Система условных обозначений современных типов транзисторов: Классификация и система обозначений транзисторов: буквы, цифры, расшифровка

Содержание

Маркировка транзисторов зарубежных(в т. ч.- SMD) и отечественных.

На рисунке ниже - виды корпусов импортных транзисторов.

Первый элемент - означает число PN - переходов: 2 - транзистор
Второй элемент - буква "N" (типономинал).
Третий элемент - цифры (серийный номер).
Четвертый элемент - буква, указывающая на возможные изменения параметров (характеристик) прибора в пределах одного типономинала по EIA. Если корпус транзистора или другого полупроводникового прибора мал, то в сокращенной маркировке первая цифра и буква "N" - не ставятся.

Обозначение на корпусе Тип транзистора
"15" на корпусе SOT-23 MMBT3960(Datasheet "Motorola")
"1A" на корпусе SOT-23BC846A(Datasheet "Taitron")
"1B" на корпусе SOT-23BC846B(Datasheet "Taitron")
"1C" на корпусе SOT-23MMBTA20LT(Datasheet "Motorola")
"1D" на корпусе SOT-23BC846(Datasheet "NXP")
"1E" на корпусе SOT-23BC847A(Datasheet "Taitron")
"1F" на корпусе SOT-23BC847B(Datasheet "Taitron")
"1G" на корпусе SOT-23BC847C(Datasheet "Taitron")
"1H" на корпусе SOT-23BC847(Datasheet "NXP")
"1N" на корпусе SOT-416BC847T(Datasheet "NXP")
"1J" на корпусе SOT-23BC848A(Datasheet "Taitron")
"1K" на корпусе SOT-23BC848B(Datasheet "Taitron")
"1L" на корпусе SOT-23BC848C(Datasheet "Taitron")
"1M" на корпусе SOT-416BC846T(Datasheet "NXP")
"1M" на корпусе SOT-323BC848W(Datasheet "NXP")
"1M" на корпусе SOT-23MMBTA13(Datasheet "Motorola")
"1N" на корпусе SOT-23MMBTA414(Datasheet "Motorola")
"1V" на корпусе SOT-23MMBT6427(Datasheet "Motorola")
"1P" на корпусе SOT-23FMMT2222A,KST2222A,MMBT2222A.
"1T" на корпусе SOT-23MMBT3960A(Datasheet "Motorola")
"1Y" на корпусе SOT-23MMBT3903(Datasheet "Samsung")
"2A" на корпусе SOT-23
FMMBT3906,KST3906,MMBT3906
"2B" на корпусе SOT-23BC849B(Datasheet "G.S.")
"2C" на корпусе SOT-23BC849C(Datasheet "G.S.")
"2E" на корпусе SOT-23FMMTA93,KST93
"2F" на корпусе SOT-23FMMT2907A,KST2907A,MMBT2907AT
"2G" на корпусе SOT-23FMMTA56,KST56
"2H" на корпусе SOT-23MMBTA55(Datasheet "Taitron")
"2J" на корпусе SOT-23MMBT3640(Datasheet "Fairchild")
"2K" на корпусе SOT-23FMMT4402(Datasheet "Zetex")
"2M" на корпусе SOT-23MMBT404(Datasheet "Motorola")
"2N" на корпусе SOT-23MMBT404A(Datasheet "Motorola")
"2T" на корпусе SOT-23 KST4403,MMBT4403
"2V" на корпусе SOT-23MMBTA64(Datasheet "Motorola")
"2U" на корпусе SOT-23MMBTA63(Datasheet "Motorola")
"2X" на корпусе SOT-23MMBT4401,KST4401
"3A" на корпусе SOT-23MMBTh34(Datasheet "Motorola")
"3B" на корпусе SOT-23MMBT918(Datasheet "Motorola")
"3D" на корпусе SOT-23MMBTH81(Datasheet "Motorola")
"3E" на корпусе SOT-23MMBTh20(Datasheet "Motorola")
"3F" на корпусе SOT-23MMBT6543(Datasheet "Motorola")
"3J-" на корпусе SOT-143BBCV62A(Datasheet "NXP")
"3K-" на корпусе SOT-23BC858B(Datasheet "NXP")
"3L-" на корпусе SOT-143BBCV62C(Datasheet "NXP")
"3S" на корпусе SOT-23MMBT5551(Datasheet "Fairchild")
"4As" на корпусе SOT-23BC859A(Datasheet "Siemens")
"4Bs" на корпусе SOT-23BC859B(Datasheet "Siemens")
"4Cs" на корпусе SOT-23BC859C(Datasheet "Siemens")
"4J" на корпусе SOT-23FMMT38A(Datasheet "Zetex S.")
"449" на корпусе SOT-23FMMT449(Datasheet "Diodes Inc.")
"489" на корпусе SOT-23FMMT489(Datasheet "Diodes Inc.")
"491" на корпусе SOT-23FMMT491(Datasheet "Diodes Inc.")
"493" на корпусе SOT-23FMMT493(Datasheet "Diodes Inc.")
"5A" на корпусе SOT-23BC807-16(Datasheet "General Sem.")
"5B" на корпусе SOT-23BC807-25(Datasheet "General Sem.")
"5C" на корпусе SOT-23BC807-40(Datasheet "General Sem.")
"5E" на корпусе SOT-23BC808-16(Datasheet "General Sem.")
"5F" на корпусе SOT-23BC808-25(Datasheet "General Sem.")
"5G" на корпусе SOT-23BC808-40(Datasheet "General Sem.")
"5J" на корпусе SOT-23FMMT38B(Datasheet "Zetex S.")
"549" на корпусе SOT-23FMMT549(Datasheet "Fairchild")
"589" на корпусе SOT-23 FMMT589(Datasheet "Fairchild")
"591" на корпусе SOT-23FMMT591(Datasheet "Fairchild")
"593" на корпусе SOT-23FMMT593(Datasheet "Fairchild")
"6A-","6Ap","6At" на корпусе SOT-23BC817-16(Datasheet "NXP")
"6B-","6Bp","6Bt" на корпусе SOT-23BC817-25(Datasheet "NXP")
"6C-","6Cp","6Ct" на корпусе SOT-23BC817-40(Datasheet "NXP")
"6E-","6Et","6Et" на корпусе SOT-23BC818-16(Datasheet "NXP")
"6F-","6Ft","6Ft" на корпусе SOT-23BC818-25(Datasheet "NXP")
"6G-","6Gt","6Gt" на корпусе SOT-23BC818-40(Datasheet "NXP")
"7J" на корпусе SOT-23FMMT38C(Datasheet "Zetex S.")
"9EA" на корпусе SOT-23BC860A(Datasheet "Fairchild")
"9EB" на корпусе SOT-23BC860B(Datasheet "Fairchild")
"9EC" на корпусе SOT-23BC860C(Datasheet "Fairchild")
"AA" на корпусе SOT-523F2N7002T(Datasheet "Fairchild")
"AA" на корпусе SOT-23BCW60A(Datasheet "Diotec Sem.")
"AB" на корпусе SOT-23BCW60B(Datasheet "Diotec Sem.")
"AC" на корпусе SOT-23BCW60C(Datasheet "Diotec Sem.")
"AD" на корпусе SOT-23BCW60D(Datasheet "Diotec Sem.")
"AE" на корпусе SOT-89BCX52(Datasheet "NXP")
"AG" на корпусе SOT-23BCX70G(Datasheet "Central Sem.Corp.")
"AH" на корпусе SOT-23BCX70H(Datasheet "Central Sem.Corp.")
"AJ" на корпусе SOT-23BCX70J(Datasheet "Central Sem.Corp.")
"AK" на корпусе SOT-23BCX70K(Datasheet "Central Sem.Corp.")
"AL" на корпусе SOT-89BCX53-16(Datasheet "Zetex")
"AM" на корпусе SOT-89BCX52-16(Datasheet "Zetex")
"AS1" на корпусе SOT-89BST50(Datasheet "Philips")
"B2" на корпусе SOT-23BSV52(Datasheet "Diotec Sem.")
"BA" на корпусе SOT-23BCW61A(Datasheet "Fairchild")
"BA" на корпусе SOT-232SA1015LT1(Datasheet "Tip")
"BA" на корпусе SOT-232SA1015(Datasheet "BL Galaxy El.")
"BB" на корпусе SOT-23BCW61B(Datasheet "Fairchild")
"BC" на корпусе SOT-23BCW61C(Datasheet "Fairchild")
"BD" на корпусе SOT-23BCW61D(Datasheet "Fairchild")
"BE" на корпусе SOT-89 BCX55(Datasheet " BL Galaxy El.")
"BG" на корпусе SOT-89 BCX55-10(Datasheet " BL Galaxy El.")
"BH" на корпусе SOT-89 BCX56(Datasheet " BL Galaxy El.")
"BJ" на корпусе SOT-23BCX71J(Datasheet "Diotec Sem.")
"BK" на корпусе SOT-23BCX71K(Datasheet "Diotec Sem.")
"BH" на корпусе SOT-23BCX71H(Datasheet "Diotec Sem.")
"BG" на корпусе SOT-23BCX71G(Datasheet "Diotec Sem.")
"BR2" на корпусе SOT-89 BSR31(Datasheet "Zetex")
"C1" на корпусе SOT-23BCW29(Datasheet "Diotec Sem.")
"C2" на корпусе SOT-23BCW30(Datasheet "Diotec Sem.")
"C5" на корпусе SOT-23MMBA811C5(Datasheet "Samsung Sem.")
"C6" на корпусе SOT-23MMBA811C6(Datasheet "Samsung Sem.")
"C7" на корпусе SOT-23BCF29(Datasheet "Diotec Sem.")
"C8" на корпусе SOT-23BCF30(Datasheet "Diotec Sem.")
"CEs" на корпусе SOT-23BSS79B(Datasheet "Siemens")
"CEC" на корпусе SOT-89 BC869(Datasheet "Philips")
"CFs" на корпусе SOT-23BSS79C(Datasheet "Siemens")
"CHs" на корпусе SOT-23BSS80B(Datasheet "Infenion")
"CJs" на корпусе SOT-23BSS80C(Datasheet "Infenion")
"CMs" на корпусе SOT-23BSS82C(Datasheet "Infenion")
"CLs" на корпусе SOT-23BSS82B(Datasheet "Infenion")
"D1" на корпусе SOT-23BCW31(Datasheet "KEC")
"D2" на корпусе SOT-23BCW32(Datasheet "KEC")
"D3" на корпусе SOT-23BCW33(Datasheet "KEC")
D6" на корпусе SOT-23MMBC1622D6(Datasheet "Samsung Sem.")
"D7t","D7p" на корпусе SOT-23BCF32(Datasheet "NXP Sem.")
"D7" на корпусе SOT-23BCF32(Datasheet "Diotec Sem.")
"D8" на корпусе SOT-23BCF33(Datasheet "Diotec Sem.")
"DA" на корпусе SOT-23BCW67A(Datasheet "Central Sem. Corp.")
"DB" на корпусе SOT-23BCW67B(Datasheet "Central Sem. Corp.")
"DC" на корпусе SOT-23BCW67C(Datasheet "Central Sem. Corp.")
"DF" на корпусе SOT-23BCW67F(Datasheet "Central Sem. Corp.")
"DG" на корпусе SOT-23BCW67G(Datasheet "Central Sem. Corp.")
"DH" на корпусе SOT-23BCW67H(Datasheet "Central Sem. Corp.")
"E2p" на корпусе SOT-23BFS17A(Datasheet "Philips")
"EA" на корпусе SOT-23BCW65A(Datasheet "Central Sem. Corp.")
"EB" на корпусе SOT-23BCW65B(Datasheet "Central Sem. Corp.")
"EC" на корпусе SOT-23BCW65C(Datasheet "Central Sem. Corp.")
"EF" на корпусе SOT-23BCW65F(Datasheet "Central Sem. Corp.")
"EG" на корпусе SOT-23BCW65G(Datasheet "Central Sem. Corp.")
"EH" на корпусе SOT-23BCW65H(Datasheet "Central Sem. Corp.")
"F1" на корпусе SOT-23MMBC1009F1(Datasheet "Samsung Sem.")
"F3" на корпусе SOT-23MMBC1009F3(Datasheet "Samsung Sem.")
"FA" на корпусе SOT-89 BFQ17(Datasheet "Philips")
"FDp","FDt","FDW" на корпусе SOT-23 BCV26(Datasheet "Philips(NXP)")
"FEp","FEt","FEW" на корпусе SOT-23 BCV46(Datasheet "Philips(NXP)")
"FFp","FFt","FFW" на корпусе SOT-23 BCV27(Datasheet "Philips(NXP)")
"FGp","FGt","FGW" на корпусе SOT-23 BCV47(Datasheet "Philips(NXP)")
"GFs" на корпусе SOT-23 BFR92P(Datasheet "Infenion")
"h2p","h2t","h2W" на корпусе SOT-23 BCV69(Datasheet "Philips(NXP)")
"h3p","h3t","h3W" на корпусе SOT-23 BCV70(Datasheet "Philips(NXP)")
"h4p","h4t" на корпусе SOT-23 BCV89(Datasheet "Philips(NXP)")
"H7p" на корпусе SOT-23 BCF70
"K1" на корпусе SOT-23 BCW71(Datasheet "Samsung Sem.")
"K2" на корпусе SOT-23 BCW72(Datasheet "Samsung Sem.")
"K3p" на корпусе SOT-23 BCW81(Datasheet "Philips(NXP)")
"K1p","K1t" на корпусе SOT-23 BCW71(Datasheet "Philips(NXP)")
"K2p","K2t" на корпусе SOT-23 BCW72(Datasheet "Philips(NXP)")
"K7p","K7t" на корпусе SOT-23 BCV71(Datasheet "Philips(NXP)")
"K8p","K8t" на корпусе SOT-23 BCV72(Datasheet "Philips(NXP)")
"K9p" на корпусе SOT-23 BCF81(Datasheet " Guangdong Kexin Ind.Co.Ltd")
"L1" на корпусе SOT-23 BSS65
"L2" на корпусе SOT-23 BSS69(Datasheet "Zetex Sem.")
"L3" на корпусе SOT-23 BSS70(Datasheet "Zetex Sem.")
"L4" на корпусе SOT-23 2SC1623L4(Datasheet "BL Galaxy El.")
"L5" на корпусе SOT-23 BSS65R
"L6" на корпусе SOT-23 BSS69R(Datasheet "Zetex Sem.")
"L7" на корпусе SOT-23 BSS70R(Datasheet "Zetex Sem.")
"M3" на корпусе SOT-23 MMBA812M3(Datasheet "Samsung Sem.")
"M4" на корпусе SOT-23 MMBA812M4(Datasheet "Samsung Sem.")
"M5" на корпусе SOT-23 MMBA812M5(Datasheet "Samsung Sem.")
"M6" на корпусе SOT-23 MMBA812M6(Datasheet "Samsung Sem.")
"M6P" на корпусе SOT-23 BSR58(Datasheet "Philips(NXP)")
"M7" на корпусе SOT-23 MMBA812M7(Datasheet "Samsung Sem.")
"P1" на корпусе SOT-23 BFR92(Datasheet "Vishay Telefunken")
"P2" на корпусе SOT-23 BFR92A(Datasheet "Vishay Telefunken")
"P4" на корпусе SOT-23 BFR92R(Datasheet "Vishay Telefunken")
"P5" на корпусе SOT-23 FMMT2369A(Datasheet "Zetex Sem.")
"Q2" на корпусе SOT-23 MMBC1321Q2(Datasheet "Motorola Sc.")
"Q3" на корпусе SOT-23 MMBC1321Q3(Datasheet "Motorola Sc.")
"Q4" на корпусе SOT-23 MMBC1321Q4(Datasheet "Motorola Sc.")
"Q5" на корпусе SOT-23 MMBC1321Q5(Datasheet "Motorola Sc.")
"R1p" на корпусе SOT-23 BFR93(Datasheet "Philips(NXP)")
"R2p" на корпусе SOT-23 BFR93A(Datasheet "Philips(NXP)")
"s1A" на корпусах SOT-23,SOT-363,SC-74SMBT3904(Datasheet "Infineon")
"s1D" на корпусе SOT-23 SMBTA42(Datasheet "Infineon")
"S2" на корпусе SOT-23 MMBA813S2(Datasheet "Motorola Sc.")
"s2A" на корпусе SOT-23 SMBT3906(Datasheet "Infineon")
"s2D" на корпусе SOT-23 SMBTA92(Datasheet "Siemens Sem.")
"s2F" на корпусе SOT-23 SMBT2907A(Datasheet "Infineon")
"S3" на корпусе SOT-23 MMBA813S3(Datasheet "Motorola Sc.")
"S4" на корпусе SOT-23 MMBA813S4(Datasheet "Motorola Sc.")
"T1"на корпусе SOT-23 BCX17(Datasheet "Philips(NXP)")
"T2"на корпусе SOT-23 BCX18(Datasheet "Philips(NXP)")
"T7"на корпусе SOT-23 BSR15(Datasheet "Diotec Sem.")
"T8"на корпусе SOT-23 BSR16(Datasheet "Diotec Sem.")
"U1p","U1t","U1W"на корпусе SOT-23 BCX19(Datasheet "Philips(NXP)")
"U2"на корпусе SOT-23 BCX20(Datasheet "Diotec Sem.")
"U7p","U7t","U7W"на корпусе SOT-23 BSR13(Datasheet "Philips(NXP)")
"U8p","U8t","U8W"на корпусе SOT-23 BSR14(Datasheet "Philips(NXP)")
"U92" на корпусе SOT-23 BSR17A(Datasheet "Philips")
"Z2V" на корпусе SOT-23 FMMTA64(Datasheet "Zetex Sem.")
"ZD" на корпусе SOT-23 MMBT4125(Datasheet "Samsung Sem.")

Система условных обозначений зарубежных транзисторов

Три наиболее распространенных стандартных способа обозначения

    1. Joint Electron Device Engineering Council (JEDEC)
    digit, letter, serial number, [suffix]
  • digit - цифра на единицу меньше, чем количество ножек транзистора, т.е, обычно 2. 4 и 5 соответствуют оптопарам

  • letter - всегда N

  • serial number - серийный номер от 100 до 9999, который ничего определенного не говорит о транзисторе, кроме его приблизительного времени выпуска

  • suffix - (необязательный параметр) группа коэффициента усиления: А- низкий к.у., B- средний к.у., C- высокий к.у.

  • Примеры: 2N3819, 2N2221A, 2N904.

    2. Japanese Industrial Standard (JIS)- Японский стандарт
    digit, two letters, serial number, [suffix]

  • digit - цифра на единицу меньше, чем количество ножек транзистора, т.е, обчыно 2. 4 и 5 соответствуют оптопарам

  • two letters - 2 буквы указывают на функциональную принадлежность прибора

    • SA - PNP HF transistor

    • SB - PNP AF transistor

    • SC - NPN HF transistor

    • SD - NPN AF transistor

    • SE - Diodes

    • SF - Thyristors

    • SG - Gunn devices

    • SH - UJT

    • SJ - P-channel FET/MOSFET

    • SK - N-channel FET/MOSFET

    • SM - Triac

    • SQ - LED

    • SR - Rectifier

    • SS - Signal diodes

    • ST - Avalanche diodes

    • SV - Varicaps

    • SZ - Zener diodes

  • serial number - серийный номер от 10 до 9999

  • suffix - (необязательный параметр) указывает на то, что прибор одобрен для использования различными организациями Японии

  • Примечание: Так как маркировочный код для транзистора всегда начинается с "2S", очень часто эти два символа опускаются. Например, транзистор 2SC733 может маркироваться C 733.
    Примеры: 2SA1187, 2SB646, 2SC733.

    3. Pro-electron
    1 letter, 2 letter, [3 letter], serial number, [suffix]

  • 1 letter - Первая буква указывает на материал, из которого изготовлен прибор: А- Ge, B- Si, C- GaAs, R- составной материал. Большинство начинается с B.

  • 2 letter - Вторая буква указывает на функциональную принадлежность:

    • A - Diode RF

    • B - Variac

    • C - Transistor, AF, small signal

    • D - Transistor, AF, power

    • E - Tunnel diode

    • F - Transistor, HF, small signal

    • K - Hall effect device

    • L - Transistor, HF, power

    • N - Optocoupler

    • P - Radiation sensitive device

    • Q - Radiation producing device

    • R - Thyristor, Low power

    • T - Thyristor, Power

    • U - Transistor, power, switching

    • Y - Rectifier

    • Z - Zener, or voltage regulator diode

  • 3 letter - (необязательный параметр) Третья буква указывает на то, что прибор предназначен больше для промышленного чем для коммерческого использования. Обычно эта буква- W,X,Y или Z.

  • serial number - серийный номер от 100 до 9999

  • suffix - (необязательный параметр) группа коэффициента усиления: А- низкий к.у., B- средний к.у., C- высокий к.у.

  • Примеры: BC108A, BAW68, BF239, BFY51.

    Прочие
    Кроме систем маркировки JEDEC, JIS и Pro-electron фирмы-производители часто вводят собственные типы. Это происходит по коммерческим причинам (для увековечения инициалов названия своей фирмы), либо при маркировке специальных типов приборов.
    Наиболее распространенные префиксы:

  • MJ - Motorolla power, metal case

  • MJE - Motorolla power, plastic case

  • MPS - Motorolla low power, plastic case

  • RCA - RCA

  • RCS - RCS

  • TIP - Texas Instruments power transistor (platic case)

  • TIPL - TI planar power transistor

  • TIS - TI small signal transistor (plastic case)

  • ZT - Ferranti

  • ZTX - Ferranti

  • Примеры: ZTX302, TIP31A, MJE3055, TIS43.

2.2.1 Классификация и условные обозначения транзисторов.

В настоящее время выпускается большое кол-во транзисторов различных типов и назначений. Транзисторы классифицируют по их функциональному назначению, физ. св-ам, основным эл. параметрам, по конструктивно технологическим признакам и типу исходного ПП материала. Транзисторы выпускаются на мощности от 200мВт до сотен ватт, с граничными частотами от 100 кГц до десяти гигогерц, с так допустимыми напряжениями от единиц до тысяч вольт и токами от 5 мА до сотен ампер, с уровнем собственных шумов от единиц до десятков децибел. Они могут выпускаться в различного вида корпусах и бес корпусном исполнении для гибридных ИС транзисторных микро приборах.

Биполярные транзисторы в соответствии с основными областями применения подразделяются на ряд групп: усилительные НЧ, высокочастотные, сверхвысокочастотные. По мощности транзисторы подразделяются на маломощные, средней и большой мощности.

По изготовлению транзисторы делятся на силовые, диффузионные, конвертные, диффузионно-силовые, планарные и т.д.

Биполярные транзисторы изготовляются в дискретном исполнении и в качестве компонентов ИС.

Полевые приборы выполняют те же функции, что и биполярные.

И полевые и биполярные транзисторы управляются зарядом, но передача управляющего заряда осуществляется по разному:

Напряжением - в полевых (через емкость)

Током - в биполярных (через сопротивление)

Система обозначений современных транзисторов основана на их физ. св-вах и конструктивно-технологических принципах. В основу системы положен буквенно- цифровой код.

Условные обозначения биполярных транзисторов, разработанных до 1964 года и выпускаемых до настоящего времени, состоит из 2 или 3 эл-ов.

2.2.2 параметры предельных режимов работы транзистора и влияние температуры на его параметры.

Транзистор, также как любой эл. прибор, хар-ся предельными режимами, превышение кот., как правило, приводит к нарушению нормальной работы прибора и выходу его из строя.

Мах допустимыми параметрами наз. значения режимов транзисторов, кот. не допускается превышать ни при каких условиях эксплуатации и при кот. езе обеспечивается заданная надежность.

Система параметров транзисторов насчитывает более 50 параметров и хар-к, как и для диодов, параметры транзисторов подразделяются на параметры имеющие предельно допустимые значения и параметры, значения кот. хар-ют св-ва приборов - хар-щие или рабочие параметры.

Рассмотрим систему предельно допустимых параметров, к ней относятся:

1) max мощность, рассеиваемая на коллекторе Рхтах;

коэф. собственного шума

статический коэф. усиления на ходу;

Jkmax - max допустимый постоянный ток коллектора;

J3 max - max допустимый постоянный ток эмиттера;

Jemax - max допустимый постоянный ток базы.

Мах допустимые импульсные режимы приводятся для заданной длительности импульсов tH.

J ки max - max допустимый импульсный ток коллектора;

J3H max - max допустимый постоянный импульсный ток эмиттера;

JK нас max - max допустимый постоянный импульсный ток коллектора в режиме насыщения;

jg нас max - max допустимый постоянный импульсный ток базы в режиме насыщения.

2) К параметрам предельного напряжения относятся:

иэ б max - max допустимое постоянное напряжение эмиттер-база;

UKэ max - max допустимое постоянное напряжение коллектор-эмиттер;

UK эй max - max допустимое импульсное напряжение коллектор-эмиттер;

UK би max - max допустимое импульсное напряжение эмиттер-база.

3) Важнейшим параметром предельных режимов явл. предельная мощность:

рк max - max допустимая постоянная рассеиваемая мощность коллектора;

рк и max - max допустимая импульсная рассеиваемая мощность коллектора;

Ри max - max допустимая импульсная рассеиваемая мощность.

Мах допустимые напряжения, ограничиваются пробивными напряжениями соответствующих переходов, тахдопустимые мощность и ток, ограничиваются max температурой перехода и тепловым пробоем.

Диапазон работы температур транзисторов, так же как и диодов, определяется температурными св-ми p-n-перехода в свою очередь зависит от температуры окр. среды и от той эл. мощности, кот. рассеивается в переходе в виде тепла.

Для определения влияния рассеиваемой в транзисторе мощности на температуру кристалла вводятся тепловые параметры транзистора, хар-щие его устойчивость при работе в широком диапазоне температур.

tK max - max температура работы транзистора, кот. зависит от max температуры коллекторного перехода.

to max - max температура окр. среды, усиливается в результате расчетов и обработки экспериментальных данных работы прибора при различных температурах.

Rn k - тепловое сопротивление переход-корпус, кот. показывает, на сколько градусов повысится температура перехода относительно корпуса при рассеивании на переходе заданной мощности.

(1) Rnk = (tn - tr) / P, где tn - температура перехода, tk - температура

корпуса.

Тепловое сопротивление Rnk приводится в справочниках для транзисторов средней и большой мощности, используемых с внеш. теплоотводами.

Для транзисторов малой и средней мощности (а также большой мощности без теплоотводов) приводится обычно тепловое сопротивление переход-окр. среда.(Кпо). В этом случае температура перехода определяется по формуле:

(2) tn = to + P*Rn о, где t0 - температура окр. среды.

С изменением температуры, изменяются все параметры транзистора. Основными параметрами полевых транзисторов явл. :

1) крутизна хар-ки передачи S=dJc / сШзи, при UCH - const

2) дифференциальное сопротивление стока (канала) на участке насыщения R=dUCH/ dJc при U3H - const

В качестве предельно допустимых параметров нормируется: max допустимые напряжения UCHmax, U3Hmax; max допустимая мощность стока Рсmax; max допустимый ток стока - Jcmax.

2.2.1 Классификация и условные обозначения транзисторов.

В настоящее время выпускается большое кол-во транзисторов различных типов иназначений. Транзисторы классифицируют по их функциональному назначению, физ.св-ам, основным эл. параметрам, по конструктивно технологическим признакам и типуисходного ПП материала. Транзисторы выпускаются на мощности от 200мВт до сотенватт, с граничными частотами от 100 кГц до десяти гигогерц, с так допустимыминапряжениями от единиц до тысяч вольт и токами от 5 мА до сотен ампер, с уровнемсобственных шумов от единиц до десятков децибел. Они могут выпускаться вразличного вида корпусах и бес корпусном исполнении для гибридных ИСтранзисторных микро приборах.

Биполярные транзисторы в соответствии с основными областями примененияподразделяются на ряд групп: усилительные НЧ, высокочастотные,сверхвысокочастотные. По мощности транзисторы подразделяются на маломощные,средней и большой мощности.

По изготовлению транзисторы делятся на силовые, диффузионные, конвертные,диффузионно-силовые, планарные и т.д.

Биполярные транзисторы изготовляются в дискретном исполнении и в качествекомпонентов ИС.

Полевые приборы выполняют те же функции, что и биполярные.

И полевые и биполярные транзисторы управляются зарядом, но передачауправляющего заряда осуществляется по разному:

Напряжением - в полевых (через емкость)

Током - в биполярных (через сопротивление)

Система обозначений современных транзисторов основана на их физ. св-вах иконструктивно-технологических принципах. В основу системы положен буквенно-цифровой код.

Условные обозначения биполярных транзисторов, разработанных до 1964 года ивыпускаемых до настоящего времени, состоит из 2 или 3 эл-ов.

2.2.2 параметры предельных режимов работы транзистора и влияниетемпературы на его параметры.

Транзистор, также как любой эл. прибор, хар-ся предельными режимами,превышение кот., как правило, приводит к нарушению нормальной работы прибора ивыходу его из строя.

Мах допустимыми параметрами наз. значения режимов транзисторов, кот. недопускается превышать ни при каких условиях эксплуатации и при кот. езеобеспечивается заданная надежность.

Система параметров транзисторов насчитывает более 50 параметров и хар-к, как идля диодов, параметры транзисторов подразделяются на параметры имеющиепредельно допустимые значения и параметры, значения кот. хар-ют св-ва приборов -хар-щие или рабочие параметры.

Рассмотрим систему предельно допустимых параметров, к ней относятся:

1) max мощность, рассеиваемая на коллекторе Рхтах;

коэф. собственного шума

статический коэф. усиления на ходу;

Jkmax - max допустимый постоянный ток коллектора;

J3 max - max допустимый постоянный ток эмиттера;

Jemax - max допустимый постоянный ток базы.

Мах допустимые импульсные режимы приводятся для заданной длительностиимпульсов tH.

J ки max - max допустимый импульсный ток коллектора;

J3H max - max допустимый постоянный импульсный ток эмиттера;

JK нас max - max допустимый постоянный импульсный ток коллектора в режименасыщения;

jg нас max - max допустимый постоянный импульсный ток базы в режиме насыщения.

2) К параметрам предельного напряжения относятся:

иэ б max - max допустимое постоянное напряжение эмиттер-база;

UKэ max - max допустимое постоянное напряжение коллектор-эмиттер;

UK эй max - max допустимое импульсное напряжение коллектор-эмиттер;

UK би max - max допустимое импульсное напряжение эмиттер-база.

3) Важнейшим параметром предельных режимов явл. предельная мощность:

рк max - max допустимая постоянная рассеиваемая мощность коллектора;

рк и max - max допустимая импульсная рассеиваемая мощность коллектора;

Ри max - max допустимая импульсная рассеиваемая мощность.

Мах допустимые напряжения, ограничиваются пробивными напряжениямисоответствующих переходов, тахдопустимые мощность и ток, ограничиваются maxтемпературой перехода и тепловым пробоем.

Диапазон работы температур транзисторов, так же как и диодов, определяетсятемпературными св-ми p-n-перехода в свою очередь зависит от температуры окр.среды и от той эл. мощности, кот. рассеивается в переходе в виде тепла.

Для определения влияния рассеиваемой в транзисторе мощности на температурукристалла вводятся тепловые параметры транзистора, хар-щие его устойчивость приработе в широком диапазоне температур.

tK max - max температура работы транзистора, кот. зависит от max температурыколлекторного перехода.

to max - max температура окр. среды, усиливается в результате расчетов и обработкиэкспериментальных данных работы прибора при различных температурах.

Rn k - тепловое сопротивление переход-корпус, кот. показывает, на сколько градусовповысится температура перехода относительно корпуса при рассеивании на переходезаданной мощности.

(1) Rnk = (tn - tr) / P, где tn - температура перехода, tk - температура

корпуса.

Тепловое сопротивление Rnk приводится в справочниках для транзисторов средней ибольшой мощности, используемых с внеш. теплоотводами.

Для транзисторов малой и средней мощности (а также большой мощности безтеплоотводов) приводится обычно тепловое сопротивление переход-окр. среда.(Кпо).В этом случае температура перехода определяется по формуле:

(2) tn = to + P*Rn о, где t0 - температура окр. среды.

С изменением температуры, изменяются все параметры транзистора.Основными параметрами полевых транзисторов явл. :

1) крутизна хар-ки передачи S=dJc / сШзи, при UCH - const

2) дифференциальное сопротивление стока (канала) на участке насыщения R=dUCH/ dJc при U3H - const

В качестве предельно допустимых параметров нормируется: max допустимыенапряжения UCHmax, U3Hmax; max допустимая мощность стока Рсmax; max допустимыйток стока - Jcmax.

Транзисторы.



Трафарет Visio Транзисторы.

Каждой фигурой трафарета Транзисторы, представлены несколько условных обозначений схожих по функциональным особенностям транзисторов. Изменить условное обозначение, можно в контекстном меню фигуры:


Контекстное меню фигуры условного обозначения транзистора.

 

Некоторые примеры условных обозначений транзисторов, полученных изменение комбинаций команд в контекстном меню фигур:
1. Транзистор биполярный.

Транзистор биполярный PNP.
Транзистор биполярный NPN.
Транзистор биполярный NPN, коллектор соединен с корпусом.
Транзистор лавинный типа NPN.

 2. Транзистор однопереходный.

Транзистор однопереходный с P-базой.
Транзистор однопереходный с N-базой.

 3. Транзистор двухбазовый.

Транзистор двухбазовый типа PNP.
Транзистор двухбазовый типа NPN.
Транзистор двухбазовый типа PNIP с выводом от i-области.
Транзистор двухразовый типа PNIN с выводом от i-области.

 4. Транзистор полевой.

Транзистор полевой с каналом типа N.
Транзистор полевой с каналом типа P.

5. Транзистор полевой с изолированным затвором.

Транзистор полевой с изолированным затвором обедненного типа с N-каналом, с внутренним соединением истока и подложки.
Транзистор полевой с изолированным затвором обедненного типа с Р-каналом, с внутренним соединением истока и подложки.
Транзистор полевой с изолированным затвором обогащенного типа с Р-каналом, с внутренним соединением истока и подложки.
Транзистор полевой с изолированным затвором обедненного типа с N-каналом.
Транзистор полевой с изолированным затвором обедненного типа с Р-каналом.
Транзистор полевой с изолированным затвором обогащенного типа с Р-каналом.

6. Транзистор полевой с двумя изолированными затворами.

Транзистор полевой с двумя изолированными затворами обедненного типа с Р-каналом с выводом от подложки.
Транзистор полевой с двумя изолированными затворами обедненного типа с N-каналом с выводом от подложки.
Транзистор полевой с двумя изолированными затворами обогащенного типа с Р-каналом с выводом от подложки.

7. Транзистор биполярный с изолированным затвором.

