Tranzistor je osnova tehnološke revolucije.

Človeštvo veliko svoje tehnološke moči dolguje majhnemu mikroelektronskemu elementu, sami opeki, brez katere bi bila tehnična revolucija nemogoča. To je tranzistor. Ta element vseh elektronskih vezij je postal tako majhen, da ga ni mogoče videti brez posebnih naprav.

Izraz

Zdaj tudi učenci vedo, da je tranzistor majhna naprava, sestavljena iz treh blokov polprevodniških materialov. Vendar pa se ime ni zaletelo z njim takoj. Pred tem se je ta naprava imenovala »polprevodniški trioda« in je bila uporabljena v tehnologiji svetilk. Še vedno ni soglasja o tem, kako se je pojavila sodobna beseda "tranzistor". Nekateri verjamejo, da je izraz sestavljen iz dveh komponent - prenosa in upora. V tem primeru lahko govorimo o napravi, ki nadzoruje upor. Do neke mere je.

Naprava

Sodoben tranzistor je bistven sestavni del vsakega elektronskega vezja. Strukturno sestavljajo trije povezani materiali s polprevodniškimi lastnostmi. Na primer, silicij, germanij itd. Njihova posebnost je, da tok teče skozi strukturo le pod določenimi pogoji, na meji njihovega stika pa se gibanje elektronov večinoma drži posebnih zakonov. Obstajata dve vrsti prevodnosti - luknja in elektronska. Prva je neločljivo povezana s tistimi materiali, v katerih je pomanjkanje negativno nabitih delcev - tako imenovanih »lukenj«, torej v atomih, kjer obstajajo »prosta mesta« za elektrone v orbitah. Drugi, nasprotno, obstaja tam, kjer obstaja jasen presežek nosilcev negativnih nabojev. Tranzistor je naprava, v kateri sta dva bloka materiala z enim tipom prevodnosti in eden drugemu združena v enem primeru (ali izoliranem območju, z litografijo). Iz vsake elektrode je izpeljana, da se lahko vključi v električno vezje. Torej je tranzistor naprava, sestavljena iz PNP (luknja - elektron - luknja) ali NPN materialov.

Načelo delovanja

Da bi razumeli, kako deluje tranzistor v vezju, je najlažje uporabiti analogijo vode. Predstavljajte si napravo, ki je sestavljena iz treh cevi, ki so na eni točki povezane s skupnim kanalom - pravzaprav čaj. Po eni strani teče voda (vračanje na tranzistorje, to je oddajnik, t.j. "dajanje"), od drugega roba pa se nekje izliva (zbiralnik), srednja šoba (baza) pa služi za nastavitev intenzivnosti tlaka. Torej, s pošiljanjem dodatnega toka tukaj, lahko nadzorujete izhodno vodo, jo okrepite ali oslabite. Seveda je primer čim bolj poenostavljen, toda za splošno razumevanje je dovolj. In ker tranzistor ni le upor s tremi zatiči, ampak polprevodniški element, za nadzor zelo nepomembnega tokovnega vpliva na osnovno elektrodo. Krmilni tok, ki se nanaša na srednji del naprave, služi kot zagon, ki odpira prehode za nabite delce, manjša sprememba pa povzroči večkratno povečanje ali zmanjšanje celotnega »toka«. Tranzistor v vezju ni vedno mogoče uporabiti v tako enostavni shematski rešitvi. Če je potrebno povečati krmilni tok na osnovno elektrodo, potem se uporabi celotna kaskadna tranzistorja, v kateri vsak zaporedni element poveča signal iz prejšnjega.

Značilnosti tranzistorja

Vsaka taka naprava je označena zlasti z minimalno vrednostjo baznega toka, ki je potrebna za odpiranje PN-stikov. Brez takega vpliva naprava ostane "zaprta" in gibanje nabitih delcev skozi to ne pride.

Naslednja pomembna točka, ki jo je treba upoštevati pri delovanju teh naprav, je vrednost napetosti, pri kateri pride do porušitve prehodov. Očitno je notranji upor mogoče premagati brez "odpiranja", vendar ta metoda izloči tranzistor iz delovanja. Zato je treba napetost okvare šteti za mejo ali maksimalno dovoljeno.

Nič manj pomembna je značilnost, ki kaže odvisnost spremembe toka kolektorja od učinka na osnovno elektrodo. Obstajajo grafi, kjer je v obliki krivulje označena ta odvisnost, ki se imenuje razmerje prenosa.

Z vidika oblikovanja obstajajo terenski in bipolarni modeli. V prvem se naboj delcev prenese le pozitivno (luknje) ali negativno (elektroni), v drugem pa sodelujeta obe vrsti nosilcev.

Naslednja značilnost je vhodni upor. Ko raste, se poveča dobiček in zmanjša tok, potreben za nadzor.

In končno, še ena pomembna značilnost je povezana s frekvenco oddanega toka. Glede na uporabljene vrste polprevodniških materialov so lahko tranzistorji »navadni« in visokofrekvenčni. Zaradi posebnosti fizikalnih procesov (hitrost prenosa polnjenja skozi mejne regije, kapacitivnost, upornost) se dobiček z vedno večjo frekvenco zmanjšuje in se zmanjšuje na skoraj nič. Vrednost, pri kateri se to zgodi, se imenuje mejna vrednost.

Ključni parametri

Poleg zgoraj navedenega obstajajo številne značilnosti teh naprav. Pri izbiri takih mikroelektronskih naprav je pomembno upoštevati naslednje parametre tranzistorjev:

1. Količina toka, ki teče skozi kolektor. Očitno je, da je neskončno povečanje nemogoče, in ko poskusite preseči omejitev, naprava ne uspe.

2. Končni stres, katerega presežek uničuje upornost prehodov.

3 Velikost napetosti, pri kateri postane nemogoča nadaljnja kontrola tranzistorja.

Dejansko obstaja veliko parametrov, vsi so zbrani v posebnih imenikih.