Видове транзистори и тяхното приложение

Думата "транзистор" се формира от две думи: трансфер и резистор. Първата дума се превежда от английски като "предаване", втората - "съпротива". По този начин транзистор Е специален вид съпротивление, което се регулира от напрежението между основата и излъчвателя (базов ток) при биполярни транзистори, и напрежението между портата и източника на полеви транзистори.

Първоначално за това полупроводниково устройство бяха предложени няколко имена: полупроводников триод, кристален триод, лотатрон, но в резултат на това те се съсредоточиха върху името „транзистор“, предложен от Джон Пиърс, американски инженер и писател на научна фантастика, приятел на Уилям Шокли.

Като начало, нека се потопим малко в историята, а след това разгледаме някои видове транзистори от електронните компоненти, които са често срещани на пазара днес.

Уилям Шокли, Уолтър Братайн и Джон Бардин, работещи като екип в лаборатории на Bell Labs, на 16 декември 1947 г. създават първия оперативен биполярен транзистор, който е демонстриран от учените официално и публично на 23 декември същата година. Беше точков транзистор.

След почти две години и половина се появява първият транзистор за кръстосан германий, след това кондензиран, електрохимичен, дифузионен мези транзистор и накрая, през 1958 г. Texas Instruments пуска първия силиконов транзистор, след това през 1959 г. е създаден първият плосък силициев транзистор от Жан Ерни, в резултат на това германийът е заменен от силиций, а равнинната технология зае гордо място в основната технология за производство на транзистори.

Честно казано, отбелязваме, че през 1956 г. Уилям Шокли, Джон Бардин и Уолтър Братайн получават Нобеловата награда по физика „за изучаване на полупроводници и откриване на транзисторния ефект“.

Що се отнася до полевите транзистори, първите заявки за патент са подадени от средата на 20-те години на 20 век, например физикът Юлиус Едгар Лилиенфелд в Германия патентова принципа на полеви транзистори през 1928 година. Транзисторът с директен полев ефект обаче е патентован за първи път през 1934 г. от немския физик Оскар Хайл.

Работата на транзистора с полев ефект използва основно електростатичния ефект на полето, физически е по-проста, защото идеята за полеви транзистори се появи по-рано от идеята за биполярни транзистори. Първият полев транзистор е произведен за първи път през 1960 година. В резултат на това, по-близо до 90-те години на 20 век, MOS технологията (транзисторна технология с метален оксид-полупроводник с полев ефект) започва да доминира в много индустрии, включително ИТ сектора.

В повечето приложения транзисторите са заменили вакуумните тръби, истинска революция на силиций е настъпила при създаването на интегрални схеми. И така, днес в аналоговата технология биполярните транзистори се използват по-често, а в дигиталните технологии - главно полеви транзистори.

Устройството и принципът на работа на полето и биполярни транзистори - Това са темите на отделните статии, така че няма да се спираме на тези тънкости, а ще разгледаме темата от чисто практическа гледна точка с конкретни примери.

Както вече знаете, според технологията на производство транзисторите са разделени на два вида: полеви и биполярни. Биполярните от своя страна се разделят по проводимост на n-p-n транзистори с обратна проводимост и p-n-p транзистори с пряка проводимост. Полевите транзистори са съответно с n-тип и p-тип канал. Транзисторната порта на полевия ефект може да бъде изолирана (IGBTs) или като pn кръстовище. азGBT транзистори идват с интегриран канал или с индуциран канал.

Областите на приложение на транзисторите се определят от техните характеристики и транзисторите могат да работят в два режима: в ключ или в усилвател.В първия случай транзисторът е или напълно отворен или напълно затворен по време на работа, което ви позволява да контролирате захранването на значителни товари, като използвате малък ток за контрол. И в усилващия, или по друг начин - в динамичния режим, свойството на транзистора се използва за промяна на изходния сигнал с малка промяна на входа, контролния сигнал. На следващо място, ние разглеждаме примери за различни транзистори.

