28 февруари 2016 г.

Транзистори

ТАЗИ СТАТИЯ НЕ Е МОЯ

Транзисторът е полупроводников активен електронен компонент, който осъществява усилване, комутация и преобразуване на електрически сигнали. Транзисторите са в основата на всички съвременни електронни устройства и се използват практически във всички съвременни битови уреди — от компютъра до хладилника и прахосмукачката. В наше време повечето транзистори се използват не самостоятелно, а в състава на интегралните схеми, като технологията на производството им позволява едновременното производство на милиони от тях на един полупроводников чип.

Транзисторът се състои от 3 последователно съединени зони с различно легиране, PNP или NPN. Изводите на транзистора имат следните наименования: емитер (Е), база (В) и колектор (С) - за биполярните, и съответно - сорс (S), гейт (G) и дрейн (D) - при униполярните транзистори. При биполярните транзистори преходното съпротивлението на всяка двойка от трите извода на транзистора може да се определи с омметър. Изводът, който участва и в двата PN прехода е базата (В). Транзисторите се използват предимно като усилватели, превключватели и генератори. От теоретична гледна точка транзисторът може да се разглежда като управляемо съпротивление.

1. БИПОЛЯРНИ ТРАНЗИСТОРИ:




Биполярните транзистори са най-широко разпространените дискретни полупроводникови елементи. Използват се за усилване, преобразуване и генериране на електрически сигнали

Биполярният транзистор представлява полупроводников кристал с два P-N прехода, които се получават с помощта на трислойна полупроводникова структура на полупроводници с различен вид проводимости. В зависимост от редуването на слоевете се различават два основни вида биполярни транзистори: PNP и NPN. Средният слой, общ за двата прехода е сравнително тънък и се нарича база(В). Неговата проводимост е противоположна на проводимостите на другите два слоя, които се наричат емитер(Е) и колектор(С). Характерна особеност на всички биполярни транзистори е, че концентрацията на примесите в базата, определящи нейната основна проводимост, е много по-ниска от концентрацията на примесите в другите две области.

В зависимост от използвания полупроводников материал биполярните транзистори се делят на две основни групи: германиеви и силициеви. Освен това те се класифицират в зависимост от мощността на разсейване — маломощни, средномощни и мощни; от граничната честота - нискочестотни — до 3 MHz, средночестотни — от 30 до 300 MHz и високочестотни — над 300 MHz; от механизма на движението на токоносителите — дифузни и дрейфови; от технологията на производството - сплавни, конверсионни, епитаксиално-планарни, мезатранзистори и др.


Многоемитерни транзистори

Това са маломощни транзистори, които нямат еквивалент в дискретната схемотехника. Тяхната най-важна особеност е, че коефициентът на усилване е около 0,01. Технологически това се постига, като площта на колектора е равна на площта на емитера (инверсен транзистор) и освен това базата не е толкова тънка. Многоемитерните транзистори притежават между 2 и 8 емитера и намират широко приложение в интегрални схеми от тип ТТЛ.

Основни схеми на свързване

Транзисторите се използват най-често като основен градивен елемент в усилвателните електронни схеми. Управлението на изходния сигнал при биполярните транзистори става чрез инжекция на неосновни токоносители през два близко разположени PN-прехода. Наименованието "биполярни" идва от това, че тяхната проводимост се обуславя от два вида токоносители — електрони и "дупки"за разлика от униполярните (транзистори без инжекция). Важно: Биполярният транзистор е елемент, който се управлява с ток.
Всеки усилвател притежава четири извода: два входни — за сигнала, който се усилва, и два изходни — за усиления сигнал. Тъй като транзисторът е елемент с три извода, един от неговите изводи се явява общ за входната и изходната верига на усилвателя. Разгледан като четириполюсник, транзисторът може да бъде свързан в три различни схеми:
схема обща база (СОБ)
схема общ емитер (СОЕ)
схема общ колектор(СОК)
ключов режим



Трябва да се има предвид, че при интегралните диоди също са налице нежелани паразитни транзистори, които могат да се отпушат по време на работа.
Видовете диоди според свързването са:
а) анод — база, свързана към колектор; катод — Емитер
б) анод — Емитер, свързан към база; катод — Колектор
в) анод — база; катод — емитер; колекторът е висящ
г) анод — база; катод — колектор; емитерът е висящ
д) анод — база; катод — емитер, свързан към колектор
Когато са необходими по-високи пробивни напрежения се използват схеми на свързване "б" и "г". В този случай времето на превключване е около 50-100ns. Особено често се използва диодът "а", тъй като има най-малко време на превключване — около 10 ns.
Съставни транзистори[редактиране | редактиране на кода]
Два или повече биполярни транзистори, които са свързани така, че като цяло да образуват усилвателен прибор с три извода, се наричат съставен транзистор. Най-важната особеност на така получения прибор е големият му коефициент на усилване по ток β, който на практика може да достигне до 1000-5000, а в някой случай и до 30000.




CMOS (на английски: Complementary Metal-Oxide Semiconductor - комплементарна логика на MOS (или МОП) транзистори) е технология за създаване на електронни схеми. В нея се използват полеви транзистори с изолиран гейт (затвор) и с канали с различна проводимост. Отличителна черта на CMOS схемите в сравнение с биполярните технологии e ниското потребление на енергия в статичен режим (в мнозинството случаи може да се смята, че енергия се консумира само по време на превключване на състоянията). Отличителна черта на CMOS схемите в сравнение с други MOS-структури (N-MOS, P-MOS) е наличието както на n-, така и на p-канални полеви транзистори; вследствие на това CMOS схемите притежават по-високо бързодействие и по-ниско потребление. За сметка на това технологическият процес на изготвянето им е по-сложен, а плътността на опаковка - по-ниска.
Повечето съвременни логически интегрални схеми, в това число процесорите, се произвеждат по различни варианти на CMOS технология.
В сензорите за фотоапарати често се прилагат CMOS матрици, чиито главни предимства са достъпните цени поради съвместимостта със съвременните CMOS технологии.










Няма коментари:

Публикуване на коментар