Typer transistorer og deres anvendelse

Ordet "transistor" er dannet av to ord: overføring og motstand. Det første ordet er oversatt fra engelsk som "transmisjon", det andre - "motstand." På denne måten transistor Er en spesiell type motstand, som reguleres av spenningen mellom basen og senderen (basestrøm) kl bipolare transistorer, og spenningen mellom porten og kilden til felteffekttransistorer.

Opprinnelig ble flere navn foreslått for denne halvlederenheten: en halvledertriode, en krystallinsk triode, en lotatron, men som et resultat fokuserte de på navnet "transistor", foreslått av John Pierce, en amerikansk ingeniør og science fiction skribent, venn av William Shockley.

Til å begynne med vil vi kaste litt ut i historien, så vil vi vurdere noen typer transistorer fra de elektroniske komponentene som er vanlige på markedet i dag.

William Shockley, Walter Brattain og John Bardin, som arbeidet som et team i Bell Labs laboratorier, opprettet 16. desember 1947 den første operable bipolare transistoren, som ble demonstrert av forskere offisielt og offentlig 23. desember samme år. Det var en poengtransistor.

Etter nesten to og et halvt år dukket den første germium-veikryss-transistoren opp, deretter en smeltet, elektrokjemisk, diffusjon-mesa-transistor, og til slutt, i 1958, slapp Texas Instruments den første silisiumtransistoren, og i 1959 ble den første plane silisiumtransistoren opprettet av Jean Ernie, Som et resultat ble germanium erstattet av silisium, og plan teknologi tok stolthet over sin plass i hovedteknologien for produksjon av transistorer.

I rettferdighet bemerker vi at William Shockley, John Bardin og Walter Brattain i 1956 mottok Nobelprisen i fysikk "for studiet av halvledere og oppdagelsen av transistoreffekten."

Når det gjelder felteffekttransistorer, har de første patentsøknadene blitt inngitt siden midten av 20-tallet av 1900-tallet, for eksempel patenterte fysiker Julius Edgar Lilienfeld i Tyskland prinsippet om felteffekttransistorer i 1928. Imidlertid ble den direkte felteffekttransistoren patentert for første gang i 1934 av den tyske fysikeren Oscar Hail.

Driften av en felteffekttransistor bruker i utgangspunktet den elektrostatiske effekten av feltet, det er fysisk enklere, fordi ideen om felteffekttransistorer dukket opp tidligere enn ideen om bipolare transistorer. Den første felteffekttransistoren ble produsert for første gang i 1960. Som et resultat, nærmere 90-tallet av 1900-tallet, begynte MOS-teknologi (metall-oksid-halvleder-felteffekt-transistorteknologi) å dominere i mange bransjer, inkludert IT-sektoren.

I de fleste bruksområder har transistorer erstattet vakuumrør, en ekte silisiumrevolusjon har skjedd i etableringen av integrerte kretsløp. Så i dag i analog teknologi brukes ofte bipolare transistorer, og i digital teknologi - hovedsakelig felteffekttransistorer.

Enheten og prinsippet for drift av felt og bipolare transistorer - dette er temaene i enkeltartikler, så vi vil ikke dvele ved disse subtilitetene, men vurdere emnet fra et rent praktisk synspunkt med spesifikke eksempler.

Som du allerede vet er transistorer i henhold til produksjonsteknologi delt inn i to typer: felteffekt og bipolar. Bipolar blir igjen delt av konduktivitet i n-p-n-transistorer med omvendt konduktivitet, og p-n-p-transistorer med direkte konduktivitet. Felteffekttransistorer er henholdsvis med en n-type og en p-type kanal. Felteffekttransistorporten kan isoleres (IGBTs) eller som et pn-kryss. jegGBT-transistorer kommer med en integrert kanal eller med en indusert kanal.

Bruksområder for transistorer bestemmes av deres egenskaper, og transistorer kan fungere i to modus: i tast eller i forsterker.I det første tilfellet er transistoren enten helt åpen eller helt lukket under drift, noe som lar deg kontrollere strømforsyningen til betydelige belastninger ved å bruke en liten strøm for kontroll. Og i forsterkningen, eller på en annen måte - i dynamisk modus, brukes egenskapen til transistoren til å endre utgangssignalet med en liten endring i inngangsstyresignalet. Deretter tar vi for oss eksempler på forskjellige transistorer.

