Що таке транзистор? Види і застосування

Тих, хто захоплюється електротехнікою, і студентів технічних Вузів, що досить часто цікавить питання: «Що таке транзистор?» У загальному випадку їм може вважатися будь-який пристрій, що володіє властивістю змінювати сигнал між двома станами при зміні знака на головному електроді.

Транзистор – це напівпровідниковий елемент, що має, як правило, три висновки:

  1. Колектор. На нього подається струм великої сили.

  2. База. На виведенні знаходиться керуючий струм (меншої сили).

  3. Емітер. На нього подається струм з колектора. При цьому на третьому виході його сила трохи перевищує ту, що на першому виведенні.

Щоб зрозуміти, що таке транзистор, слід згадати, що це головний компонент будь електросхеми. Без таких пристроїв не обійтися при виробництві практично будь-яких приладів. Вони знаходять широке застосування у виготовленні радіотехніки, телевізійної апаратури, музичних інструментів і навіть простих «мигалок»; в генераторах сигналів та електронних ключах без них теж не обійтися. Основне завдання елемента – підсилити слабку енергію сигналу за рахунок додаткового джерела живлення.

Без перебільшень можна сказати, що всі досягнення мікроелектроніки та інших сегментів промисловості були б недосяжні без винаходу напівпровідникових деталей. Зараз неможливо уявити хоча б один пристрій, де не використовуються транзистори.

Форми і розміри

Продовжуючи міркувати на тему «що таке транзистор», необхідно звернути увагу на форм-фактори приладів. Пристрій може проводитися, як розміром з чіп, невидимий для людського ока, так і мати неймовірні габарити (приблизно з житловий будинок). Великі напівпровідникові елементи можуть мати потужність в кілька сотень МВт. Їх, як правило, застосовують на електростанціях або виробництві. Щоб забезпечити високу провідність, на контакти наноситься позолота або тонкий шар срібла.

Умовні позначення на схемах пристроїв

Як і будь-який електроприлад, підсилювач має своє зображення, що використовується при складанні креслень і схем. Позначення транзистора може зображуватися графічно як на малюнку. Вже за множинності зображень можна зрозуміти, що і функціонал деталей різноманітний.

При цьому кожне позначення транзистора відповідає певному типу пристрою (біполярні, польові, елементи з індукованим каналом і т. д.).

Харчування напівпровідникових елементів

Один з контактів транзистора використовується як вхідний. Тому питання вибору схеми живлення підсилювача вважається вкрай важливим. Існує кілька видів підключення транзисторів до джерел. Варто розглянути основні з них:

  1. З колекторної стабілізацією. Підходить для приєднання напівпровідникового елемента в схемі із загальним колектором. Таке підключення еквівалентно по постійному струму.

  2. З емітерної стабілізації. Використовується для подачі живлення на вищезгаданий тип транзистора. Такий вид стабілізації передбачає застосування негативного зворотного зв’язку по струму.

  3. З загальним емітером. Схема ОЕ володіє значним коефіцієнтом посилення. Вважається найбільш поширеним варіантом підключення. Використовується для виготовлення інтегральних мікросхем.

Харчування транзистора краще всього забезпечувати за схемою підключення з загальним емітером.

Класифікація транзисторів

Існує кілька різновидів напівпровідникових елементів. Серед них варто виділити наступні:

  1. Біполярні. Вони можуть бути многоэлектродными, p-n-p типу n-p-n виду і на гетеропереходах.

  2. Польові. Вони, в свою чергу, поділяються на деталі з керуючим переходом (діод Шотткі, гетеропереход) і з ізольованим затвором (Mosfet транзистор, МДП, IGBT).

  3. Одноперехідні. Вони розділені на пристрої з p і n базою.

  4. Лавинні транзистори.

Одним з найбільш поширених видів вважаються МОП і МДП-пристрої. В таких приладах область затвора не контактує з напівпровідником, де безпосередньо знаходиться канал протікання струму. Крім виду затвора, Mosfet-транзистор відрізняється відсутністю монолітної структури напівпровідника, що виконує функцію каналу для струму.

Зустрічаються і промислові варіанти Mosfet з двома затворами. При виготовленні передбачається один чи два послідовно сполучених каналу. Якщо їх два, то для управління кожним з них використовується свій затвор.

Надійність пристроїв

У сегменті виробництва смартфонів, супутників, автомобілебудуванні та промисловому обладнанні від транзисторів чекають високого рівня надійності. У великих системах налічується приблизно мільйон компонентів, серед яких є і напівпровідникові елементи. При цьому трапляються неполадки у вигляді відмов пристроїв. Якщо це відбувається не частіше одного разу на мільярд годин напрацювання, то схема системи вважається надійною.

При цьому треба пам’ятати, що волога – ворог будь-якої електронної системи. Вода істотно скорочує період функціонування транзисторів. Тому пристрої потребують герметичній оболонці. Волога може призвести до появи нових проводять електрику каналів, у зв’язку з чим необхідно періодично скидати напругу і висушувати прилад.

Як перевірити рядковий підсилювач

Одна з найбільш часто зустрічаються несправності – горіння рядкового транзистора. Часто вдається полагодити телевізор або радіо заміною єдиного компонента, однак нерідко цього буває недостатньо.

Варто провести кілька маніпуляцій для виявлення причини несправності:

  • перевірити напругу рядкової розгортки;

  • розглянути можливість нагріву напівпровідникового елемента;

  • перевірити на працездатність холодні пайки (найчастіше виходить з ладу трансформатор драйвера).

Якщо ж не хочеться випоювати рядковий транзистор, але його потрібно перевірити, чи можна зробити це іншим способом.

Достатньо лише застосувати мультиметр, і він визначить коротке замикання.

Майбутнє транзисторів

Пристрої удосконалюються з кожним роком, знаходяться інші області застосування, наприклад, іонна імплантація та інші. Що стосується інтегральних схем, які в них використовуються прилади стають більш ергономічними, збільшується їх продуктивність, зменшується споживання електроенергії.

Розвиток техніки на транзисторах йде за двома напрямками:

  • збільшення робочої потужності;

  • збільшення робочої напруги в дискретних системах.

У сфері пристроїв з низькою потужністю велика увага приділяється інтегральним схемами. Стандартний транзистор, ціна якого зараз становить в середньому від 1 до 300 рублів, знаходить широке застосування в системах логічних пристроїв. Однак постійне вдосконалення виробництва і зниження вартості тягне за собою інтеграцію і в інші області обчислювальної техніки.

Очікується застосування нано — та квантових приладів.

Одноелектронні транзистори, створені на основі графена, можуть бути менше 10 нм. Але все це в майбутньому, а зараз достатньо лише знати, що таке транзистор.

 

 

Related posts

 
 

Leave a Reply

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

http://poradumo.com.ua/257536-s-163/