Transistorien tyypit ja niiden käyttö

Sana "transistori" muodostuu kahdesta sanasta: siirto ja vastus. Ensimmäinen sana käännetään englannista nimellä "siirto", toinen - "vastus". Tällä tavalla transistori Onko erityinen vastus, jota säädetään kannan ja emitterin (jännite) välisellä jännitteellä bipolaaritransistorit, ja jännite hilan ja kenttätehostetransistorien lähteen välillä.

Alun perin tälle puolijohdelaitteelle ehdotettiin useita nimiä: puolijohdetriodi, kiteinen triodi, lotatron, mutta sen seurauksena he keskittyivät nimeen ”transistori”, jonka ehdotti amerikkalainen insinööri ja tieteiskirjailija, William Shockleyn ystävä John Pierce.

Ensinnäkin, syötetään vähän historiaan, mietitään sitten joitain transistorityyppejä elektronisista komponenteista, jotka ovat nykyään yleisiä markkinoilla.

Bell Labs -laboratorioiden ryhmänä työskentelevät William Shockley, Walter Brattain ja John Bardin loivat 16. joulukuuta 1947 ensimmäisen toiminnallisen bipolaaritransistorin, jonka tutkijat osoittivat virallisesti ja julkisesti saman vuoden 23. joulukuuta. Se oli pistetransistori.

Melkein kahden ja puolen vuoden kuluttua ilmestyi ensimmäinen germanium-ristikkotransistori, sitten sulatettu, sähkökemiallinen, diffuusio-mesa-transistori, ja lopulta vuonna 1958 Texas Instruments julkaisi ensimmäisen piitransistorin, sitten vuonna 1959 Jean Ernie loi ensimmäisen tasomaisen piitransistorin. seurauksena germanium korvattiin piillä, ja tasomainen tekniikka oli ylpeä parasta transistorien tuotannon päätekniikassa.

Oikeudenmukaisuudessa huomaamme, että vuonna 1956 William Shockley, John Bardin ja Walter Brattain saivat fysiikan Nobel-palkinnon "puolijohteiden tutkimisesta ja transistoriefektin löytämisestä".

Kenttäefektitransistoreiden osalta ensimmäiset patenttihakemukset on jätetty 1900-luvun 20-luvun puolivälistä lähtien, esimerkiksi fysiikka Julius Edgar Lilienfeld Saksassa patentoi kenttä-transistorien periaatteen vuonna 1928. Kuitenkin suora kenttävaikutteinen transistori patentoitiin ensimmäisen kerran vuonna 1934 saksalainen fyysikko Oscar Hail.

Kenttäefektitransistorin toiminta käyttää pohjimmiltaan kentän sähköstaattista vaikutusta, se on fyysisesti yksinkertaisempi, koska kenttävaikutustransistorien idea ilmestyi aikaisemmin kuin bipolaaristen transistorien idea. Ensimmäinen kenttävaikutteinen transistori valmistettiin ensimmäisen kerran vuonna 1960. Seurauksena oli, että lähempänä 1900-luvun 90-lukua MOS-tekniikka (metalli-oksidipuolijohdekenttätransistoritekniikka) alkoi hallita monia toimialoja, mukaan lukien IT-ala.

Useimmissa sovelluksissa transistorit ovat korvanneet tyhjiöputket, todellinen piivallankumous on tapahtunut integroitujen piirien luomisessa. Joten, tänään analogisessa tekniikassa käytetään bipolaaritransistoreita useammin, ja digitaalitekniikassa - lähinnä kenttätehoisia transistoreita.

Laite ja kenttä - ja toimintaperiaate bipolaaritransistorit - Nämä ovat yksittäisten artikkeleiden aiheita, joten emme astu näihin hienouksiin, vaan tarkastelemme aihetta puhtaasti käytännön näkökulmasta erityisillä esimerkkeillä.

Kuten jo tiedät, transistorit jaetaan valmistustekniikan mukaan kahteen tyyppiin: kenttävaikutteinen ja bipolaarinen. Bipolaariset puolestaan ​​jaetaan johtavuudella käänteisen johtokyvyn n-p-n-transistoreihin ja suoran johtavuuden p-n-p-transistoreihin. Kenttätehotransistorit ovat vastaavasti n-tyyppisellä ja p-tyyppisellä kanavalla. Kenttävaikutteistransistorin portti voidaan eristää (IGBT) tai pn-liitoksena. minäGBT-transistorit tulevat integroidun kanavan tai indusoidun kanavan kanssa.

Transistorien käyttökentät määräytyvät niiden ominaisuuksien perusteella, ja transistorit voivat toimia kahdessa tilassa: avaimessa tai vahvistimessa.Ensimmäisessä tapauksessa transistori on joko täysin auki tai kokonaan suljettu käytön aikana, minkä avulla voit hallita merkittävien kuormien virtalähdettä pienen virran avulla. Ja vahvistettaessa tai jollain muulla tavalla - dynaamisessa tilassa, transistorin ominaisuutta käytetään muuttamaan lähtösignaalia pienellä muutoksella tulo-, ohjaussignaalissa. Seuraavaksi tarkastelemme esimerkkejä erilaisista transistoreista.

