Транзисторы: классификация и принцип действия радиоэлементов

В каждом электронном устройстве есть целый набор радиоэлементов, которые бывают пассивными, не требующими источника питания, и активными, когда требуется подача напряжения. К активным элементам относятся полупроводники. В этом ряду радиодеталей особое место занимают транзисторы, которые заменили ламповые приборы и полностью изменили схемотехнику устройств. Именно на транзисторах базируется работа всей микроэлектроники.

Особенности функционирования

Понятие “транзистор” изначально имело отношение к сопротивлению, показатель которого управлялся напряжением. Транзистор представляли резистором, регулирование которого происходит приложенным потенциалом на одном выводе. Но более верное в данном случае сравнение для полевых транзисторов, чем для биполярных.

Основа функционирования транзисторов сводится к их способности пропускать ток в одностороннем порядке. Когда происходит подача напряжения на одном переходе возникает его прямое падение, а на другом — обратное. Для зоны перехода с прямым напряжением характерно небольшое сопротивлением, а с обратным — большое. При этом между эмиттером и базой протекает ток управления с небольшим показателем.  Именно значение этого показателя тока можно изменить сопротивление между коллектором и эмиттером. Биполярный транзистор в свою очередь бывает двух типов.

Назначение транзисторов

При соединении между собой двух полупроводников разного типа, на границе такого соединения создается область (p-n переход). Тип проводимости напрямую связан с особенностями атомного строения материала, а конкретнее — со степенью прочности связей в этом материале. Общеизвестно, что атомы в полупроводниках при распаде образуют решетки, и поэтому такой материал не может быть проводником. Когда же в такую решетку добавляются атомы другого материала, то появляется возможность изменить физические свойства полупроводника. Эти подмешанные атомы, в  зависимости от своей природы, могут образовывать свободные электроны или дырки.

Свободные электроны формируют отрицательный заряд, а дырки — положительный. А потенциальный барьер находится в области перехода. Этот барьер не допускает протекание носителей заряда вглубь материала. Когда переход находится под прямым напряжением, то показатель потенциального барьера заметно уменьшается, а величина проходящего через него тока наоборот — увеличивается. Если же приложить обратное направление, величина барьера становится больше, а сопротивление этого барьера прохождению тока увеличивается. Принцип работы p-n перехода напрямую связан с устройством транзистора.

Классификация транзисторов

Изначально транзисторы подразделяются на:

  • одиночные;
  • составные. 

Транзисторы относятся к комплексным радиоэлементам, которые имеют три вывода и выполнены, как единое целое. Такие сборки содержат как однотипные, так и разные по своему типу транзисторы. Признаки основного разделения приборов:  

  • канальность;
  • технологии изготовления- транзисторы бывают полевыми, биполярными, комбинированными;
  • по типу полупроводника — для изготовления используются разные материалы: германий, кремний, арсенид-галлия, полимеры и углеродные нанотрубки;
  • по рассеиваемой мощности — могут быть мало-, среднемощные и мощными;
  • по виду исполнению — дискретные и входящие в состав интегральных схем.

Основное назначение транзистора — усиление сигнала или работе в ключевом режиме.

Биполярный прибор

Для новичков в области радиоэлектроники, принцип работы транзистора можно сравнить с работой водопроводного вентиля. Поворот крана позволяет регулировать  силу потока воды (тока). Выход потока воды пропорционален её входу, умноженному на коэффициент усиления.

Биполярный транзистор имеет три вывода — это: 

  • база;
  • эмиттер;
  • коллектор. 

Проводимость базы отличается от типа проводимости коллектора и эмиттера.  

Полевой транзистор

В полевом транзисторе за прохождение тока отвечает величина напряжения, которая прилагается к управляющему контакту. Он имеет три вывода:

  • исток;
  • сток;
  • затвор.

Полевые транзисторы, в зависимости от управляемого p-n перехода, бывают со встроенным или индуцированным каналом. Первый тип работает в двух режимах: обогащения и обеднения. Во втором режиме величина потенциала на затворе превышает значение на истоке. Это становится причиной снижения значения тока на нём.

В транзисторе с индуцированным каналом работа происходит исключительно в режиме обогащения. Важно, чтобы напряжение на выводах исток-затвор было больше нуля. Если же это напряжение станет больше  значения порогового, то между истоком и стоком возникнет проводимость p-типа. Это объясняется тем, что количество дырок под затвором становится больше. увеличится. Такое явление называется инверсией.

 

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector