Een radio-elektronisch element gemaakt van halfgeleidermateriaal, met behulp van een ingangssignaal, creëert, versterkt en verandert pulsen in geïntegreerde schakelingen en systemen voor het opslaan, verwerken en verzenden van informatie. Een transistor is een weerstand waarvan de functies worden geregeld door de spanning tussen emitter en basis of tussen bron en poort, afhankelijk van het type module.
Inhoud
Soorten transistors
Converters worden veel gebruikt bij de productie van digitale en analoge microschakelingen voor het op nul stellen van statische consumentenstroom en het verkrijgen van verbeterde lineariteit. De typen transistoren verschillen doordat sommige worden bestuurd door een spanningsverandering, de laatste worden geregeld door een stroomafwijking.
De veldmodules werken met een verhoogde DC-weerstand, hoogfrequente transformatie verhoogt de energiekosten niet.Als we in eenvoudige bewoordingen zeggen wat een transistor is, dan is dit een module met een hoge winstmarge. Deze eigenschap is groter bij veldsoorten dan bij bipolaire typen. De eerste hebben geen resorptie van ladingsdragers, wat de werking versnelt.
Veldhalfgeleiders worden vaker gebruikt vanwege hun voordelen ten opzichte van bipolaire typen:
- krachtige weerstand aan de ingang bij gelijkstroom en hoge frequentie, dit vermindert het energieverlies voor controle;
- gebrek aan accumulatie van kleine elektronen, wat de werking van de transistor versnelt;
- transport van bewegende deeltjes;
- stabiliteit bij temperatuurafwijkingen;
- klein geluid door gebrek aan injectie;
- laag stroomverbruik tijdens bedrijf.
De typen transistoren en hun eigenschappen bepalen het doel. Het verwarmen van de bipolaire omzetter verhoogt de stroom langs het pad van de collector naar de emitter. Ze hebben een negatieve weerstandscoëfficiënt en mobiele dragers stromen vanaf de zender naar het verzamelapparaat. De dunne basis wordt gescheiden door pn-overgangen en de stroom ontstaat alleen wanneer bewegende deeltjes zich ophopen en in de basis worden geïnjecteerd. Sommige ladingsdragers worden opgevangen door een aangrenzende pn-overgang en versneld, zo worden de parameters van transistoren berekend.
FET's hebben een ander soort voordeel dat voor dummies moet worden genoemd. Ze zijn parallel geschakeld zonder de weerstand gelijk te maken. Weerstanden worden voor dit doel niet gebruikt, omdat de indicator automatisch toeneemt wanneer de belasting verandert. Om een hoge waarde van de schakelstroom te verkrijgen, wordt een complex van modules gerekruteerd, dat wordt gebruikt in omvormers of andere apparaten.
Het is onmogelijk om een bipolaire transistor parallel aan te sluiten, de bepaling van functionele parameters leidt ertoe dat een thermische storing van onomkeerbare aard wordt gedetecteerd. Deze eigenschappen houden verband met de technische kwaliteiten van eenvoudige pn-kanalen. De modules zijn parallel geschakeld met behulp van weerstanden om de stroom in de emittercircuits gelijk te maken. Afhankelijk van de functionele kenmerken en individuele bijzonderheden, worden bipolaire en veldtypen onderscheiden in de classificatie van transistors.
Bipolaire transistoren
Bipolaire ontwerpen worden geproduceerd als halfgeleiderapparaten met drie geleiders. Lagen met gat p-geleiding of onzuiverheid n-geleiding zijn aangebracht in elk van de elektroden. De keuze voor een complete set lagen bepaalt de release van pnp- of npn-type apparaten. Op het moment dat het apparaat wordt aangezet, worden verschillende soorten ladingen tegelijkertijd overgedragen door gaten en elektronen, er zijn 2 soorten deeltjes bij betrokken.
Dragers bewegen door het diffusiemechanisme. Atomen en moleculen van een stof dringen het intermoleculaire rooster van een naburig materiaal binnen, waarna hun concentratie over het hele volume afvlakt. Het transport vindt plaats van gebieden met een hoge verdichting naar gebieden met een laag gehalte.
Elektronen planten zich ook voort onder de werking van een krachtveld rond deeltjes met een ongelijkmatige opname van legeringsadditieven in de basismassa. Om de werking van het apparaat te versnellen, is de elektrode die op de middelste laag is aangesloten dun gemaakt. De buitenste geleiders worden emitter en collector genoemd. De sperspanningskarakteristiek van de overgang is onbelangrijk.
FET's
De veldeffecttransistor regelt de weerstand met behulp van een elektrisch dwarsveld dat voortkomt uit de aangelegde spanning. De plaats van waaruit de elektronen het kanaal binnenkomen, wordt de bron genoemd en de afvoer lijkt op het eindpunt van binnenkomst van ladingen. De stuurspanning gaat door een geleider die de poort wordt genoemd. Apparaten zijn onderverdeeld in 2 soorten:
- met controle p-n-junctie;
- MIS-transistors met een geïsoleerde poort.
