Какво е транзистор? Видове и приложение
Тези, които обичат студентите по електротехника и технически колеж, често се интересуват от въпроса: "Какво е транзистор?"
Транзисторът е полупроводников елемент, който като правило има три извода:
Collector. Нахранва се с голяма сила.
Base. На изхода е контролният ток (с по-малка сила).
Емитер. Той се захранва от ток от колектора. В същото време, на третия изход, силата му малко надвишава тази на първия изход.
За да разберете какво е транзистор, си струва да споменем, че това е основният компонент на всяка електрическа верига. Без такива устройства не може да се направи в производството на почти всяко устройство. Те се използват широко в производството на радио, телевизионно оборудване, музикални инструменти и дори прости "мигащи светлини"; в генератори на сигнали и електронните ключове без тях също не могат да направят. Основната задача на елемента е да повиши слабата енергия на сигнала поради допълнителните източник на енергия.
Без преувеличение може да се каже, че всички постижения на микроелектрониката и други индустриални сегменти биха били недостижими без изобретяването на полупроводникови елементи. Сега е невъзможно да си представим поне едно устройство, в което не се използват транзистори.
Форми и размери
Продължавайки да говорим за "какво е транзистор", трябва да обърнете внимание на форм-факторите на устройствата. Устройството може да бъде направено, като размер на чип, невидимо за човешкото око, и да има невъобразими размери (за жилищна сграда). Големите полупроводникови елементи могат да имат капацитет от няколко стотин MW. Обикновено се използват в електроцентралите или в производството. За да се осигури висока проводимост, върху контактите се нанася злато или тънък слой сребро.
Символи на устройства на схеми
Подобно на всяко електрическо устройство, усилвателят има собствено изображение, използвано при изготвянето на чертежи и диаграми. Обозначението на транзистора може да бъде представено графично както на фигурата. Вече от многообразието на изображенията може да се разбере, че функционалността на детайлите е разнообразна.
В допълнение, всяко обозначение на транзистора съответства на определен тип устройство (биполярно, поле, елементи с индуциран канал и т.н.).
Силови полупроводникови елементи
Един от контактите на транзистора се използва като вход. Следователно изборът на силовата верига на усилвателя се счита за изключително важна. Има няколко вида свързване на транзистори към източници. Струва си да разгледаме основните:
С стабилизация на колектора. Подходящ за свързване на полупроводникови елементи във верига с общ колектор. Такава връзка е еквивалентна на постоянен ток.
С стабилизация на емитера. Използва се за захранване на транзистора по-горе. Този вид стабилизация предполага използването на отрицателна токова обратна връзка.
С общ емитер. Веригата OE има значително подобрение. Счита се за най-обичайната опция за свързване. Използва се за производство на интегрални схеми.
Захранването на транзистора е за предпочитане да осигури схемата на свързване с общ емитер.
Класификация на транзисторите
Има няколко разновидности на полупроводникови елементи. Сред тях са следните:
Биполярно. Те могат да бъдат многоелектродни, pnp тип, npn тип и при хетеропереходи.
Field. Те на свой ред са разделени на части с контролен преход (Диод Шотки, и с изолиран портал (транзистор MOSFET, MIS, IGBT).
Единична връзка. Те са разделени на устройства с p и n база.
Лавински транзистори.
Един от най-често срещаните типове са MOS и MIS устройствата. В такива устройства, зоната на вратата не е в контакт с полупроводника, където каналът за токов поток е разположен директно. В допълнение към типа на портата, транзисторът на Мосфета се отличава с липсата на монолитна полупроводникова структура, която служи като канал за ток.
Има и промишлени версии Mosfet с два клапана. При производството са осигурени един или два последователно свързани канала. Ако има две, тогава да контролирате всеки от тях използва своя собствен затвор.
Надеждност на устройството
В сегмента на производството на смартфони, сателити, автомобилно и промишлено оборудване от транзистори, очакващи високо ниво на надеждност. В големите системи има около един милион компоненти, сред които са полупроводниковите елементи. В този случай съществуват проблеми под формата на повреди на устройствата. Ако това се случи не повече от веднъж на милиард работни часа, тогава оформлението на системата се счита за надеждно.
Трябва да се помни, че влагата е враг на всяка електронна система. Водата значително съкращава периода на работа на транзисторите. Следователно, устройствата се нуждаят от запечатана обвивка. Влагата може да доведе до появата на нови проводими електрически канали, във връзка с които е необходимо периодично да се облекчава напрежението и изсушаването на устройството.
Как да проверите линейния усилвател
Един от най-често срещаните неизправности - изгаряне на транзистор. Често е възможно да се ремонтира телевизор или радио чрез замяна на един компонент, но това често не е достатъчно.
Струва си да извършите няколко манипулации, за да идентифицирате причината за неизправността:
проверка на напрежението на мрежата;
разгледа възможността за нагряване на полупроводниковия елемент;
проверява производителността на студено запояване (най-често шофьорът на трансформатора се проваля).
Ако не искате да разваляте малкия транзистор, но трябва да го проверите, можете да го направите по друг начин.
Достатъчно е да приложите мултицет и той ще открие късо съединение.
Бъдещи транзистори
Устройствата се подобряват всяка година, има и други приложения, като йонна имплантация и други. Що се отнася до интегралните схеми, използваните в тях устройства стават по-ергономични, скоростта им нараства, а консумацията на енергия намалява.
Развитието на технологията на транзисторите върви в две направления:
увеличаване на работоспособността;
увеличаване на работното напрежение в дискретни системи.
В областта на устройствата с ниска мощност се обръща голямо внимание на интегралните схеми. Стандартният транзистор, чиято цена сега е средно от 1 до 300 рубли, е широко използван в системите на логическите устройства. Въпреки това, непрекъснатото подобряване на производството и намаляването на разходите води до интегриране в други области на компютърните технологии.
Очаква се използването на нано- и квантови устройства.
Едноелектронните транзистори на графена могат да бъдат по-малки от 10 nm. Но всичко това е в бъдеще и сега е достатъчно само да знаем какво е транзистор.