Транзистор биполярный с изолированным затвором обедненного типа с N-каналом.
Транзистор биполярный с изолированным затвором обедненного типа с Р-каналом.
Транзистор биполярный с изолированным затвором обогащенного типа с Р-каналом.

 

Дополнительно, в контекстном меню фигуры условного обозначения транзистора, можно поменять местами вывода как вертикально так и горизонтально, скрыть или показать маркировку выводов, скрыть символ корпуса.

Пример изменения условного обозначения полевого транзистора, видео:

 


30. Общие сведения о биполярных транзисторах (бт). Структурные схемы бт типов р-n-р иn-р-n. Условные графические обозначения.

БТ наз. ПП электропреобразовательный прибор с двумя взаимодействующими между собой электрич. переходами и тремя выводами и пригодный для усиления мощности. В БТ эл. ток создаётся как основными, так и неосн. носителями заряда. Электрич. переходы БТ образованы тремя областями с чередующимся типом проводимости. В зависимости от порядка чередования этих областей различают транзисторы p-n-p и n-p-n типов. В микроэлектронике в основном используются тр. n-p-n типа.

Структура БТ n-p-n типа показана на рис. 4.1,а. Средняя обл. p-типа наз. базой. Одна из крайних областей наз. эмиттером(э.), другая-коллектором(к.). Обычно концентрация примесей в э. и к. делается значительно больше, чем в базе,т.е. nn0>>pp0. ЭДП, образованный между э. и базой наз. эмиттерным, а между базой и к.-коллекторным. Условное обозначение транзисторов n-p-n и p-n-p показано соответственно на рис.4.1,б и 4.1,в. Работа БТ p-n-p и n-p-n аналогичны, различие заключ. лишь в полярности подключения источников питания и направления протекания токов через электроды.

Структура БТ n-p-n типа показана на рис.4.2. Вследствие выполнения условия nn0>>pp0 эмиттерный и коллекторный ЭДП располагаются в основном в области базы. Часть базовой области, расположенная непосредственно между эмиттерным и коллекторным ЭДП наз. активной, а вне этих переходов-пассивной. Площадь коллекторного ЭДП делается значительно больше площади эмиттерного ЭДП.

Кристалл ПП с такой структурой в БТ дискретного исполнения помещается в герметизированный корпус, изолирующий его от воздействия внешней среды.

Рис. 1 Рис. 2

31, 32, 33. Различные схемы включения бт. Схема, токопрохождение. Уравнение, связывающее выходной и входной токи.

БТ можно подключить к источникам питания тремя способами. В зависимости от того, какой из электродов явл. общим для входной и выходной цепей различают 3 схемы(способа) включения: с общей базой(ОБ), общим эмиттером(ОЭ) и общим коллектором(ОК).

В схеме ОБ общим электродом для вх. и вых. цепей явл. база БТ.(рис.4.3). На электрических схемах её изобр. так, как показано нарис.4.4.Соотношения для токов электродов в активном режиме работы определяется формулами(4.1)-(4.4).Пренебрегая током IКБО, можно считать, что IК=h21БIЭ.(4.5)

В схеме ОЭ общим электродом для входной и выходной цепей явл э.(рис.4.5). Для установления связи между выходным(коллекторным) и входным(базовым) токами воспользуемся (4.2),подставив в него вместо тока IЭего значение из (4.4): IК=h21Б(IK+IБ)+IКБО, откуда следует IК=IБh21Б/(1-h21Б)+IКБО/(1-h21Б) (4.6)

Параметр h21Э=h21Б/(1-h21Б) наз. статическим коэффициентом передачи тока базы. При h21Б=0,95…0,99 значения h21Элежат в пределах 19…99.Т.о. (4.6) можно представить в виде IK=h21ЭIБ+(1+h21Э)IКБО. (4.7)

Из (4.7) слелует, что неуправляемый обратный ток коллектора IКЭО=(1+h21Э)IКБОв схеме ОЭ в (1+h21Э) раз больше неуправляемого обратного тока коллектора в схеме ОБ.

В схеме ОК общим электродом явл. к.(рис.4.6). Входным током, как и в схеме ОЭ, явл. ток базы IБ, а выходным-ток э. IЭ. Для установления связи между токами IЭи IБвоспользуемся (4.4), подставив вместо тока IKего значение из (4.7): IЭ=IK+IБ=h21ЭIБ+(1+h21Э)IКБО+IБ=(1+h21Э)IБ+(1+h21Э)IКБО (4.8)

Из сравнения (4.8) и (4.7) следует, что входной ток в схеме ОК отличается от выходного тока в схеме ОЭ на ток базы IБ.

Рис. 1 Рис. 2Рис. 3Рис. 4

различных типов транзисторов и их применения

Транзистор является активным компонентом и используется во всех электронных схемах. Они используются как усилители и коммутационные аппараты. В качестве усилителей они используются в каскадах высокого и низкого уровня, частотных каскадах, генераторах, модуляторах, детекторах и в любой цепи, которая должна выполнять определенную функцию. В цифровых схемах они используются как переключатели. В мире существует огромное количество производителей, которые производят полупроводники (транзисторы являются членами этого семейства устройств), поэтому существует ровно тысячи различных типов.Существуют транзисторы малой, средней и большой мощности, для работы с высокими и низкими частотами, для работы с очень большим током или высоким напряжением. В этой статье дается обзор того, что такое транзистор, различных типов транзисторов и их применения.

Различные типы транзисторов

Транзистор - это электронное оборудование. Он сделан через полупроводник p- и n-типа. Когда полупроводник помещается в центре между полупроводниками одного типа, такое устройство называется транзисторами.Можно сказать, что транзистор - это комбинация двух диодов, соединенных спина к спине. Транзистор - это устройство, которое регулирует ток или напряжение и действует как кнопка или затвор для электронных сигналов. Транзисторы состоят из трех слоев полупроводникового устройства, каждый из которых может перемещать ток. Полупроводник - это такой материал, как германий и кремний, который проводит электричество «полуинтузиазмом». Это где-то между настоящим проводником, таким как медь, и изолятором (похожим на пластик, обернутый грубо обернутыми проводами).


Символ транзистора

Показана схематическая форма транзисторов n-p-n и p-n-p. В схеме соединения используется нарисованная форма. Символ стрелки определяет ток эмиттера. В соединении n-p-n мы идентифицируем поток электронов в эмиттер. Это означает, что из эмиттера течет консервативный ток, как показано исходящей стрелкой. Точно так же можно видеть, что для соединения p-n-p консервативный ток течет в эмиттер, как показано направленной внутрь стрелкой на рисунке.

Transistors Symbols Transistors Symbols Обозначения транзисторов

Существует так много типов транзисторов, каждый из которых различается по своим характеристикам, и каждый имеет свои преимущества и недостатки. Некоторые типы транзисторов используются в основном для коммутации. Остальные могут использоваться как для переключения, так и для усиления. Тем не менее, другие транзисторы относятся к особой группе, например, фототранзисторы, которые реагируют на количество падающего на них света, создавая ток через него. Ниже приведен список различных типов транзисторов; мы рассмотрим характеристики, которые создают их каждый.

Биполярный переходной транзистор (BJT)

Биполярный переходный транзистор - это транзисторы, которые состоят из 3-х областей: базы, коллектора и эмиттера.Транзисторы с биполярным соединением, различные полевые транзисторы, являются устройствами с регулируемым током. Небольшой ток, поступающий в базовую область транзистора, вызывает гораздо больший ток, протекающий от эмиттера к области коллектора. Биполярные транзисторы бывают двух основных типов: NPN и PNP. NPN-транзистор - это транзистор, в котором основным носителем тока являются электроны. Электроны, протекающие от эмиттера к коллектору, составляют основу большей части тока, протекающего через транзистор. Остальные типы заряда - дырки - составляют меньшинство.На транзисторах PNP все наоборот. В транзисторах PNP основной носитель тока - это дырки.

Bipolar Junction Transistor pins Bipolar Junction Transistor pins Контакты биполярного переходного транзистора
Полевой транзистор

Полевой транзистор состоит из трех областей: затвора, истока и стока. Различные биполярные транзисторы, полевые транзисторы - это устройства, управляемые напряжением. Напряжение, подаваемое на затвор, управляет током, протекающим от истока к стоку транзистора. Полевые транзисторы имеют очень высокий входной импеданс, от нескольких мегамом (МОм) до гораздо больших значений.Из-за этого высокого входного импеданса через них проходит очень небольшой ток. (Согласно закону Ома, на ток обратно пропорционально влияет значение импеданса цепи. Если импеданс высокий, ток очень низкий.) Таким образом, оба полевых транзистора потребляют очень небольшой ток от источника питания цепи.

PCBWay PCBWay
Field Effect Transistor Field Effect Transistor Полевой транзистор

Таким образом, это идеальный вариант, поскольку они не нарушают работу силовых элементов исходной схемы, к которым они подключены. Они не приведут к перегрузке источника питания.Недостатком полевых транзисторов является то, что они не обеспечивают такое же усиление, какое можно получить от биполярных транзисторов. Биполярные транзисторы лучше в том, что они обеспечивают большее усиление, хотя полевые транзисторы лучше в том, что они вызывают меньшую нагрузку, дешевле и проще в производстве. Полевые транзисторы бывают двух основных типов: полевые транзисторы JFET и полевые МОП-транзисторы. JFET и MOSFET очень похожи, но MOSFET имеют даже более высокие значения входного импеданса, чем JFET. Это вызывает еще меньшую нагрузку в цепи.

Биполярный транзистор с гетеропереходом (HBT)

Биполярные транзисторы с гетеропереходом AlgaAs / GaAs (HBT) используются для цифровых и аналоговых микроволновых приложений с частотами вплоть до Ku-диапазона. HBT могут обеспечивать более высокие скорости переключения, чем кремниевые биполярные транзисторы, в основном из-за пониженного сопротивления базы и емкости между коллектором и подложкой. Обработка HBT требует менее сложной литографии, чем полевые транзисторы GaAs, поэтому производство HBT бесценно и может обеспечить лучший литографический выход.

Эта технология также может обеспечить более высокое напряжение пробоя и более простое широкополосное согласование импеданса, чем полевые транзисторы на основе GaAs. При оценке Si-транзисторов с биполярным переходом (BJT), HBT демонстрируют лучшее представление с точки зрения эффективности инжекции эмиттера, сопротивления базы, емкости база-эмиттер и частоты среза. Они также обладают хорошей линейностью, низким фазовым шумом и высоким КПД. HBT используются как в прибыльных, так и в высоконадежных приложениях, таких как усилители мощности в мобильных телефонах и лазерные драйверы.

Транзистор Дарлингтона

Транзистор Дарлингтона, который иногда называют «парой Дарлингтона», представляет собой схему транзистора, состоящую из двух транзисторов. Его изобрел Сидни Дарлингтон. Он похож на транзистор, но имеет гораздо большую способность к увеличению тока. Схема может состоять из двух дискретных транзисторов или находиться внутри интегральной схемы. Параметр hfe для транзистора Дарлингтона - это hfe каждого транзистора, умноженные друг на друга. Схема полезна в усилителях звука или в датчике, который измеряет очень небольшой ток, который проходит через воду.Он настолько чувствителен, что может улавливать ток через кожу. Если вы подключите его к куску металла, вы можете построить сенсорную кнопку.

Darlington Transistor Darlington Transistor Транзистор Дарлингтона
Транзистор Шоттки

Транзистор Шоттки представляет собой комбинацию транзистора и диода Шоттки, которая предотвращает насыщение транзистора за счет отклонения крайнего входного тока. Его также называют транзистором с зажимом Шоттки.