Apparaten van het eerste type bevatten een halfgeleiderwafel in het ontwerp, die met elektroden aan weerszijden (drain en source) is verbonden met het gestuurde circuit. Nadat de plaat met de poort is verbonden, ontstaat een plaats met een ander type geleidbaarheid. Een constante voorspanningsbron ingevoegd in het ingangscircuit produceert een blokkeerspanning op de kruising.
De bron van de versterkte puls bevindt zich ook in het ingangscircuit. Na het veranderen van de spanning aan de ingang, wordt de overeenkomstige indicator op de pn-overgang getransformeerd. De laagdikte en het dwarsdoorsnede-oppervlak van de kanaalovergang in het kristal, die de stroom van geladen elektronen doorgeeft, wordt gewijzigd. De kanaalbreedte is afhankelijk van de ruimte tussen het uitputtingsgebied (onder de poort) en het substraat. De stuurstroom bij het begin- en eindpunt wordt geregeld door de breedte van het uitputtingsgebied te wijzigen.
De MIS-transistor wordt gekenmerkt door het feit dat zijn poort door isolatie is gescheiden van de kanaallaag. In een halfgeleiderkristal, een substraat genaamd, worden gedoteerde plaatsen met het tegenovergestelde teken gecreëerd. Er zijn geleiders op geïnstalleerd - een afvoer en een bron, waartussen een diëlektricum zich op een afstand van minder dan een micron bevindt. Op de isolator bevindt zich een metalen elektrode - een sluiter.Vanwege de resulterende structuur die een metaal, een diëlektrische laag en een halfgeleider bevat, krijgen de transistoren de afkorting MIS.
Apparaat en werkingsprincipe voor beginners
Technologieën werken niet alleen met een lading elektriciteit, maar ook met een magnetisch veld, lichtquanta en fotonen. Het werkingsprincipe van de transistor ligt in de toestanden waartussen het apparaat schakelt. Tegenover klein en groot signaal, open en gesloten staat - dit is het dubbele werk van apparaten.
Samen met het halfgeleidermateriaal in de compositie, gebruikt in de vorm van een enkel kristal, op sommige plaatsen gedoteerd, heeft de transistor in zijn ontwerp:
- conclusies van metaal;
- diëlektrische isolatoren;
- behuizing van transistors van glas, metaal, plastic, cermet.
Vóór de uitvinding van bipolaire of polaire apparaten werden elektronische vacuümbuizen gebruikt als actieve elementen. De circuits die voor hen zijn ontwikkeld, worden na modificatie gebruikt bij de productie van halfgeleiderapparaten. Ze zouden als transistor kunnen worden aangesloten en gebruikt, omdat veel van de functionele kenmerken van de lampen geschikt zijn om de werking van veldsoorten te beschrijven.
Voor- en nadelen van het vervangen van lampen door transistors
De uitvinding van transistors is een stimulerende factor voor de introductie van innovatieve technologieën in de elektronica. Het netwerk maakt gebruik van moderne halfgeleiderelementen, in vergelijking met de oude lampcircuits hebben dergelijke ontwikkelingen voordelen:
- kleine afmetingen en laag gewicht, wat belangrijk is voor miniatuurelektronica;
- de mogelijkheid om geautomatiseerde processen toe te passen bij de productie van apparaten en de fasen te groeperen, wat de kosten verlaagt;
- het gebruik van kleine stroombronnen vanwege de behoefte aan laagspanning;
- onmiddellijk inschakelen, verwarming van de kathode is niet nodig;
- verhoogde energie-efficiëntie door verminderde vermogensdissipatie;
- kracht en betrouwbaarheid;
- goed gecoördineerde interactie met aanvullende elementen in het netwerk;
- weerstand tegen trillingen en schokken.
Nadelen komen voor in de volgende bepalingen:
- siliciumtransistors werken niet bij spanningen hoger dan 1 kW, lampen zijn effectief bij snelheden boven 1-2 kW;
- bij gebruik van transistors in omroepnetwerken met hoog vermogen of microgolfzenders, is het nodig om parallel geschakelde versterkers met laag vermogen te matchen;
- de kwetsbaarheid van halfgeleiderelementen voor de effecten van een elektromagnetisch signaal;
- een gevoelige reactie op kosmische straling en straling, die in dit opzicht de ontwikkeling van resistente stralingsmicroschakelingen vereist.
Schakelschema's
Om in een enkel circuit te werken, heeft de transistor 2 uitgangen nodig aan de ingang en uitgang. Bijna alle typen halfgeleiderapparaten hebben slechts 3 aansluitpunten. Om uit een moeilijke situatie te komen, wordt een van de uiteinden als een gemeenschappelijk doel toegewezen. Dit leidt tot 3 veelvoorkomende verbindingsschema's:
- voor bipolaire transistor;
- polair apparaat;
- met een open afvoer (collector).