2N3055 - bipolaarinen n-p-n-transistori TO-3-paketissa. Se on suosittu korkealaatuisten äänenvahvistimien lähtöasteina, missä se toimii dynaamisessa tilassa. Käytetään tyypillisesti yhdessä komplementaarisen p-n-p-kokoonpanon MJ2955 kanssa. Tämä transistori voi toimia myös avainmoodissa, esimerkiksi muuntajan matalataajuusmuuttajissa 12 x 220 volttia 50 Hz, pari 2n3055 ohjaa push-pull-muunninta.

On huomionarvoista, että tämän transistorin kollektor emitterijännite käytön aikana voi olla 70 volttia ja nykyinen 15 ampeeria. TO-3-kotelon avulla voit kiinnittää sen tarvittaessa kätevästi jäähdyttimeen. Staattinen virransiirtokerroin on 15 - 70, tämä on riittävän tehokasta säätämään jopa voimakkaitakin kuormituksia, huolimatta siitä, että transistorin kanta kestää jopa 7 ampeerin virran. Tämä transistori voi toimia jopa 3 MHz: n taajuuksilla.

KT315 - legenda kotimaisten pienitehoisten bipolaaristen transistorien joukossa. Tämä n-p-n-tyyppinen transistori näki ensimmäisen kerran vuoden 1967 valon, ja on tähän päivään saakka suosittu amatööriradioympäristössä. Täydentävä pari siihen on KT361. Ihanteellinen dynaamisiin ja keskeisiin tiloihin pienitehoisissa piireissä.

Suurimmalla sallitulla kollektorin emitterijännitteellä 60 volttia tämä korkeataajuinen transistori kykenee johtamaan jopa 100 mA: n virran itsensä läpi, ja sen katkaisutaajuus on vähintään 250 MHz. Virransiirtokerroin saavuttaa 350, huolimatta siitä, että kantavirta on rajoitettu 50 mA: iin.

Alun perin transistori valmistettiin vain muovikotelossa KT-13, leveys 7 mm ja korkeus 6 mm, mutta viime aikoina se löytyy myös esimerkiksi TO-92-kotelosta, jonka on valmistanut Integral OJSC.

KP501 - pienitehoinen n-kanavaeristetty porttitransistori. Sillä on rikastettu n-kanava, jonka vastus on 10-15 ohmia modifikaatiosta riippuen (A, B, C). Tämä transistori on valmistajan asettaman mukaan suunniteltu käytettäväksi viestintälaitteissa, puhelimissa ja muissa elektronisissa laitteissa.

Tätä transistoria voidaan kutsua signaaliksi. Pieni TO-92-paketti, suurin viemärilähteen jännite - jopa 240 volttia, suurin tyhjennysvirta - jopa 180 mA. Sulkimen kapasiteetti on alle 100 pF. Erityisen huomionarvoista on, että ikkunaluukun kynnysjännite on 1-3 volttia, mikä mahdollistaa ohjauksen toteuttamisen erittäin, erittäin alhaisilla kustannuksilla. Ihanteellinen signaalitason muuntimena.

irf3205 - n-kanavainen HEXFET-kenttätehotransistori. Se on suosittu virta-avain korkea-taajuusmuuttajien, esimerkiksi autojen, tehostamiseen. Useiden tapausten rinnakkaisliitännän kautta on mahdollista rakentaa muuntajia, jotka on suunniteltu merkittäville virroille.

Yhden tällaisen transistorin maksimivirta saavuttaa 75A (TO-220-kotelon rakenne rajoittaa sitä), ja suurin viemärilähteen jännite on 55 volttia. Kanavan vastus on vain 8 mOhm. Suljinkapasiteetti 3250 pF vaatii tehokkaan ohjaimen käyttämisen korkeiden taajuuksien ohjaamiseen, mutta tämä ei ole tänään ongelma.

FGA25N120ANTD virtaeristeiset portin bipolaaritransistorit (IGBT) TO-3P-paketissa. Kestää jänniteviemärilähteen 1200 volttia, suurin tyhjennysvirta on 50 ampeeria. Tämän tyyppisten nykyaikaisten IGBT-transistorien valmistusominaisuus antaa meille mahdollisuuden luokitella ne korkeajänniteverkoiksi.

Soveltamisalaan kuuluvat invertterityyppiset muuntajat, kuten induktiolämmittimet, hitsauskoneet ja muut korkeajännitesyöttöön suunnitellut korkeataajuusmuuttajat. Ihanteellinen suuritehoisille silta- ja puolisillan resonanssimuuntimille sekä käytettäväksi kovissa kytkentäolosuhteissa, siinä on sisäänrakennettu nopea diodi.

Tutkimme tässä vain muutama tyyppisiä transistoreita, ja tämä on vain pieni murto nykyisten markkinoiden elektronisten komponenttien mallien runsaudesta.

Tavalla tai toisella, voit helposti valita sopivan transistorin tarpeisiisi, koska heille tarkoitettu dokumentaatio on tänään saatavana lomakkeina, joissa kaikki ominaisuudet esitetään kattavasti. Nykyaikaisten transistorien tapaustyypit ovat erilaisia, ja samaan malliin on usein saatavana sekä SMD- että lähtöversioita.