Schottky Transistor Schottky Transistor Транзистор Шоттки
Транзистор с несколькими эмиттерами

Транзистор с несколькими эмиттерами - это специализированный биполярный транзистор, часто используемый в качестве входов логических элементов логики транзисторных транзисторов (TTL) NAND.Входные сигналы подаются на излучатели. Ток коллектора перестает течь просто, если все эмиттеры управляются логическим высоким напряжением, таким образом выполняя логический процесс NAND с использованием одного транзистора. Транзисторы с несколькими эмиттерами заменяют диоды DTL и позволяют сократить время переключения и рассеиваемую мощность.

Multi-Emmiter Transistor Multi-Emmiter Transistor Многоэмиттерный транзистор
МОП-транзистор с двумя затворами

Одной из разновидностей МОП-транзистора, который особенно популярен в нескольких ВЧ-приложениях, является МОП-транзистор с двумя затворами.МОП-транзистор с двойным затвором используется во многих радиочастотных и других приложениях, где требуются два управляющих затвора последовательно. МОП-транзистор с двойным затвором по сути является формой МОП-транзистора, в котором два затвора расположены по длине канала один за другим.

Dual Gate Mosfet Dual Gate Mosfet Dual Gate Mosfet

Таким образом, оба затвора влияют на уровень тока, протекающего между истоком и стоком. Фактически, работа полевого МОП-транзистора с двойным затвором может рассматриваться как работа двух последовательно соединенных полевых МОП-транзисторов. Оба затвора влияют на общую работу MOSFET и, следовательно, на выход.МОП-транзистор с двойным затвором может использоваться во многих приложениях, включая ВЧ-смесители / умножители, ВЧ-усилители, усилители с регулировкой усиления и т.п.

Соединительный полевой транзистор

Переходный полевой транзистор (JUGFET или JFET) не имеет PN-переходов, но вместо него имеет узкую часть полупроводникового материала с высоким удельным сопротивлением, образующего «канал» кремния N-типа или P-типа. для протекания большинства носителей с двумя омическими электрическими соединениями на каждом конце, обычно называемыми стоком и источником соответственно.Существует две основные конфигурации полевого транзистора с N-каналом JFET и P-канальный JFET. Канал N-канального JFET легирован донорными примесями, что означает, что ток через канал отрицательный (отсюда и термин N-канал) в форме электронов.

Juntion FET Transistor Juntion FET Transistor Juntion FET-транзистор
Лавинный транзистор

Лавинный транзистор - это биполярный переходной транзистор, предназначенный для обработки в области характеристик напряжения коллектор-ток / коллектор-эмиттер за пределами напряжения пробоя между коллектором-эмиттером, что называется лавинным область поломки.Эта область характеризуется лавинным пробоем, аналогичным таунсендовскому разряду для газов, и отрицательным дифференциальным сопротивлением. Работа в области лавинного пробоя называется работой в лавинном режиме: она дает лавинным транзисторам возможность коммутировать очень высокие токи с временем нарастания и спада менее наносекунд (время перехода).

Транзисторы, специально не предназначенные для этой цели, могут иметь достаточно стабильные лавинные свойства; например, 82% образцов 15-вольтового высокоскоростного переключателя 2N2369, изготовленных в течение 12-летнего периода, были способны генерировать лавинообразные импульсы пробоя с временем нарастания 350 пс или меньше, используя источник питания 90 В, как пишет Джим Уильямс.

Диффузионный транзистор

Диффузионный транзистор - это биполярный переходной транзистор (BJT), образованный диффузией легирующих примесей в полупроводниковую подложку. Процесс диффузии был реализован позже, чем процессы соединения сплавов и выращивания соединений для изготовления BJT. Bell Labs разработала первый прототип диффузионных транзисторов в 1954 году. Первоначальные диффузионные транзисторы были транзисторами с диффузной базой. У этих транзисторов все еще были эмиттеры из сплава, а иногда и коллекторы из сплава, как в более ранних транзисторах с переходом из сплава.В подложку распылялась только основа. Иногда коллектор производился из подложки, но в транзисторах, таких как диффузионные транзисторы из микросплавов Philco, подложка была основной частью базы.

Применение транзисторов

Соответствующее применение силовых полупроводников требует понимания их максимальных номиналов и электрических характеристик, информация, которая представлена ​​в технических характеристиках устройства. В надлежащей практике проектирования используются пределы, указанные в таблицах данных, а не информация, полученная из небольших партий образцов.Рейтинг - это максимальное или минимальное значение, ограничивающее возможности устройства. Действия с превышением номинального значения могут привести к необратимой деградации или отказу устройства. Максимальные рейтинги означают экстремальные возможности устройства. Их нельзя использовать в качестве конструктивных обстоятельств.

Характеристика - это мера производительности устройства в отдельных условиях эксплуатации, выраженная минимальными, характеристическими и / или максимальными значениями или отображаемая графически.

Таким образом, это все о том, что такое транзистор, а также о различных типах транзисторов и их применениях.Мы надеемся, что вы лучше понимаете эту концепцию или реализуете проекты в области электрики и электроники, пожалуйста, дайте свои ценные предложения, комментируя в разделе комментариев ниже. Вот вам вопрос, какова основная функция транзистора?

Фото:

.

Введение в транзисторы - типы, режимы объединения и преимущества

Введение в транзисторы:

Раньше критическим и важным компонентом электронного устройства была электронная лампа; это электронная трубка, используемая для контроля электрического тока. Электронные лампы работали, но они громоздкие, требуют более высоких рабочих напряжений, высокого энергопотребления, дают более низкий КПД, а катодные материалы, излучающие электроны, расходуются в работе. Итак, это привело к нагреву, который сократил срок службы самой трубки.Чтобы преодолеть эти проблемы, Джон Бардин, Уолтер Браттейн и Уильям Шокли изобрели транзистор в Bell Labs в 1947 году. Это новое устройство было гораздо более элегантным решением для преодоления многих фундаментальных ограничений электронных ламп.

Транзистор - это полупроводниковый прибор, который может как проводить, так и изолировать. Транзистор может действовать как переключатель и усилитель. Он преобразует звуковые волны в электронные волны и резисторы, управляя электронным током. Транзисторы имеют очень долгий срок службы, меньше по размеру, могут работать от источников более низкого напряжения для большей безопасности и не требуют тока накала.Первый транзистор был изготовлен из германия. Транзистор выполняет ту же функцию, что и триод для вакуумной лампы, но с использованием полупроводниковых переходов вместо нагретых электродов в вакуумной камере. Это фундаментальный строительный блок современных электронных устройств, который можно найти повсюду в современных электронных системах.


Основы транзисторов:

Транзистор - это трехконтактное устройство. А именно

  • База: отвечает за активацию транзистора.
  • Коллектор: это положительный провод.
  • Излучатель: это отрицательный провод.

Основная идея транзистора заключается в том, что он позволяет вам управлять потоком тока через один канал, изменяя интенсивность гораздо меньшего тока, протекающего через второй канал.

Типы транзисторов:

Существуют два типа транзисторов; это биполярные переходные транзисторы (BJT), полевые транзисторы (FET). Между базой и эмиттером протекает небольшой ток; клемма базы может управлять большим током между клеммами коллектора и эмиттера.Для полевого транзистора он также имеет три вывода: затвор, исток и сток, а напряжение на затворе может управлять током между истоком и стоком. Простые схемы BJT и FET показаны на рисунке ниже:

Bipolar Junction Transistor(BJT) Bipolar Junction Transistor(BJT) Биполярный переходный транзистор (BJT) Field Effect Transistors(FET) Field Effect Transistors(FET) Полевые транзисторы (FET)

Как видите, транзисторы бывают разных размеров и формы. Все эти транзисторы объединяет то, что у каждого из них по три вывода.

PCBWay PCBWay
  • Биполярный переходной транзистор:

Биполярный переходный транзистор (БЮТ) имеет три клеммы, подключенные к трем легированным полупроводниковым областям. Поставляется двух типов: P-N-P и N-P-N.

Транзистор P-N-P, состоящий из слоя полупроводника, легированного азотом, между двумя слоями материала, легированного фосфором. Входящий в коллектор базовый ток усиливается на его выходе.

То есть, когда транзистор PNP включен, когда его база опущена относительно эмиттера.Стрелки на транзисторе PNP обозначают направление тока, когда устройство находится в активном режиме пересылки.

PNP working diagram PNP working diagram

Транзистор N-P-N, состоящий из слоя полупроводника, легированного P, между двумя слоями материала, легированного азотом. Усиливая ток базы, мы получаем высокий ток коллектора и эмиттера.

То есть, когда транзистор NPN включен, когда его база опущена относительно эмиттера. Когда транзистор находится во включенном состоянии, ток проходит между коллектором и эмиттером транзистора.На основе неосновных носителей в области P-типа электроны движутся от эмиттера к коллектору. Это позволяет больший ток и более быструю работу; по этой причине большинство используемых сегодня биполярных транзисторов являются NPN.

NPN working diagram NPN working diagram
  • Полевой транзистор (FET):

Полевой транзистор представляет собой униполярный транзистор, для проводимости используются полевые транзисторы с N-каналом или P-каналом. Три вывода полевого транзистора - это исток, затвор и сток. Базовые n-канальные и p-канальные полевые транзисторы показаны выше.Для n-канального полевого транзистора устройство выполнено из материала n-типа. Между истоком и стоком материал этого типа действует как резистор.

Этот транзистор контролирует положительные и отрицательные носители дырок или электронов. Канал полевого транзистора формируется перемещением положительных и отрицательных носителей заряда. Канал полевого транзистора из кремния.

Существует много типов полевых транзисторов, полевых МОП-транзисторов, полевых транзисторов и т. Д. Полевые транзисторы используются в малошумящих усилителях, буферных усилителях и аналоговых переключателях.

Смещение биполярного переходного транзистора

Diode NPN-PNP Diode NPN-PNP

Транзисторы являются наиболее важными полупроводниковыми активными устройствами, необходимыми почти для всех схем. Они используются как электронные переключатели, усилители и т. Д. В схемах. Транзисторы могут быть NPN, PNP, FET, JFET и т. Д., Которые имеют разные функции в электронных схемах. Для правильной работы схемы необходимо смещение транзистора с помощью резисторных цепей. Рабочая точка - это точка на выходных характеристиках, которая показывает напряжение коллектор-эмиттер и ток коллектора при отсутствии входного сигнала.Рабочая точка также известна как точка смещения или точка Q (точка покоя).

Под смещением подразумеваются резисторы, конденсаторы или напряжение питания и т. Д. Для обеспечения надлежащих рабочих характеристик транзисторов. Смещение постоянного тока используется для получения постоянного тока коллектора при определенном напряжении коллектора. Значение этого напряжения и тока выражается через точку Q. В конфигурации транзисторного усилителя IC (max) - это максимальный ток, который может протекать через транзистор, а VCE (max) - это максимальное напряжение, приложенное к устройству.Чтобы транзистор работал в качестве усилителя, к коллектору необходимо подключить нагрузочный резистор RC. Смещение устанавливает рабочее напряжение и ток постоянного тока на правильный уровень, чтобы входной сигнал переменного тока мог должным образом усиливаться транзистором. Правильная точка смещения находится где-то между полностью включенным или полностью выключенным состояниями транзистора. Эта центральная точка является точкой Q, и если транзистор правильно смещен, точка Q будет центральной рабочей точкой транзистора. Это помогает выходному току увеличиваться и уменьшаться по мере того, как входной сигнал проходит через полный цикл.

Для установки правильной точки Q транзистора используется резистор коллектора, чтобы установить ток коллектора на постоянное и устойчивое значение без какого-либо сигнала в его базе. Эта устойчивая рабочая точка постоянного тока задается значением напряжения питания и сопротивлением смещения базы. Резисторы смещения базы используются во всех трех конфигурациях транзисторов, таких как конфигурации с общей базой, общим коллектором и общим эмиттером.

TRANSISTOR-BIASING-1 TRANSISTOR-BIASING-1 Transistor Transistor

Режимы смещения:

Ниже приведены различные режимы смещения базы транзистора:

1.Смещение тока:

Как показано на рисунке 1, два резистора RC и RB используются для установки смещения базы. Эти резисторы устанавливают начальную рабочую область транзистора с фиксированным током смещения.

Транзистор смещает в прямом направлении с положительным напряжением смещения базы через RB. Прямое падение напряжения база-эмиттер составляет 0,7 В. Следовательно, ток через RB равен I B = (V cc - V BE ) / I B

2. Смещение обратной связи:

Рис.2 показано смещение транзистора с помощью резистора обратной связи. Смещение базы получается из напряжения коллектора. Коллекторная обратная связь обеспечивает постоянное смещение транзистора в активной области. Когда ток коллектора увеличивается, напряжение на коллекторе падает. Это уменьшает базовый привод, что, в свою очередь, снижает ток коллектора. Такая конфигурация обратной связи идеальна для транзисторных усилителей.

3. Смещение с двойной обратной связью:

На рис.3 показано, как смещение достигается с помощью резисторов с двойной обратной связью.

За счет использования двух резисторов RB1 и RB2 повышается стабильность в отношении вариаций бета за счет увеличения тока, протекающего через резисторы смещения базы. В этой конфигурации ток в RB1 равен 10% тока коллектора.

4. Смещение делителя напряжения:

На рис. 4 показано смещение делителя напряжения, в котором два резистора RB1 и RB2 подключены к базе транзистора, формируя сеть делителя напряжения. Смещения транзистора возникают из-за падения напряжения на RB2.Такая конфигурация смещения широко используется в схемах усилителя.

5. Двойное смещение базы:

На рис.5 показана двойная обратная связь для стабилизации. Он использует как эмиттерную, так и коллекторную обратную связь для улучшения стабилизации за счет управления током коллектора. Значения резистора следует выбирать так, чтобы падение напряжения на резисторе эмиттера составляло 10% от напряжения питания, а ток через RB1 - 10% от тока коллектора.

Преимущества транзистора:

  1. Меньшая механическая чувствительность.
  2. Более низкая стоимость и меньший размер, особенно в схемах слабого сигнала.
  3. Низкое рабочее напряжение для большей безопасности, снижения затрат и уменьшения зазоров.
  4. Чрезвычайно долгий срок службы.
  5. Катодный нагреватель не потребляет электроэнергию.
  6. Быстрое переключение.

Он может поддерживать дизайн схем дополнительной симметрии, что невозможно с электронными лампами. Если у вас есть какие-либо вопросы по этой теме или электрическим и электронным проектам, оставьте комментарии ниже.

.

транзисторов - мир современных электронов | ОРЕЛ

Добро пожаловать в мир современной электроники! У нас есть самопосадочные ракетные корабли, дроны, которые доставят посылки к вашему порогу за считанные минуты, и вездеходы, прочесывающие самые дальние уголки нашей галактики. Без знаменитого транзистора ни одно из этих современных чудес не было бы возможным! Миллионы этих транзисторов втиснуты в микропроцессор, питающий ваш компьютер, но что, черт возьми, они там делают?

Давай узнаем.

Просто прославленный коммутатор?

Транзистор сравнивают с простым переключателем, но не обманывайтесь; это гораздо больше. Транзистор выполняет две важные задачи, в том числе:

Усиливающий ток

Транзистор может взять небольшой ток и превратить его в большой! Подумайте о слуховых аппаратах; они содержат миниатюрный микрофон, который улавливает звук из повседневной среды, который затем поглощается транзистором и превращается в мощный звук, который может слышать больное человеческое ухо.Мой дедушка передает привет, Транзистор.

First-Hearing-Aid

Ой, как далеко продвинулся слуховой аппарат, благодаря транзистору. (Источник изображения)

Ток переключения

Транзисторы

также работают как мощный переключатель, позволяя току течь только при соблюдении определенных условий. Когда току разрешено протекать, это создает состояние «включено» или 1. Когда ток не может протекать, транзистор находится в состоянии «выключено», или 0. Эта двоичная система единиц и нулей формирует строительные блоки для нашего мира современной электроники.

The-Matrix-Code

Эта знаменитая сцена из «Матрицы» обретает новую жизнь, когда вы понимаете, как транзисторы делают это возможным! (Источник изображения)

Как заставить транзистор работать

Если сложить два диода, то получится транзистор! Транзисторы имеют три терминала, каждый из которых выполняет свои специализированные функции. В демонстрационных целях мы сосредоточимся на транзисторе NPN. Мы объясним более подробно ниже.

  • База. База отвечает за контроль того, может ли ток течь через транзистор при подаче питания.Вы можете думать о нем как о привратнике.
  • Коллекционер. Когда на базу подается питание, ток коллектора может течь по направлению к эмиттеру.
  • Эмиттер. Эмиттер принимает электрический ток, который может послать коллектор, для использования в других частях вашей цепи.
transistor-current-explanation

Простая схема, показывающая, как база позволяет току течь от эмиттера к коллектору. (Источник изображения)

Небольшое количество электрического тока, которое получает база, открывает ток от коллектора, чтобы выпустить его (больший) ток.Сбрасывает весь накопленный ток на эмиттер, запитывая другие части вашей цепи.

Но если убрать источник тока с базы, то между коллектором и эмиттером не будет протекать ток. Этот процесс как управления током, так и его усиления между базой и эмиттером - вот что делает транзистор действительно уникальным компонентом.

Другой легированный компонент

Как и его младший брат диод, транзистор представляет собой еще один полупроводниковый компонент, сделанный из кремния.Что такое полупроводник? Это материал, который находится где-то посередине между проводником (материалом, через который нравится течь электричеству) и изолятором (материалом, которого избегает электричество). Похоже на нерешительность, правда?

Semiconductor

Полупроводники бывают разных форм и размеров в промышленных формах, как эта интегральная схема. (Источник изображения)

Добавляя примеси к полупроводникам, известное как легирование, мы можем добиться уникального поведения этих материалов.Например:

  • Создание кремния N-типа. Допирование кремния химическим элементом мышьяком, фосфором или сурьмой даст нашему кремнию дополнительные электроны, позволяя ему проводить электрический ток. Это создает кремний n-типа.
  • Создание кремния P-типа. Допирование кремния химическими элементами бором, галлием или алюминием лишает кремний свободных электронов, притягивая внешние электроны. Это создает кремний p-типа.
  • Создание транзисторов. Когда вы соединяете эти два типа кремния, рождаются транзисторы! Они объединены в «кремниевый сэндвич», который позволяет току течь интересными способами.

Теперь у нас есть сырые ингредиенты для транзистора, кремний n-типа и кремний p-типа, но как они вместе образуют этот компонент? Есть два способа сделать транзистор:

Транзисторы NPN

Эти транзисторы создаются, когда вы соединяете три слоя кремния, включая два кремния n-типа и один кремний p-типа.N-типы служат коллектором и эмиттером, а p-тип - базой. Все это вместе формирует так называемый NPN-транзистор. В этих транзисторах электроны переходят от эмиттера к коллектору после получения разрешения от базы.

Транзисторы PNP

Эти транзисторы рождаются, когда вы объединяете вместе еще три слоя кремния, только в другой комбинации. В этом случае мы имеем два силикона p-типа и один кремний n-типа.Эта комбинация создает эффект, обратный NPN-транзистору, где вместо того, чтобы посылать ток на эмиттер, коллектор посылает положительно заряженные «дыры» на коллектор. Вы можете думать об этих дырах как о пустых пространствах, в которых нет электронов.

NPN-and-PNP-Transistors

Простой способ визуализировать, как кремний сложен вместе в транзисторе.

Типы транзисторов, которые вы встретите

Во время своего путешествия в мир электроники вы обязательно столкнетесь с двумя основными типами транзисторов - биполярным переходным транзистором (BJT) и полевым транзистором (FET).Давайте посмотрим на каждый:

Биполярный переходной транзистор (BJT)

Это транзистор, о котором мы говорили во всех наших примерах. Он поставляется в двух версиях, NPN и PNP, и имеет три клеммы, базу, эмиттер и коллектор. Вам знаком схематический символ ниже? Если диод пришел в голову, значит вы уже близко! Три клеммы соединительных транзисторов будут обозначены стрелкой, показывающей, в каком направлении будет течь ток.

NPN-PNP-Transistor-Symbols

Транзисторы NPN и PNP, обратите внимание, как стрелка показывает поток тока для каждого из них.

В NPN-транзисторе все, что вам нужно, - это приложить к базе напряжение около 0,7 В, чтобы получить огромный скачок тока, протекающего через коллектор к эмиттеру. Это включит транзистор, создав двоичную единицу.

Полевой транзистор (FET)

Полевой транзистор появился на свет после BJT, и, хотя у него три вывода, они названы немного по-другому.У вас есть вентиль , который похож на базу, источник , который аналогичен коллектору, и, наконец, сток , который похож на эмиттер. Этот тип транзисторов также включает слои кремния n-типа и p-типа, но они покрыты слоями металлов и ионов кислорода, что дало этому транзистору уникальное название MOSFET (полевой транзистор на основе оксида металла и полупроводника). Это полный рот!

Field-Effect-Transistor-FET

Два типа полевых транзисторов, n-канальный и p-канальный.(Источник изображения)

В этом типе транзистора подача положительного напряжения на затвор позволяет электронам проходить через очень тонкий канал между истоком и стоком. И хотя этот процесс визуально отличается, это тот же основной принцип: небольшое количество тока позволяет протекать большему источнику тока.

MOSFET-Off

Эго и рождение транзистора

Изобретение было создано в недрах лабораторий Белла в Нью-Джерси тремя физиками, Джоном Бардином, Уолтером Браттейном и Уильямом Шокли.Команда была собрана под руководством Шокли для разработки замены ненадежной вакуумной лампы, которая использовалась для усиления сигналов в телефонной системе США.

С этим трио дела идут некрасиво.

Bardeen-Shockley-Brattain

Три блестящих физика работают над заменой вакуумной лампы. (Источник изображения)

Во-первых, и Бардин, и Браттейн ушли работать самостоятельно, создав то, что мы теперь знаем как первый транзистор с точечным контактом, 16 декабря 1947 года.Они намеренно исключили Шокли из всего процесса, и, возможно, по уважительной причине, поскольку он, как сообщается, был немного придурком.

Конечно, Шокли был расстроен тем, что его оставили в стороне, так что же он сделал? Он заперся в гостиничном номере на несколько дней с карандашом и бумагой, а позже изложил теорию известного теперь переходного транзистора, который был гораздо более технологичен, чем точечный транзистор.

Шокей - 1, Бардин и Браттейн - 0.

First-Transistor-Germanium

Не очень гламурный первый транзистор, созданный на пластине германия.(Источник изображения)

В конце концов, все трое этих джентльменов получили признание за изобретение транзистора. Шокли даже основал свою собственную компанию по производству полупроводников, Shockley Semiconductor Laboratory, и после серьезной ссоры с некоторыми из его сотрудников, Intel и Fairchild Semiconductor родились после компании Шокли.

Bell Labs и не только

С момента своего создания в Bell Labs транзистор имеет дикая и безумная история.Промышленные транзисторы использовались в качестве усилителей, и именно в 1952 году стали доступны первые транзисторные слуховые аппараты. Но это не совсем помогло производителям и потребителям, которые по-прежнему считали технологию электронных ламп единственным вариантом усиления.

Transistor-hearing-aids

Обратите внимание на разницу в размерах! Первый транзисторный слуховой аппарат (вверху) и ламповый слуховой аппарат (внизу). (Источник изображения)

vacuum-tube-hearing-aids

Это восприятие вскоре изменилось, когда в радио появились транзисторы.Звуки можно было послать через микрофон, превратить в электрическую цепь и усилить с помощью транзистора, чтобы создать довольно удивительные звуки в таком маленьком корпусе.

Настоящим гвоздем в гроб для электронных ламп стал карманный радиоприемник, разработанный Texas Instruments в 1954 году и получивший название Regency TR-1. Этому миниатюрному радиоприемнику требовалось несколько новых деталей, чтобы поместиться в такой маленький корпус, включая тщательно спроектированные динамики, конденсаторы и, конечно же, транзисторы.

Благо вся эта инженерия?

Texas Instruments доказала, что транзисторы могут быть массовыми и экономичными.И такие компании, как Emerson, General Electric и Raytheon, наконец, начали серьезно относиться к транзисторам.

World-First-Pocket-Radio

Первое в мире карманное радио, которое стало возможным благодаря транзистору. (Источник изображения)

1954 г. ознаменовал замену кремния в качестве предпочтительного материала для производства транзисторов, который оказался более надежным и менее дорогим в производстве, чем транзисторы на основе германия. Развитие продолжалось в течение 60-х годов, и в 1970-х годах появился первый MOSFET-транзистор, основанный на успехе переходного транзистора Уильяма Шокли.

Что ждет транзисторы в будущем?

Что ж, это еще предстоит выяснить. В настоящее время ученые работают над первым в мире молекулярным транзистором, состоящим из одной молекулы бензола. Этот тип транзисторов не выделяет столько тепла, сколько наши современные кремниевые транзисторы.

Мы также пытаемся заменить кремний графеном, который может переносить электроны намного быстрее, чем кремний. Единственное зависание? Мы все еще не можем придумать, как надежно производить графен.Если мы сможем заставить его работать по разумной цене, графен сделает наши компьютерные процессоры в 1000 раз быстрее, чем кремний.

Роль транзисторов в вычислительной технике

Давайте вернемся в настоящее, чтобы понять, как транзисторы полностью изменили компьютеры в двух областях - логике и памяти.

Транзисторы и логика

Соединив множество транзисторов вместе, вы можете создать нечто, называемое логическим вентилем. Это позволяет сравнивать входящие токи и отправлять разные выходы в зависимости от запрограммированной логики.

Эти логические элементы позволяют компьютеру принимать решения с помощью булевой алгебры. Если вы пробовали программировать, они должны быть вам знакомы, включая логические значения, такие как AND, OR, NOT и т. Д. Объединение всей этой логики вместе - вот что заставляет наше компьютерное программное обеспечение работать, предоставляя серию инструкций для наших компьютеров. .

Транзисторы и память

Транзисторы

также используются для питания всей памяти в наших компьютерах. Подключив логические элементы по определенному шаблону, вы можете создать выходные соединения, которые обратятся во входные соединения.Это создает своего рода схему, при которой транзисторы будут оставаться включенными даже после того, как их базовый ток будет снят, оставляя транзистор в так называемом стабильном состоянии: включено или выключено. Умножьте это на миллионы или миллиарды транзисторов со стабильным состоянием, и вскоре вы обнаружите, что постоянно включаются и отключаются транзисторы, которые могут хранить данные как в виде единиц, так и нулей.

Они идут меньше, но где они остановятся, никто не знает!

Появившись всего около 70 лет назад, транзисторы пережили изрядную поездку, увеличившись с десятков до сотен, а теперь даже миллионов и миллиардов транзисторов в наших повседневных вычислительных устройствах! Эти полупроводниковые компоненты завершают наш взгляд на увлекательный мир активных компонентов, которые играют динамическую роль в развитии наших электронных разработок.

Можем ли мы продолжать использовать все больше и больше транзисторов в наших интегральных схемах, как гласит закон Мура? Мы начинаем достигать физических пределов кремния и электронов. Похоже, пора вложить деньги в исследования и разработки в области графена и фотонов. Мир современной электроники ждет!

Знаете ли вы, что Autodesk EAGLE предлагает массу бесплатных библиотек транзисторов, готовых к использованию? Попробуйте Autodesk EAGLE бесплатно сегодня, чтобы начать работу!

.

различных типов транзисторов и их работа

Поскольку наш мозг состоит из 100 миллиардов клеток, называемых нейронами, которые используются, чтобы думать и запоминать вещи. Как и у компьютера, есть миллиарды крошечных клеток мозга, называемых , транзисторы . Он состоит из экстракта химического элемента из песка, называемого кремнием. Транзисторы радикально меняют теорию электроники, поскольку она была разработана более полувека назад Джоном Бардином, Уолтером Браттейном и Уильямом Шокли.

Итак, мы расскажем, как они работают или что они собой представляют на самом деле?

Что такое транзисторы?

Эти устройства сделаны из полупроводникового материала, который обычно используется для усиления или переключения, его также можно использовать для управления потоком напряжения и тока.Он также используется для усиления входных сигналов в выходной сигнал экстента. Транзистор обычно представляет собой твердотельное электронное устройство, состоящее из полупроводниковых материалов. Электронная циркуляция тока может быть изменена добавлением электронов. Этот процесс приводит к изменениям напряжения, которые пропорционально влияют на многие изменения выходного тока, вызывая усиление. Не все, но большинство электронных устройств содержат один или несколько типов транзисторов. Некоторые транзисторы размещаются индивидуально или обычно в интегральных схемах, которые различаются в зависимости от их состояния применения.

«Транзистор представляет собой компонент типа насекомого на трех лапах, который размещается по отдельности в некоторых устройствах, но в компьютерах он упакован внутри миллионами чисел в небольших микрочипах»

Symbol and pin diagram of npn and pnp transistor

Из чего состоит транзистор?

Транзистор состоит из трех слоев полупроводника, способных удерживать ток. Электропроводящий материал, такой как кремний и германий, обладает способностью переносить электричество между проводниками и изолятором, который был заключен в пластиковые провода.Полупроводниковые материалы обрабатываются с помощью некоторой химической процедуры, называемой легированием полупроводника. Если кремний легирован мышьяком, фосфором и сурьмой, он получит некоторые дополнительные носители заряда, то есть электроны, известные как N-типа или отрицательный полупроводник , тогда как если кремний легирован другими примесями, такими как бор, галлий, алюминий, он получит меньше носителей заряда, то есть дырок, известных как P-типа или положительный полупроводник .

Transistors Layers

Как работает транзистор?

Принцип работы - это основная часть понимания того, как использовать транзистор или как он работает? В транзисторе три клеммы:

База: Дает базу для электродов транзистора.

Эмиттер : Эмитент носителей заряда.

Сборщик : Носители заряда, собранные этим.

Если транзистор имеет тип NPN , нам необходимо приложить напряжение 0,7 В для его запуска, и когда напряжение, приложенное к выводу базы, транзистор включается, что является условием прямого смещения , и ток начинает течь через коллектор до эмиттер (также называемый областью насыщения). Когда транзистор находится в состоянии с обратным смещением или вывод базы заземлен или на нем отсутствует напряжение, транзистор остается в состоянии ВЫКЛ и не позволяет току течь от коллектора к эмиттеру (также называемая областью отсечки).

Если транзистор относится к PNP-типу , он обычно находится в состоянии ВКЛ, но не следует говорить о том, что он включен до тех пор, пока вывод базы не будет идеально заземлен. После заземления вывода базы транзистор перейдет в состояние обратного смещения или будет включен. Поскольку питание подается на вывод базы, он перестает проводить ток от коллектора к эмиттеру, и транзистор, как утверждается, находится в состоянии ВЫКЛ или с прямым смещением .

PNP transistor Symbol

Для защиты транзистора мы последовательно подключаем к нему сопротивление, для нахождения значения этого сопротивления используем следующую формулу:

R B = V BE / I B

Различные типы транзисторов:

В основном мы можем разделить транзисторы на две категории Bipolar Junction Transistor (BJT) и Field Effect Transistor (FET) .Далее мы можем разделить его, как показано ниже:

Flowchart of Different types of Transistor

Биполярный переходной транзистор (BJT)

Транзистор с биполярным переходом состоит из легированного полупроводника с тремя выводами: базой, эмиттером и коллектором. В этой процедуре участвуют как дырки, так и электроны. Большой ток, проходящий через коллектор к эмиттеру, переключается путем изменения небольшого тока от базы к выводам эмиттера. Их также называют устройствами , управляемыми током, . NPN и PNP - две основные части BJT, как мы обсуждали ранее. Биполярный транзистор включается путем подачи входного сигнала на базу, потому что у него самый низкий импеданс для всех транзисторов. Коэффициент усиления также самый высокий для всех транзисторов.

типов BJT следующие:

1. NPN транзистор :

В средней области NPN-транзистора, т.е. база p-типа, а две внешние области, то есть эмиттер и коллектор, имеют n-тип.

NPN transistor Structure

В прямом активном режиме транзистор NPN смещен. При использовании источника постоянного тока Vbb переход база-эмиттер будет смещен в прямом направлении. Следовательно, на этом переходе область истощения будет уменьшена. Переход коллектор-база имеет обратное смещение, область истощения перехода коллектор-база будет увеличена. Основными носителями заряда для эмиттера n-типа являются электроны. Переход база-эмиттер смещен в прямом направлении, поэтому электроны движутся к области базы.Следовательно, это вызывает ток эмиттера Ie . Базовая область тонкая и слабо легирована дырками, образуется электронно-дырочная комбинация, и некоторые электроны остаются в базовой области. Это вызывает очень небольшой базовый ток Ib . Коллекторный переход базы смещен в обратном направлении к дыркам в базовой области и электронам в области коллектора, но он смещен вперед к электронам в базовой области. Оставшиеся электроны базовой области, притянутые клеммой коллектора, вызывают тока коллектора Ic. Узнайте больше о транзисторе NPN здесь.

NPN transistor working

2. Транзистор PNP :

В средней области PNP-транзистора, т.е. база n-типа, а две внешние области, то есть коллектор и эмиттер, относятся к p-типу.

PNP transistor Structure

Как мы обсуждали выше, в транзисторе NPN он также работает в активном режиме. Большинство носителей заряда - это дырки для эмиттера p-типа.Для этих отверстий переход базового эмиттера будет смещен вперед и перемещается в базовую область. Это вызывает ток эмиттера Ie . Базовая область тонкая и слабо легирована электронами, образуется электронно-дырочная комбинация, и некоторые дырки остаются в базовой области. Это вызывает очень небольшой базовый ток Ib . Коллекторный переход базы смещен в обратном направлении к отверстиям в области основания и отверстиям в области коллектора, но смещен вперед к отверстиям в области основания. Оставшиеся отверстия базовой области, притянутые клеммой коллектора, вызывают ток коллектора Ic.Узнайте больше о транзисторе PNP здесь.

PNP transistor working

Каковы конфигурации транзисторов?

Как правило, существует три типа конфигураций, и их описания в отношении усиления следующие:

Конфигурация общей базы (CB) : Нет усиления по току, но есть усиление по напряжению.

Общий коллектор (CC) Конфигурация : Он имеет усиление по току, но без усиления по напряжению.

Конфигурация с общим эмиттером (CE) : Он имеет усиление по току и по напряжению.

Общая база транзистора (CB) Конфигурация:

В этой схеме база размещена как общая для входа и выхода. Он имеет низкое входное сопротивление (50-500 Ом). Он имеет высокое выходное сопротивление (1-10 МОм). Напряжение измеряется относительно клемм базы. Таким образом, входное напряжение и ток будут Vbe & Ie, а выходное напряжение и ток будут Vcb & Ic.

  • Коэффициент усиления по току будет меньше единицы, т. Е. alpha (dc) = Ic / Ie
  • Повышение напряжения будет высоким.
  • Прирост мощности будет средним.

Common Base Configuration

Конфигурация транзистора с общим эмиттером (CE):

В этой схеме эмиттер размещен как общий для входа и выхода. Входной сигнал подается между базой и эмиттером, а выходной сигнал - между коллектором и эмиттером. Vbb и Vcc - напряжения. Он имеет высокое входное сопротивление, то есть (500-5000 Ом). У него низкий выходной импеданс, т.е. (50-500 кОм).