De bipolaire module is verbonden met een gemeenschappelijke zender voor zowel spannings- als stroomversterking (MA). In andere gevallen komt het overeen met de pinnen van een digitale chip wanneer er een grote spanning is tussen het buitenste circuit en het binnenste bedradingsplan.Dit is hoe de gemeenschappelijke collectorverbinding werkt en er wordt alleen een toename van de stroom (OK) waargenomen. Als u de spanning moet verhogen, wordt het element geïntroduceerd met een gemeenschappelijke basis (OB). De optie werkt goed in samengestelde cascadecircuits, maar wordt zelden ingesteld in projecten met één transistor.
Veldhalfgeleiderapparaten van MIS-variëteiten en met behulp van een pn-overgang zijn opgenomen in het circuit:
- met een gemeenschappelijke zender (CI) - een aansluiting vergelijkbaar met de OE van een bipolaire type module
- met een enkele uitgang (OS) - een plan van het OK-type;
- met een gezamenlijke sluiter (OZ) - een vergelijkbare beschrijving van de OB.
In open-drain-plannen wordt de transistor ingeschakeld met een gemeenschappelijke emitter als onderdeel van de microschakeling. De collectoruitgang is niet verbonden met andere delen van de module en de belasting gaat naar de externe connector. De keuze van spanningsintensiteit en collectorstroomsterkte wordt gemaakt na de installatie van het project. Apparaten met open afvoer werken in circuits met krachtige uitgangstrappen, busdrivers, TTL-logische circuits.
Waar zijn transistoren voor?
De reikwijdte is afhankelijk van het type apparaat - bipolaire module of veld. Waarom zijn transistoren nodig? Als er een lage stroom nodig is, bijvoorbeeld in digitale plannen, worden veldaanzichten gebruikt. Analoge circuits bereiken een hoge versterkingslineariteit over een reeks voedingsspanningen en -uitgangen.
Installatiegebieden voor bipolaire transistors zijn versterkers, hun combinaties, detectoren, modulatoren, transistorlogistieke circuits en logische omvormers.
Plaatsen van toepassing van transistors zijn afhankelijk van hun kenmerken. Ze werken in 2 standen:
- op een versterkende manier, het veranderen van de uitgangspuls met kleine afwijkingen van het stuursignaal;
- in de belangrijkste regeling, die de voeding van belastingen met een zwakke ingangsstroom regelt, is de transistor volledig gesloten of open.
Het type halfgeleidermodule verandert niets aan de werking ervan. De bron is verbonden met de belasting, bijvoorbeeld een schakelaar, een versterker, een verlichtingsapparaat, het kan een elektronische sensor zijn of een krachtige aangrenzende transistor. Met behulp van stroom begint de werking van het laadapparaat en wordt de transistor aangesloten op het circuit tussen de installatie en de bron. De halfgeleidermodule beperkt de sterkte van de aan de unit geleverde energie.
De weerstand aan de uitgang van de transistor wordt getransformeerd afhankelijk van de spanning op de stuurgeleider. De stroomsterkte en spanning aan het begin- en eindpunt van de schakeling veranderen en nemen toe of af en zijn afhankelijk van het type transistor en hoe deze is aangesloten. De aansturing van een gecontroleerde voeding leidt tot een stroomverhoging, een vermogenspuls of een verhoging van de spanning.
Transistors van beide typen worden in de volgende gevallen gebruikt:
- In digitale regelgeving. Er zijn experimentele ontwerpen van digitale versterkingsschakelingen ontwikkeld op basis van digitaal-naar-analoogomzetters (DAC).
- in pulsgeneratoren. Afhankelijk van het type assemblage, werkt de transistor in een sleutel- of lineaire volgorde om respectievelijk vierkante of willekeurige signalen te reproduceren.
- In elektronische hardware-apparaten. Om informatie en programma's te beschermen tegen diefstal, illegaal hacken en gebruik. De bediening vindt plaats in de sleutelmodus, de stroomsterkte wordt analoog geregeld en wordt geregeld met behulp van de pulsbreedte.Transistors worden geplaatst in de aandrijvingen van elektromotoren, schakelende spanningsstabilisatoren.
Monokristallijne halfgeleiders en open en gesloten modules verhogen het vermogen, maar functioneren alleen als schakelaars. In digitale apparaten worden veldtransistors gebruikt als economische modules. Productietechnologieën in het concept van geïntegreerde experimenten zorgen voor de productie van transistors op een enkele siliciumchip.
De miniaturisering van kristallen leidt tot snellere computers, minder energie en minder warmte.
Vergelijkbare artikelen:
