Tranzistor je temelj tehnološke revolucije.

Čovječanstvo većinu svoje tehnološke moći duguje malom mikroelektronskom elementu, samoj cigli, bez koje bi tehnička revolucija bila nemoguća. Ovo je tranzistor. Ovaj element svih elektroničkih sklopova sada je postao toliko mali da ga je nemoguće vidjeti bez posebnih uređaja.

pojam

Sada čak i učenici znaju da je tranzistor mali uređaj koji se sastoji od tri bloka poluvodičkih materijala. Međutim, ime mu se nije zaglavilo odmah. Prije se ovaj uređaj nazivao "poluvodičkim triodom" i koristio se u tehnologiji svjetiljki. Još uvijek nema konsenzusa o tome kako se točno pojavila moderna riječ "tranzistor". Neki smatraju da se pojam sastoji od dvije komponente - “transfer” i “resistor”. To jest, u ovom slučaju, možemo govoriti o uređaju koji kontrolira otpor. U određenoj mjeri to jest.

uređaj

Suvremeni tranzistor je bitna komponenta bilo kojeg elektroničkog kruga. Strukturno se sastoji od tri povezana materijala s poluvodičkim svojstvima. Na primjer, silicij, germanij itd. Njihova posebnost je da struja teče kroz strukturu samo pod određenim uvjetima, a na granici njihovog kontakta, kretanje elektrona općenito se pokorava posebnim zakonima. Postoje dvije vrste provodljivosti - rupa i elektronička. Prva je svojstvena onim materijalima u kojima nedostaju negativno nabijene čestice - takozvane „rupe“, tj. Mjesta u atomima gdje postoje „slobodna mjesta“ za elektrone u orbitama. Drugi, naprotiv, postoji tamo gdje postoji jasan višak negativnih nositelja naboja. Tranzistor je uređaj u kojem se dva bloka materijala s jednom vrstom provodljivosti i jedan s drugim kombiniraju u jednom slučaju (ili izoliranom području, s litografijom). Iz svake elektrode je izvedena, dopuštajući da se uključi u električni krug. Dakle, tranzistor je uređaj koji se sastoji od PNP (rupa - elektron - rupa) ili NPN materijala.

Načelo djelovanja

Da bismo razumjeli kako radi tranzistor u krugu, najlakši način je da koristimo analogiju vode. Zamislite uređaj koji se sastoji od tri cijevi koje su u jednom trenutku povezane zajedničkim kanalom - u stvari, t-kom. S jedne strane, teče voda (vraćajući se na tranzistore, to je odašiljač, tj. "Davanje"), s drugog ruba izlazi negdje (kolektor), dok srednja mlaznica (baza) služi za podešavanje intenziteta tlaka. Dakle, slanjem dodatnog toka ovdje, možete kontrolirati izlaznu vodu, ojačati je ili oslabiti. Naravno, primjer je pojednostavljen koliko god je to moguće, ali za opće razumijevanje to je dovoljno. A budući da tranzistor nije samo otpor s tri igle, nego poluvodički element, za kontrolu vrlo beznačajnog utjecaja struje na baznu elektrodu. Kontrolna struja koja se primjenjuje na središnji dio uređaja služi kao poticaj koji otvara prijelaze za nabijene čestice, a neznatna promjena u njoj dovodi do povećanja ili smanjenja ukupnog “protoka” nekoliko puta. Tranzistor na krugu ne može uvijek biti korišten u tako jednostavnom shematskom rješenju. Ako je potrebno povećati upravljačku struju koja se dovodi na osnovnu elektrodu, tada se koristi cijela kaskada tranzistora, u kojoj svaki sljedeći element pojačava signal iz prethodnog.

Značajke tranzistora

Svaki takav uređaj je karakteriziran, ponajprije, minimalnom vrijednošću osnovne struje, koja je potrebna za otvaranje PN spojeva. Bez takvog utjecaja, uređaj ostaje "zatvoren", a kretanje nabijenih čestica kroz njega se ne događa.

Sljedeća važna točka koju treba uzeti u obzir pri radu s ovim uređajima je vrijednost napona pri kojem dolazi do prekida prijelaza. Očigledno je da se unutarnji otpor može prevladati bez "otvaranja", ali ta metoda stavlja tranzistor izvan pogona. Stoga se napon proboja mora smatrati granicom ili maksimalno dopuštenim.

Ne manje važna je i značajka koja pokazuje ovisnost promjene struje kolektora o učinku na osnovnu elektrodu. Postoje grafikoni gdje je u obliku krivulje označena ta ovisnost, nazvana omjer prijenosa.

Što se tiče dizajna, postoje terenski i bipolarni modeli. U prvom se naboja prenosi samo pozitivno (rupe) ili negativno (elektroni) nabijenim česticama, au drugom sudjeluju oba tipa nosača.

Sljedeća karakteristika je ulazni otpor. Kako raste, dobitak se povećava, a struja potrebna za kontrolu se smanjuje.

I konačno, još jedna važna karakteristika povezana je s frekvencijom emitirane struje. Ovisno o tipovima poluvodičkih materijala koji se koriste, tranzistori mogu biti "obični" i visokofrekventni. Zbog specifičnosti fizičkih procesa (brzina prijenosa naboja kroz granična područja, kapacitivnost, otpornost), dobitak se smanjuje s povećanjem frekvencije, smanjujući se gotovo na nulu. Vrijednost na kojoj se to događa naziva se granična vrijednost.

Ključni parametri

Osim gore navedenog, postoje i brojne značajke tih uređaja. Pri odabiru takvih mikroelektronskih uređaja važno je uzeti u obzir sljedeće parametre tranzistora:

1. Količina struje koja teče kroz kolektor. Očito je da je beskonačno povećanje nemoguće, a kada pokušate prekoračiti granicu, uređaj ne uspije.

2. Ultimativni stres, čiji višak uništava otpornost prijelaza.

3. Magnituda napona na kojem daljnja kontrola tranzistora postaje nemoguća.

Zapravo, postoji mnogo parametara, svi su prikupljeni u posebnim direktorijima.