  • Коэффициент усиления по току будет высоким (98), т.е. beta (dc) = Ic / Ie
  • Увеличение мощности до 37 дБ.
  • Выходной сигнал будет сдвинут по фазе на 180 градусов.

Common Emitter Configuration

Общий коллектор транзистора Конфигурация:

В этой схеме коллектор размещен как общий для входа и выхода. Это также известно как эмиттер-повторитель. Он имеет высокое входное сопротивление (150-600 кОм) и низкий выходной импеданс (100-1000 Ом).

  • Текущее усиление будет высоким (99).
  • Коэффициент усиления по напряжению будет меньше единицы.
  • Прирост мощности будет средним.

Common Collector Configuration

Полевой транзистор (FET):

Flowchart for types of FET

Полевой транзистор содержит три области, такие как исток, затвор и сток. Они называются устройствами , управляемыми напряжением, , поскольку они контролируют уровень напряжения. Для управления электрическим поведением можно выбрать внешнее электрическое поле, поэтому оно называется полевыми транзисторами .В этом случае ток протекает из-за основных носителей заряда, то есть электронов, поэтому он также известен как однополярный транзистор . Он имеет в основном высокий входной импеданс в мегаомах и низкочастотную проводимость между стоком и истоком, управляемую электрическим полем. Полевые транзисторы высокоэффективны, надежны и менее затратны.

Полевые транзисторы

бывают двух типов: полевые транзисторы (JFET), и , полевые транзисторы на основе оксида металла (MOSFET). Ток проходит между двумя каналами, обозначенными как n-канал и p-канал .

Соединительный полевой транзистор (JFET)

JFET

Переходный полевой транзистор не имеет PN перехода, но вместо полупроводниковых материалов с высоким удельным сопротивлением они образуют кремниевые каналы n и p типа для потока основных носителей заряда с двумя выводами, либо стоком, либо выводом истока. В n-канале поток тока отрицательный, тогда как в p-канале поток тока положительный.

N channel JFET P channel JFET

Работа JFET :

В JFET есть два типа каналов, которые называются: n-канальный JFET и p-канальный JFET

.

N-канальный полевой транзистор:

Здесь мы должны обсудить принцип работы n-канального JFET для двух следующих условий:

Во-первых, когда Vgs = 0,

Подайте небольшое положительное напряжение на клемму стока, где Vds положительно.Благодаря приложенному напряжению Vds , электроны текут от истока к стоку, вызывая ток стока Id . Канал между стоком и истоком действует как сопротивление. Пусть n-канал однороден. Различные уровни напряжения устанавливаются током стока Id и перемещаются от истока к стоку. Напряжения самые высокие на выводе стока и самые низкие на выводе истока. Дренаж имеет обратное смещение, поэтому слой истощения здесь шире.

Vds увеличивается, Vgs = 0 В

Слой истощения увеличивается, ширина канала уменьшается.Vds увеличивается на уровне, где соприкасаются две области истощения, это состояние, известное как процесс отсечки – отсечки, вызывает напряжение отсечки Вп.

Здесь Id pinched –off падает до 0 MA, а Id достигает на уровне насыщения. Id с Vgs = 0 , известный как ток насыщения сток-исток (Idss). Vds увеличился до Vp , где Id тока остается прежним, а JFET действует как источник постоянного тока.

Второй, когда Vgs не равно 0,

Применить отрицательные значения Vgs и Vds различаются.Ширина области истощения увеличивается, канал сужается, а сопротивление увеличивается. Протекает меньший ток стока и достигает уровня насыщения. Из-за отрицательного Vgs уровень насыщения уменьшается, Id уменьшается. Напряжение отсечки непрерывно падает. Поэтому его называют устройством, управляемым напряжением.

n channel JFET structure

Характеристики JFET:

Характеристики различных регионов показаны ниже:

Омическая область : Vgs = 0, слой обеднения небольшой.

Область отсечения : Также известна как область отсечки, поскольку сопротивление канала является максимальным.

Насыщенность или активная область : Управляется напряжением затвора-истока, где напряжение стока-истока меньше.

Область пробоя : высокое напряжение между стоком и истоком вызывает пробой в резистивном канале.

Characteristic Diagram of JFET

П-канальный полевой транзистор:

p-канальный JFET работает так же, как n-канальный JFET, но возникли некоторые исключения: i.Т.е. из-за дыр ток в канале положительный, и полярность напряжения смещения должна быть обратной.

Ток утечки в активной области:

Id = Idss [1-Vgs / Vp]

Сопротивление дренажного канала истока: Rds = дельта Vds / дельта Id

p channel JFET structure

Металлооксидный полевой транзистор (MOSFET):

MOSFET

Металлооксидный полевой транзистор также известен как полевой транзистор, управляемый напряжением.Здесь затворные электроны оксида металла электрически изолированы от n-канала и p-канала тонким слоем диоксида кремния, называемым стеклом.

Ток между стоком и истоком прямо пропорционален входному напряжению .

Это устройство с тремя выводами: затвор, сток и исток. Существует два типа полевых МОП-транзисторов по функционированию каналов, т. Е. P-канальный MOSFET и n-канальный MOSFET.

Есть две формы металлооксидных полевых транзисторов i.е. Тип истощения и тип улучшения.

Тип истощения: Требуется Vgs, т. Е. Напряжение затвор-исток для выключения, а режим истощения равен нормально замкнутому переключателю.

Vgs = 0, если Vgs положительно, электронов больше, а если Vgs отрицательно, электронов меньше.

n channel MOSFET depletion mode

Тип расширения : Требуется Vgs, т. Е. Напряжение затвора-истока для включения, а режим улучшения равен нормально разомкнутому переключателю.

Здесь дополнительная клемма - это подложка , используемая для заземления.

n channel MOSFET Enhancement mode

Напряжение истока затвора (Vgs) больше порогового напряжения (Vth)

N-channel MOSFET structure

Режимы смещения для транзисторов:

Смещение

может быть выполнено двумя способами, то есть смещением вперед и смещением назад , тогда как в зависимости от смещения существует четыре различных схемы смещения, а именно:

Смещение фиксированного основания и смещение фиксированного сопротивления :

На рисунке резистор базы Rb подключен между базой и Vcc.Переход база-эмиттер смещен в прямом направлении из-за падения напряжения Rb, которое приводит к потоку Ib через него. Здесь Ib получено из:

Ib = (Vcc-Vbe) / Rb 

Это приводит к коэффициенту стабильности (бета +1), который приводит к низкой термической стабильности. Здесь выражения напряжений и токов, т. Е.

Vb = Vbe = Vcc-IbRb
Vc = Vcc-IcRc = Vcc-Vce

Ic = бета Ib
Ie = Ic 

Fixed Base Biasing circuit

Смещение обратной связи коллектора:

На этом рисунке резистор базы Rb подключен через коллектор и вывод базы транзистора.Следовательно, базовое напряжение Vb и напряжение коллектора Vc подобны друг другу на этот

.
Vb = Vc-IbRb

Куда,
Vb = Vcc- (Ib + Ic) Rc 

Согласно этим уравнениям, Ic уменьшает Vc , что уменьшает Ib , автоматически уменьшая Ic .

Здесь коэффициент (бета +1) будет меньше единицы, а Ib приведет к уменьшению усиления усилителя.

Итак, напряжения и токи можно представить как -

Vb = Vbe
Ic = бета Ib

Т.е. почти равно Ib 

Collector Feedback Biasing Circuit

Смещение двойной обратной связи:

На этом рисунке это модифицированная форма схемы базирования обратной связи коллектора.Поскольку в нем есть дополнительный контур R1, повышающий стабильность. Следовательно, увеличение сопротивления базы приводит к вариациям бета-коэффициента, то есть усиления.

Сейчас,

I1 = 0,1 Ic
Vc = Vcc- (Ic + I (Rb) Rc
Vb = Vbe = I1R1 = Vc- (I1 + Ib) Rb

Ic = бета Ib

Т.е. практически равно Ic 

Dual Feedback Biasing Circuit

Фиксированное смещение с эмиттерным резистором:

На этом рисунке это то же самое, что и схема фиксированного смещения, но к ней подключен дополнительный эмиттерный резистор Re. Ic увеличивается из-за температуры, Ie также увеличивается, что снова увеличивает падение напряжения на Re.Это приводит к снижению Vc, уменьшает Ib, что возвращает iC к его нормальному значению. Прирост напряжения уменьшается из-за присутствия Re.

Сейчас,

Ve = Ie Re
Vc = Vcc - Ic Rc
Vb = Vbe + Ve
Ic = бета Ib

Т.е. практически равно Ic 

Fixed Biased with Emitter Resistor

Смещение эмиттера:

На этом рисунке показаны два напряжения питания Vcc и Vee, равные, но противоположные по полярности. Здесь Vee смещен в прямом направлении к переходу база-эмиттер посредством Re, а Vcc смещен в обратном направлении к переходу коллектор-база.

Сейчас,

Ve = -Vee + Ie Re
Vc = Vcc- Ic Rc
Vb = Vbe + Ve
Ic = бета Ib

Т.е. почти равно Ib

Где, Re >> Rb / beta

Vee >> Vbe 

Что дает стабильную рабочую точку.

Emitter Biasing Circuit

Смещение обратной связи эмиттера:

На этом рисунке для большей стабильности используется как коллектор, так и обратная связь эмиттера. Из-за протекания эмиттерного тока Ie на эмиттерном резисторе Re происходит падение напряжения, поэтому базовый переход эмиттера будет иметь прямое смещение.Здесь температура увеличивается, Ic увеличивается, т. Е. Тоже увеличивается. Это приводит к падению напряжения на Re, напряжение коллектора Vc уменьшается, и Ib также уменьшается. Это приводит к уменьшению усиления на выходе. Выражения могут быть представлены как:

Irb = 0,1 Ic = Ib + I1
Ve = IeRe = 0,1 В постоянного тока
Vc = Vcc- (Ic + Irb) Rc
Vb = Vbe + Ve = I  1  R1 = Vc- (I  1  + Ib0Rb)
Ic = бета Ib

Т.е. практически равно I  c  

Emitter Feedback Biasing Circuit

Смещение делителя напряжения:

На этом рисунке для смещения транзистора используются резисторы R1 и R2 в форме делителя напряжения.Напряжение, формируемое на R2, будет базовым, поскольку оно смещает в прямом направлении переход база-эмиттер. Здесь I2 = 10Ib.

Это сделано для того, чтобы не учитывать ток делителя напряжения и изменить значение бета.

Ib = Vcc R2 / R1 + R2

Ve = Ie Re

Vb = I2 R2 = Vbe + Ve 

Ic противостоит изменениям как бета, так и Vbe, что приводит к коэффициенту стабильности 1. В этом случае Ic увеличивается с увеличением температуры, т.е. увеличивается с увеличением напряжения эмиттера Ve, что уменьшает базу напряжение Vbe. Это приводит к уменьшению базового тока ib и ic до его фактических значений.

Voltage Divider Biasing Circuit

Применение транзисторов

  • Транзисторы для большинства деталей используются в электронике, такой как усилители напряжения и мощности.
  • Используется в качестве переключателей во многих цепях.
  • Используется при создании цифровых логических схем, т. Е. И, НЕ и т. Д.
  • Транзисторы вставлены во все, то есть в плиты к компьютерам.
  • Используется в микропроцессоре как микросхема, в которой встроены миллиарды транзисторов.
  • Раньше они использовались в радиоприемниках, телефонном оборудовании, слуховых головках и т. Д.
  • Также они раньше применялись в электронных лампах больших размеров.
  • Они также используются в микрофонах для преобразования звуковых сигналов в электрические.
.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о