанного можно сделать вывод, что транзисторы делятся на две группы — биполярные и полевые. Биполярные также еще разделяются по типу проводимости — прямой (p-n-p) и обратной (n-p-n), а в полевые транзисторы могут быть с типом n-канала и p-канала. Тип затвора в полевом транзисторе также подразделяется на изолированный или с p-n переходом. Применение той или иной группы транзисторов зависит от технических характеристик и количественных показателей. Однако принцип работы у них у всех одинаковый и существует только два режима, при которых осуществляется работа:
Для первого режима, работа осуществляется или в полностью открытом или полностью закрытом состоянии транзистора. Это делает возможным управлять питанием с повышенными напряжением и силой тока, при этом потребление для управления тока составляет незначительную часть. Во втором случае, исходящий сигнал изменяется при малейшем изменении входящего сигнала. Несколько реальных моделей транзисторов2N3055 – транзистор обратной проводимости. Чаще всего, изготавливается в корпусе ТО-3. Его работа осуществляется в динамическом режиме (в высококачественных звуковых усилителях), реже в ключевом (для управления двухтактного преобразователя). В случае надобности дополнительного охлаждения, его можно конструктивно закрепить на радиаторе. Благодаря оптимальным характеристикам, он способен управлять значительными нагрузками (коэф. Передачи тока находится в интервале от 15 до 70). КТ 315 – пожалуй, наиболее распространенный и популярный отечественный транзистор. Серийное производство данного транзистора началось еще в далеком 1967 году, однако, он пользуется огромной популярностью, применяется и в наши дни. Основным направлением для его применения являются схемы, в которых рассчитана небольшая мощность. Чаще всего он изготавливался в корпусе КТ-17, однако сейчас можно встретить образцы и в иных корпусах, например, в ТО-92. Основная масса производства находится на Брянском заводе радиодеталей. КП 501. Этот транзистор относится к семейству полевых, n-канального типа. Предусмотрен для эксплуатации в схемах с небольшой мощностью. По словам разработчиков, разрабатывался данный транзистор для использования в средствах связи, телефонах и пр. Рассматриваемый транзистор можно причислить к группе сигнальных, ведь его количественные характеристики именно на это указывают (Umax = 240V, Imax – 180 mA, Cmax = 100 pF). Радиолюбители и производственные предприятия активно его используют для преобразования уровня сигналов. Irf3205. Широко используется в автомобильной промышленности. Основная сфера использования – повышение высокочастотных инверторов. При подключении нескольких изделий, можно сделать преобразователь, который будет рассчитан на довольно большие токи. Сила тока, которая может быть применена к данному транзистору составляет 75А, при этом Umax может достигать отметки 55В. С учетом того, что максимальная емкость затвора составляет 3250 пФ, параллельно должен устанавливаться драйвер, но на сегодняшний день это не вызывает никаких трудностей. FGA25N120ANTD – один из самых мощных биполярных транзисторов, который может пропускать напряжение до 1200В. Используется в сварочных аппаратах, различных типах нагревателей. Выше перечислены только те виды транзисторов, которые чаще всего встречаются в повседневной жизни и знакомы всем радиолюбителям. На самом деле, разновидностей очень много, и полное описание может занять не один каталог. Если же Вам необходим определенный транзистор, а также описание к нему, это можно найти на сайтах производителей радиодеталей. jelektro.ru Виды полевых транзисторов: МДП, схемы, характеристики ВАХ
| |||||||||||||||||||||||||
Слово транзистор является составным и состоит из английских слов transfer и resistor, что в дословном переводе обозначает – передача сопротивления. Этот термин предложил Джон Пирс, хотя вариантов для названия было несколько. В научном смысле транзистор представляет собой сопротивление, которое подвергается регулировке. Полевой, биполярный виды транзисторов являются двумя основными категориями данного изделия.
Полевые транзисторы с изолированным затвором.
Полезно отметить, что в пакете программ Micro-Cap II для моделирования полевых транзисторов всех типов используется одна и та же математическая модель (но, естественно, с различными параметрами).
