Транзистори та їх технічне значення

Транзистор - електронний прилад на основі напівпровідникового кристала, що має три (або більше) висновки, призначений для генерування й перетворення електричних коливань. Винайдений в 1948 р. У. Шокли, У. Браттейном і Дж. Бардином (Нобелівська премія 1956 р.). Транзистори становлять два основних великих класи: уніполярні й біполярні.

В уніполярних транзисторах протікання струму через кристал обумовлено носіями заряду тільки одного знака - електронами або дірками (див. напівпровідники).

До біполярних транзисторах (які звичайно називаються просто транзисторами) струм через кристал обумовлений рухом носіїв заряду обох знаків. Такий транзистор являє собою монокристалічну напівпровідникову пластину, у якій за допомогою особливих технологічних прийомів створені три області з різною провідністю: дирочної (р) і електронної (п). Залежно від порядку їхнього чергування розрізняють транзистори р-п-р-типа й п-р-п-типа. Середня область (її звичайно роблять дуже тонкою) - порядку декількох мікронів, називається базою, дві інші - емиттером і колектором. База відділена від емиттера й колектора електроно-дирочними переходами (р-п-перехода-ми): емиттерним (ЭП) і колекторним (КП). Від бази, емиттера й колектора зроблені металеві висновки. По електричних характеристиках і областям застосування розрізняють транзистори малопотужні, мало шумові (використаються у вхідних ланцюгах радіоелектронних підсилювальних пристроїв), імпульсні (в імпульсних електронних системах), потужні генераторні (у радиопередающих пристроях), ключові (у системах автоматичного регулювання як електронні ключі), фототранзистори (у пристроях перетворюючі світлові сигнали в електричні з одночасним посиленням останніх) і спеціальні. Розрізняють також низькочастотні транзистори (в основному для роботи у звуковому й ультразвуковому діапазонах частот), високочастотні (до 300 Мгц) і надвисокочастотні (понад 300 Мгц).

Як напівпровідникові матеріали для виготовлення транзисторів використають переважно германій і кремній. Відповідно до технології одержання в кристалі зон з різними типами провідності транзистори ділять на сплавні, дифузійні, конверсійні, сплавно-дифузійні, мезатран-зисторы, эпитаксиальные, планарные й планарно-епитаксиальні. По конструктивному виконанню транзистори підрозділяються на транзистори в герметичних металоскляних, металокерамічні або пластмасових корпусах і безкорпусні; останні мають тимчасовий захист кристала від впливу зовнішнього середовища (тонкий шар лаку, смоли, легкоплавкого скла) і герметизируються.

Дія транзистора можна зрівняти з дією греблі. За допомогою постійного джерела (плину ріки) і греблі створений перепад рівнів води. Затрачаючи дуже невелику енергію на вертикальне переміщення затвора, ми можемо управляти потоком води великої потужності, тобто управляти енергією потужного постійного джерела.

Термін служби напівпровідникових тріодів і їхня економічність у мною раз більше, ніж в електронних ламп. За рахунок чого транзистори знайшли широке застосування в мікроелектроніці - тілі-, відео-, аудио-, радіоапаратурі й, звичайно ж, у комп'ютерах. Вони заміняють електронні лампи в багатьох електричних ланцюгах наукової, промислової й побутової апаратур. Переваги транзисторів у порівнянні з електронними лампами - ті ж, як і в напівпровідникових діодів - відсутність напруженого катода, що споживає значну потужність і потребуючий час для його розігріву. Крім того транзистори самі по собі в багато разів менше по масі й розмірам, чим електричні лампи, і транзистори здатні працювати при більше низьких напругах і більше високих частотах. Але поряд з позитивними якостями, тріоди мають і свої недоліки. Як і напівпровідникові діоди, транзистори дуже чутливі допідвищення температури, електричним перевантаженням і сильно проникаючим випромінюванням (щоб зробити транзистор більше довговічним, його поміщають у спеціальні корпуси). Основні матеріали з яких виготовляють транзистори - кремній і германій, перспективні - арсенід галію, сульфід цинку й широко зонні провідники.

Питання для перевірки якості засвоєння знань

1. Що означає постійна часу термістора?

2. Охарактеризуйте резистор та його застосування.

3. Що є основним елементом фоторезистора?

4. Для чого призначений транзистор?

Питання для самостійної роботи із зазначенням літератури.

1. Напівпровідникові пристрої, електровакуумні пристрої та реле, їх призначення.

Дата добавления: 2013-12-14