Typer af transistorer og deres anvendelse

Ordet "transistor" er dannet af to ord: overførsel og modstand. Det første ord oversættes fra engelsk som "transmission", det andet - "resistens." På denne måde transistor Er en speciel slags modstand, der reguleres af spændingen mellem basen og emitteren (basestrøm) ved bipolære transistorer, og spændingen mellem porten og kilden til felteffekttransistorer.

Oprindeligt blev flere navne foreslået for denne halvlederenhed: en halvledertriode, en krystallinsk triode, en lotatron, men som et resultat fokuserede de på navnet "transistor", foreslået af John Pierce, en amerikansk ingeniør og science fiction-forfatter, ven med William Shockley.

Til at begynde med vil vi kaste lidt ned i historien, så overvejer vi nogle typer transistorer fra de elektroniske komponenter, der er almindelige i dag på markedet.

William Shockley, Walter Brattain og John Bardin, der arbejdede som et team i Bell Labs laboratorier, skabte den 16. december 1947 den første operationelle bipolære transistor, som blev demonstreret af videnskabsmænd officielt og offentligt den 23. december samme år. Det var en punkttransistor.

Efter næsten to og et halvt år dukkede den første germium-overgangstransistor op, derefter en smeltet, elektrokemisk, diffusion-mesa-transistor, og til sidst, i 1958, frigav Texas Instruments den første siliciumtransistor, så i 1959 blev den første plane siliciumtransistor skabt af Jean Ernie, som et resultat blev germanium erstattet af silicium, og plan teknologi kom med stolthed i sin placering i hovedteknologien til produktion af transistorer.

I retfærdighed bemærker vi, at i 1956 modtog William Shockley, John Bardin og Walter Brattain Nobelprisen i fysik "for studiet af halvledere og opdagelsen af ​​transistoreffekten."

Hvad angår felt-effekt-transistorer, er de første patentansøgninger indgivet siden midten af ​​20'erne af det 20. århundrede, for eksempel patenterede fysiker Julius Edgar Lilienfeld i Tyskland princippet om felt-effekt-transistorer i 1928. Imidlertid blev den direkte felteffekttransistor patenteret for første gang i 1934 af den tyske fysiker Oscar Hail.

Betjeningen af ​​en felteffekttransistor bruger dybest set den elektrostatiske effekt af feltet, det er fysisk enklere, fordi ideen om felteffekttransistorer optrådte tidligere end ideen om bipolære transistorer. Den første felteffekttransistor blev fremstillet for første gang i 1960. Som et resultat, nærmere 90'erne i det 20. århundrede, begyndte MOS-teknologi (metaloxid-halvleder-felteffekt-transistorteknologi) at dominere i mange brancher, herunder it-sektoren.

I de fleste anvendelser har transistorer erstattet vakuumrør, en reel siliciumrevolution har fundet sted i oprettelsen af ​​integrerede kredsløb. Så i dag anvendes der i analog teknologi oftere bipolære transistorer og i digital teknologi - hovedsageligt felteffekttransistorer.

Enheden og princippet for betjening af mark og bipolære transistorer - dette er emnerne for individuelle artikler, så vi vil ikke dvæle ved disse subtiliteter, men betragte emnet fra et rent praktisk synspunkt med specifikke eksempler.

Som du allerede ved, er transistorer ifølge fremstillingsteknologi opdelt i to typer: felteffekt og bipolar. Bipolær er til gengæld opdelt efter konduktivitet i n-p-n-transistorer med omvendt konduktivitet og p-n-p-transistorer med direkte ledningsevne. Felteffekttransistorer er henholdsvis med en n-type og en p-type kanal. Felteffekttransistorporten kan isoleres (IGBT'er) eller som et pn-kryds. jegGBT-transistorer kommer med en integreret kanal eller med en induceret kanal.

Anvendelsesområder for transistorer bestemmes af deres egenskaber, og transistorer kan fungere i to tilstande: i nøgle eller i forstærker.I det første tilfælde er transistoren enten helt åben eller helt lukket under drift, hvilket giver dig mulighed for at kontrollere strømforsyningen til betydelige belastninger ved hjælp af en lille strøm til kontrol. Og i forstærkningen, eller på en anden måde - i den dynamiske tilstand, bruges transistorens egenskab til at ændre udgangssignalet med en lille ændring af input-, styresignalet. Dernæst overvejer vi eksempler på forskellige transistorer.