Мощный транзистор изнутри: третий вывод – это корпус, с которым гальванически связан кристалл кремния
Обозначение биполярных транзисторов
Проход тока
Схема
Разновидности полевых транзисторов
Разновидности корпусов транзисторов
Схема|
Как известно, первый биполярный транзистор был сконструирован в 1947 году Дж. Бардином и У. Браттейном в США. В свою очередь, первые патенты, касающиеся принципов работы полевых транзисторов, были выданы даже гораздо раньше создания первых биполярных приборов, а именно в 1925–1935гг. Но реальные действующие полевые транзисторы появились только в 50-х годах XX-го века. За прошедшие после этого десятилетия было разработано множество разновидностей и технологий производства транзисторов, позволяющих получать приборы с самыми разнообразными свойствами и параметрами, а технологии производства полевых транзисторов зачастую даже превосходят аналогичные технологии, необходимые для производства биполярных приборов. В нашу задачу не входит полное и исчерпывающее описание всего существующего многообразия транзисторов и физических процессов, обусловливающих их работу. Мы ограничимся рассмотрением только некоторых наиболее известных (и, соответственно, наиболее распространенных и применяемых) биполярных и полевых транзисторов. Тем не менее разумным будет все-таки представить читателю следующую классификацию: Безусловно, прежде чем изучать схемы включения и режимы работы транзисторов в реальных устройствах, необходимо ознакомиться с физикой работы этих приборов, их параметрами и характеристиками, применяемыми для расчета и анализа схем. Здесь вы найдете только довольно упрощенные описания некоторых ключевых вопросов, связанных с работой транзисторов. Описания эти не всегда оказываются полными и корректными с физической точки зрения, но построены так, чтобы в краткой и доступной форме донести до читателя сущность основных процессов в транзисторах, сделавших эти приборы столь популярными в практической радиоэлектронике.
|
www.club155.ru
Что такое транзистор, их виды и применение
Транзисторы — полупроводниковые приборы, предназначенные для усиления, генерирования и преобразования электрических колебаний. Наиболее распространены так называемые биполярные транзисторы. Их основа — пластинка монокристаллического полупроводника (чаще всего кремния или германия), в которой с помощью особых технологических приемов созданы, как минимум, три области с разной электропроводностью: эмиттер, база и коллектор. Электропроводность эмиттера и коллектора всегда одинаковая (р или п), базы — противоположная (п или р). Иными словами, биполярный транзистор (далее просто транзистор) содержит два р-п перехода: один из них соединяет базу с эмиттером (эмиттерный переход), другой — с коллектором (коллекторный переход).
На схемах транзисторы обозначают, как показано на рис. 129,а. Здесь короткая черточка с линией-выводом от середины символизирует базу, две наклонные линии, проведенные к ней под углом 60°, — эмиттер и коллектор. Об электропроводности базы судят по символу эмиттера: если его стрелка направлена к базе (рис.’ 129,а), то это означает, эмиттер имеет электропроводность типа р, а база — типа п; если же стрелка направлена в противоположную сторону (рис. 129,6), электропроводность эмиттера и базы — обратная (соответственно пир). Поскольку, как уже отмечалось, электропроводность коллектора та же, что и эмиттера, стрелку на символе коллектора не изображают.
Рис. 129
Знать электропроводность эмиттера, базы и коллектора необходимо для того, чтобы правильно подключить транзистор к источнику питания. В справочниках эту информацию приводят в виде структурной формулы. Транзистор, база которого имеет проводимость типа п, обозначают формулой р-п-р, а транзистор с базой, имеющей электропроводность типа р, — формулой п-р-п. В первом случае на базу и коллектор следует подавать отрицательное (по отношению к эмиттеру) напряжение, во втором — положительное.
Для наглядности условное обозначение транзистора обычно помещают в кружок, символизирующий его корпус. Корпус нередко изготовляют из металла и соединяют с одним из выводов транзистора. На схемах это показывают точкой в месте пересечения лиши-вывода с символом корпуса (у транзистора, изображенного на рис. 129,в, с корпусом соединен вывод коллектора). Если же корпус снабжен отдельным выводом, линию-вывод допускается присоединять к кружку без точки (рис. 129,г). С целью повышения информативности схем рядом с позиционным обозначением транзистора обычно указывают его тип.
Линии-выводы, идущие от символов эмиттера и коллектора, проводят в одном из двух направлений: перпендикулярно или параллельно линии-выводу базы (рис. 129,д). Излом этой линии допускается лишь на некотором расстоянии от символа корпуса (рис. 129,е).
Транзистор может иметь несколько эмиттерных областей (эмиттеров). В этом случае символы эмиттеров обычно изображают с одной стороны символа базы, а кружок-корпус заменяют овалом (рис. 129,ж).
В некоторых случаях ГОСТ 2.730—73 допускает изображать транзисторы и без символа корпуса, например при изображении бескорпуоных транзисторов ИЛ|Ц когда на схеме необходимо показать транзисторы, входящие в так называемые транзисторные сборки или матрицы (их выпускают в тех же корпусах, что и интегральные микросхемы). Поскольку буквенный код VT предусмотрен для обозначения транзисторов, выполненных в виде самостоятельных приборов, транзисторы сборок обозначают одним из следующих способов: либо используют код VT и присваивают им порядковые номера наряду с другими транзисторами (в этом случае на поле схемы помещают такую, например, запись: VT1—VT4 К1НТ251), либо берут код аналоговых микросхем DA и указывают принадлежность транзисторов к матрице в позиционном обозначении (рис. 130,а).
Рис. 130
Рис. 131
У выводов таких транзисторов, как правило, приводят условные номера, присвоенные выводам корпуса, в котором выполнена сборка.
Без символа корпуса изображают на схемах и транзисторы аналоговых и цифровых микросхем (для примера на рис. 130,6 показаны транзисторы структуры п-p-n с тремя и четырьмя эмиттерами).
Условные графические обозначения некоторых разновидностей биполярных транзисторов получают введением в основной символ специальных знаков. Так, чтобы изобразить лавинный транзистор, между символами эмиттера и коллектора помещают знак эффекта лавинного пробоя (рис. 131,а). При повороте условного обозначения положение этого знака должно оставаться неизменным.
Иначе построено обозначение так называемого однопереходного транзистора. У него один р-п переход, но два вывода базы. Символ эмиттера в обозначении этого транзистора проводят к середине символа базы (рис. 131,6). Об электропроводности базы судят по символу эмиттера (все сказанное ранее о транзисторах с двумя р-п переходами полностью применимо и к однрпереход-ному транзистору).
На обозначение однопереходного транзистора похоже условное обозначение довольно большой группы транзисторов с р-п переходом, получивших название полевых. Основа такого транзистора — созданный в полупроводнике и снабженный двумя выводами (исток и сток) канал с электропроводностью п-или р-типа. Сопротивлением канала управляет третий электрод — затвор, соединенный с его средней частью р-п переходом. Канал полевого транзистора изображают так же, как и базу биполярного транзистора, но помещают в средней части кружка-корпуса , символы истока и стока присоединяют к нему с одной стороны, затвора — с другой. Чтобы не вводить каких-либо знаков для различения символов истока и стока, затвор изображают на продолжении линии истока. Электропроводность канала указывают стрелкой на символе затвора.
Рис. 133
Рис. 135
В условном обозначении полевого транзистора с изолированным затворам (его изображают в виде черточки, параллельной символу канала, с выводом на продолжении линии истока) электропроводность канала показывают стрелкой, помещенной между символами истока и стока: если она направлена к символу канала, то это значит, что изображен транзистор с каналом п-типа, а если в противоположную сторону, — с каналом р-типа (рис. 133,а, б). Аналогично указывают тип электропроводности канала и при наличии вывода от кристалла-подложки (рис. 133,в), а также при изображении полевого транзистора с так называемым индуцированным каналом, символ которого — три короткие штриха (рис. 133,г, д). Если подложка соединена с одним из электродов (обычно с истоком), это соединение показывают внутри символа без точки (рис. 133, е).
В палевом транзисторе может быть несколько затворов. Изображают их в этом случае короткими черточками, причем линию-вывод первого затвора обязательно помещают на продолжении линии истока (рис. 133,ж).
Линии-выводы полевого транзистора допускается изгибать лишь на некотором расстоянии от символа корпуса (рис. 133,з), который может быть соединен с одним из электродов или иметь самостоятельный вывод (рис. 133,ы).
Из транзисторов, управляемых внешними факторами, в настоящее время находят применение фототранзисторы. В качестве примера на рис. 134 показаны условные обозначения фототранзжггоров с выводом базы и без него.
Наряду с другими полупроводниковыми приборами, действие которых основано на фотоэлектрическом эффекте, фототранзисторы могут входить в состав оптронов. Обозначение фототранзистора в этом случае вместе с символом излучателя света (обычно светодиода) заключают в объединяющий их символ корпуса, а знак фотоэффекта заменяют знаком оптической связи — двумя параллельными стрелками. Для примера на рис. 135,а изображена одна из опто-
пар сдвоенного оптрона К249КП1, о чем говорит позиционное обозначение U1.1. Аналогично строят условное графическое обозначение оптрона с составным транзистором (рис. 135,6).
Литература: В.В. Фролов, Язык радиосхем, Москва, 1998
nauchebe.net