2N3055 - биполярен n-p-n-транзистор в пакета TO-3, Той е популярен като елемент на изходните етапи на висококачествени звукови усилватели, където работи в динамичен режим. Обикновено се използва заедно с допълващия p-n-p монтаж MJ2955. Този транзистор може да работи и в ключов режим, например в трансформаторни нискочестотни инвертори от 12 до 220 волта 50 Hz, чифт 2n3055 управлява преобразувател с изтласкване.

Прави впечатление, че напрежението на колектор-емитер за този транзистор по време на работа може да достигне 70 волта, а настоящите 15 ампера. Случаят TO-3 ви позволява удобно да го фиксирате върху радиатор, ако е необходимо. Коефициентът на пренос на статичен ток е от 15 до 70, това е достатъчно за ефективно управление дори на мощни товари, въпреки факта, че основата на транзистора може да издържи ток до 7 ампера. Този транзистор може да работи на честоти до 3 MHz.

KT315 - легенда сред вътрешните биполярни транзистори с ниска мощност, Този транзистор n-p-n тип за пръв път видя светлината на 1967 г. и до ден днешен е популярен в любителската радио среда. Допълваща двойка към него е KT361. Идеален за динамични и ключови режими в вериги с ниска мощност.

При максимално допустимото напрежение на колектор-емитер от 60 волта този високочестотен транзистор е способен да предава ток до 100 mA през себе си, а честотата му на прекъсване е най-малко 250 MHz. Коефициентът на токов пренос достига 350, въпреки факта, че базовият ток е ограничен до 50 mA.

Първоначално транзисторът е произведен само в пластмасов калъф КТ-13, ширина 7 мм и височина 6 мм, но наскоро може да бъде намерен и в калъфа TO-92, например произведен от Интеграл OJSC.

KP501 - n-канален транзистор с ниска мощност с изолиран затвор, Той има обогатен n-канал, съпротивлението на което е от 10 до 15 ома, в зависимост от модификацията (A, B, C). Този транзистор е проектиран, както е позициониран от производителя, за използване в комуникационно оборудване, в телефони и друго електронно оборудване.

Този транзистор може да се нарече сигнал. Малък пакет TO-92, максимално напрежение на източника на източване - до 240 волта, максимален ток на източване - до 180 mA. Капацитет на затвора по-малък от 100 pF. Особено забележимо е, че праговото напрежение на затвора е от 1 до 3 волта, което ви позволява да реализирате управление с много, много ниски разходи. Идеален като преобразувател на нивото на сигнала.

irf3205 - n-канален HEXFET полев транзистор, Той е популярен като захранващ ключ за усилване на високочестотни инвертори, например автомобилни. Чрез паралелното свързване на няколко сгради е възможно да се построят преобразуватели, проектирани за значителни токове.

Максималният ток за един такъв транзистор достига 75А (конструкцията на корпуса TO-220 го ограничава), а максималното напрежение на източника на източване е 55 волта. Съпротивлението на канала е само 8 mOhm. Капацитетът на затвора от 3250 pF изисква използването на мощен драйвер за управление на високи честоти, но днес това не е проблем.

FGA25N120ANTD Моноизолиран биполярен транзистор (IGBT) в пакет TO-3P, Способен да издържи източника на източник на напрежение 1200 волта, максималният източващ ток е 50 ампера. Характеристика на производството на съвременни IGBT транзистори от това ниво ни позволява да ги класифицираме като такива с високо напрежение.

Обхватът са инверторни преобразуватели на енергия, като индукционни нагреватели, заваръчни машини и други високочестотни преобразуватели, проектирани за захранване с високо напрежение. Идеален за мостови и полумостови резонансни преобразуватели, както и за работа в условия на трудно превключване, има вграден високоскоростен диод.

Разгледахме тук само няколко вида транзистори и това е само малка част от изобилието от модели електронни компоненти на пазара днес.

По един или друг начин можете лесно да изберете подходящия транзистор за вашите цели, тъй като документацията за тях е достъпна днес под формата на таблици с данни, в които всички характеристики са представени изчерпателно. Видовете случаи на съвременните транзистори са различни и за един и същ модел често се предлагат както SMD, така и изходните версии.