2N3055 - bipolær n-p-n-transistor i TO-3-pakken. Det er populært som et element i outputstadier af lydforstærkere i høj kvalitet, hvor det fungerer i dynamisk tilstand. Typisk brugt i forbindelse med den komplementære p-n-p-enhed MJ2955. Denne transistor kan også arbejde i nøgletilstand, for eksempel i transformatorens lavfrekvente invertere 12 til 220 volt 50 Hz, et par af 2n3055 styrer en push-pull-konverter.

Det er bemærkelsesværdigt, at kollektor-emitter-spændingen for denne transistor under drift kan nå 70 volt, og de nuværende 15 ampere. TO-3-sagen giver dig mulighed for nemt at fastgøre den på en radiator om nødvendigt. Den statiske strømoverførselskoefficient er fra 15 til 70, dette er tilstrækkeligt til effektivt at kontrollere selv kraftige belastninger, på trods af at transistorens base kan modstå strøm op til 7 ampere. Denne transistor kan fungere ved frekvenser op til 3 MHz.

KT315 - en legende blandt indenlandske bipolære transistorer med lav effekt. Denne n-p-n-type transistor blev først introduceret i 1967, og er i dag populær i amatørradiomiljøet. Et komplementært par til det er KT361. Ideel til dynamiske og nøgletilstande i kredsløb med lav effekt.

Ved en maksimalt tilladt kollektor-emitter-spænding på 60 volt er denne højfrekvente transistor i stand til at føre en strøm på op til 100 mA gennem sig selv, og dens afskæringsfrekvens er mindst 250 MHz. Den aktuelle overførselskoefficient når 350 på trods af at basestrømmen er begrænset til 50 mA.

Oprindeligt blev transistoren kun produceret i en plastkasse KT-13, 7 mm bred og 6 mm høj, men for nylig findes den også i TO-92-kabinettet, for eksempel fremstillet af Integral OJSC.

KP501 - felteffekt n-kanal transistor med lav effekt med isoleret port. Den har en beriget n-kanal, hvis modstand er fra 10 til 15 ohm, afhængigt af ændringen (A, B, C). Denne transistor er designet, som den er placeret af producenten, til brug i kommunikationsudstyr, telefoner og andet elektronisk udstyr.

Denne transistor kan kaldes et signal. Lille TO-92-pakke, maksimal dræningskilde-spænding - op til 240 volt, maksimal dræningsstrøm - op til 180 mA. Lukkerkapacitet mindre end 100 pF. Det er især bemærkelsesværdigt, at lukkers spænding er fra 1 til 3 volt, hvilket giver dig mulighed for at implementere kontrol med meget, meget lave omkostninger. Ideel som signalniveaukonverter.

irf3205 - n-kanals HEXFET felteffekttransistor. Det er populært som en tændingsnøgle til at øge høyfrekvente invertere, f.eks. Gennem den parallelle forbindelse af flere bygninger er det muligt at bygge omformere designet til betydelige strømme.

Den maksimale strøm for en sådan transistor når 75A (konstruktionen af ​​TO-220-indkapslingen begrænser den), og den maksimale dræningskilde-spænding er 55 volt. Kanalmodstanden er kun 8 mOhm. En lukkerkapacitet på 3250 pF kræver brug af en kraftig driver til styring ved høje frekvenser, men i dag er dette ikke et problem.

FGA25N120ANTD Power Isolated Gate Bipolar Transistor (IGBT) i TO-3P pakke. Den er i stand til at modstå en dræningskilde-spænding på 1200 volt, den maksimale dræningsstrøm er 50 ampere. En funktion ved fremstilling af moderne IGBT-transistorer på dette niveau gør det muligt for os at klassificere dem som højspændings-transistorer.

Omfanget er inverter-type omformere, såsom induktionsvarmere, svejsemaskiner og andre højfrekvente omformere, designet til højspændingsforsyning. Der er en indbygget højhastighedsdiode, ideel til højeffektive bro- og halvbroresonansomformere, såvel som til drift under hårde skifteforhold.

Vi undersøgte her kun et par typer af transistorer, og dette er kun en lille brøkdel af overflod af modeller af elektroniske komponenter, der findes på markedet i dag.

På en eller anden måde kan du nemt vælge den passende transistor til dine formål, da dokumentationen til dem findes i dag i form af datablad, hvor alle egenskaber er omfattende præsenteret. Typerne af tilfælde af moderne transistorer er forskellige, og for den samme model er både SMD- og outputversioner ofte tilgængelige.