2N3055 - bipolar n-p-n-transistor i TO-3-pakken. Den er populær som et element i utgangstrinn for lydforsterkere av høy kvalitet, der den fungerer i dynamisk modus. Brukes vanligvis i forbindelse med den komplementære p-n-p-enheten MJ2955. Denne transistoren kan også fungere i nøkkelmodus, for eksempel i transformatorens lavfrekvente omformere 12 til 220 volt 50 Hz, et par 2n3055 styrer en push-pull-omformer.

Det er bemerkelsesverdig at samler-emitter-spenningen for denne transistoren under drift kan nå 70 volt, og strømmen 15 ampere. TO-3-saken lar deg om nødvendig feste den på en radiator. Den statiske strømoverføringskoeffisienten er fra 15 til 70, dette er nok til å effektivt kontrollere selv kraftige belastninger, til tross for at basen til transistoren tåler strøm opp til 7 ampere. Denne transistoren kan fungere med frekvenser opp til 3 MHz.

KT315 - en legende blant innenlandske bipolare transistorer med lav effekt. Denne n-p-n-typen transistor så først lyset fra 1967, og er i dag populær i amatørradiomiljøet. Et komplementært par til det er KT361. Ideell for dynamiske og viktige modus i kretser med lav effekt.

Ved den maksimalt tillatte samler-emitter-spenningen på 60 volt er denne høyfrekvente transistoren i stand til å føre en strøm på opptil 100 mA gjennom seg selv, og dens avskjæringsfrekvens er minst 250 MHz. Gjeldende overføringskoeffisient når 350, til tross for at basestrømmen er begrenset til 50 mA.

Opprinnelig ble transistoren bare produsert i en plastkasse KT-13, 7 mm bred og 6 mm høy, men nylig kan den også finnes i TO-92-saken, for eksempel produsert av Integral OJSC.

KP501 - felteffekt n-kanal transistor med lav effekt med isolert port. Den har en anriket n-kanal, hvis motstand er fra 10 til 15 ohm, avhengig av modifiseringen (A, B, C). Denne transistoren er designet, slik den er plassert av produsenten, for bruk i kommunikasjonsutstyr, i telefoner og annet elektronisk utstyr.

Denne transistoren kan kalles et signal. Liten TO-92-pakke, maksimal kildespenning - opp til 240 volt, maksimal tappestrøm - opp til 180 mA. Lukkerkapasitet mindre enn 100 pF. Det er spesielt bemerkelsesverdig at terskelspenningen til lukkeren er fra 1 til 3 volt, noe som gjør at du kan implementere kontroll med veldig, veldig lave kostnader. Ideell som signalnivåomformer.

irf3205 - n-kanals HEXFET felteffekttransistor. Den er populær som en strømnøkkel for å øke høyfrekvente vekselrettere, for eksempel bil. Gjennom parallellkobling av flere bygninger er det mulig å bygge omformere designet for betydelige strømmer.

Maksimal strøm for en slik transistor når 75A (konstruksjonen av TO-220-kabinettet begrenser den), og den maksimale drens-kildespenningen er 55 volt. Kanalmotstanden er bare 8 mOhm. En lukkerkapasitet på 3250 pF krever bruk av en kraftig driver for kontroll av høye frekvenser, men i dag er ikke dette et problem.

FGA25N120ANTD Power Isolated Gate Bipolar Transistor (IGBT) i TO-3P pakke. I stand til å motstå spenningskilden 1200 volt, er den maksimale avløpsstrømmen 50 ampere. En funksjon ved å produsere moderne IGBT-transistorer på dette nivået gjør det mulig for oss å klassifisere dem som høyspenning.

Omfanget er omformertype omformere, for eksempel induksjonsvarmere, sveisemaskiner og andre høyfrekvente omformere, designet for høyspenningsforsyning. Det er en innebygd høyhastighetsdiode som er ideell for høyeffektive bro- og halvbroresonansomformere, så vel som for drift under harde koblingsforhold.

Vi undersøkte her bare noen få typer transistorer, og dette er bare en liten brøkdel av overflod av modeller av elektroniske komponenter på markedet i dag.

På en eller annen måte kan du enkelt velge passende transistor til dine formål, siden dokumentasjonen for dem er tilgjengelig i dag i form av datablad, der alle kjennetegnene blir presentert i utstrakt grad. Hustyper av moderne transistorer er forskjellige, og for samme modell er ofte både SMD- og utgangsversjoner tilgjengelige.