Τύποι τρανζίστορ

Το τρανζίστορ είναι μια συσκευή ημιαγωγών που μπορεί είτε να μεγεθύνει σήματα είτε να λειτουργεί ως διακόπτης που μπορεί να χειριστεί ηλεκτρικά. Ένα τρανζίστορ είναι μια συσκευή τριών ακροδεκτών που επιτρέπει σε λίγο ρεύμα ή τάση σε έναν ακροδέκτη (ή καλώδιο) να ρυθμίζει μια ουσιαστική ροή ρεύματος μεταξύ των άλλων δύο ακροδεκτών (απαγωγών).

Οι σωλήνες κενού έχουν αντικατασταθεί με τρανζίστορ εδώ και πολύ καιρό, καθώς τα τρανζίστορ έχουν περισσότερα πλεονεκτήματα από τους σωλήνες κενού. Τα τρανζίστορ είναι συμπαγή σε μέγεθος, χρησιμοποιούν λίγη ενέργεια για να λειτουργήσουν και διαχέουν πολύ λίγη ισχύ. Ένα από τα πιο σημαντικά ενεργά εξαρτήματα είναι το τρανζίστορ (μια συσκευή που μπορεί να παράγει ένα σήμα εξόδου μεγαλύτερη ισχύ από αυτό στο σήμα εισόδου).

Τα τρανζίστορ χρησιμοποιούνται σχεδόν σε όλα τα ηλεκτρονικά κυκλώματα, συμπεριλαμβανομένων των ενισχυτών, των διακοπτών, των ταλαντωτών, των ρυθμιστών τάσης, των τροφοδοτικών και, το πιο σημαντικό, των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων ψηφιακής λογικής.

Τύπος τρανζίστορ

Το τρανζίστορ είναι μια συσκευή ημιαγωγών που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ενίσχυση ή την εναλλαγή ηλεκτρονικών σημάτων. Τα διπολικά τρανζίστορ (τρανζίστορ διπολικής σύνδεσης:BJT), τα τρανζίστορ πεδίου (FET) και τα διπολικά τρανζίστορ με μόνωση πύλης είναι οι τρεις τύποι τρανζίστορ (IGBT).

Ένα διπολικό τρανζίστορ είναι αυτό που χρησιμοποιεί ηλεκτρόνια και οπές ως φορείς φορτίου. Υπάρχουν δύο τύποι διπολικών τρανζίστορ:npn και pnp.

Ένα τρανζίστορ φαινομένου πεδίου είναι μια μονοπολική συσκευή που δεν έχει διασταύρωση pn στην κύρια διαδρομή ρεύματος. Υπάρχουν δύο τύποι τρανζίστορ φαινομένου πεδίου:Ν-κανάλι και κανάλι P.

Ένα MOSFET που λειτουργεί με τάση ακολουθείται από ένα τρανζίστορ υψηλού ρεύματος σε ένα IGBT.

Διπολικά τρανζίστορ

Είναι 2 τύπων:

1. Διπολικό τρανζίστορ (BJT)

2. Ενσωματωμένο τρανζίστορ με αντίσταση πόλωσης (BRT)

Διπολικό τρανζίστορ (BJT)

Τα τρανζίστορ διπολικής διασταύρωσης είναι ένας τύπος τρανζίστορ διασταύρωσης (BJT) Ο όρος "διπολικό" παραπέμπει στο γεγονός ότι η αγωγιμότητα του ρεύματος απαιτεί τόσο ηλεκτρόνια όσο και οπές, ενώ ο όρος "junction" σχετίζεται με την παρουσία PN Διασταύρωση (δύο κόμβοι, μάλιστα).

Ο εκπομπός (E), η βάση (B) και ο συλλέκτης (C) είναι τα τρία τερματικά ενός BJT (C). Ανάλογα με τη δομή τους, τα τρανζίστορ BJT ταξινομούνται ως τρανζίστορ NPN ή PNP.

Το ρεύμα εισόδου στον ακροδέκτη βάσης είναι το μόνο πράγμα που ενεργοποιεί τα τρανζίστορ διπολικής σύνδεσης. Τα BJT μπορούν να λειτουργήσουν σε τρία διαφορετικά περιβάλλοντα. Είναι οι εξής:

• Περιοχή αποκοπής:Το τρανζίστορ βρίσκεται στην κατάσταση "OFF", που σημαίνει ότι δεν ρέει ρεύμα μέσω αυτού. Είναι ουσιαστικά ένας διακόπτης εναλλαγής.

• Στην ενεργή περιοχή, το τρανζίστορ λειτουργεί ως ενισχυτής.

• Περιοχή κορεσμού:Το τρανζίστορ είναι πλήρως "ON" και λειτουργεί επίσης ως κλειστός διακόπτης σε αυτήν την περιοχή.

                                               Διπολικό τρανζίστορ (npn)

FET (Τρανζίστορ εφέ πεδίου)

Μια άλλη κοινή μορφή τρανζίστορ είναι το Field-Effect-Transistor (FET). Το FET έχει τρία τερματικά γενικά (όπως τα BJT). Η πύλη (G), η αποστράγγιση (D) και η πηγή (S) είναι οι τρεις ακροδέκτες (S). Οι δύο ποικιλίες τρανζίστορ φαινομένου πεδίου είναι τα τρανζίστορ εφέ πεδίου (JFET) και τα τρανζίστορ με μόνωση πύλης (IG-FET), γνωστά και ως τρανζίστορ φαινομένου πεδίου με ημιαγωγό οξειδίου μετάλλου (MOSFET).

Θεωρούμε επίσης ένα τέταρτο τερματικό, που ονομάζεται Βάση ή Υπόστρωμα, για τις συνδέσεις του κυκλώματος. Το μέγεθος και η γεωμετρία ενός καναλιού μεταξύ Source και Drain, το οποίο δημιουργείται από την τάση που εφαρμόζεται στην Πύλη, ελέγχεται από FET.

Τα τρανζίστορ εφέ πεδίου είναι μονοπολικές συσκευές, καθώς χρειάζονται μόνο την πλειοψηφία των φορέων φόρτισης για να λειτουργήσουν (σε αντίθεση με το BJT, που είναι διπολικά τρανζίστορ).

JFET (Τρανζίστορ εφέ πεδίου διακλάδωσης)

Το JFET (Junction-Field-Effect Transistor) είναι ο απλούστερος και παλαιότερος τύπος τρανζίστορ εφέ πεδίου. Οι διακόπτες, οι ενισχυτές και οι αντιστάσεις χρησιμοποιούνται όλα με τα JFET. Αυτό είναι ένα τρανζίστορ ελεγχόμενης τάσης.

Η τάση που τοποθετείται μεταξύ της πύλης και της πηγής του τρανζίστορ ελέγχει τη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος μεταξύ της πηγής και της αποστράγγισης του τρανζίστορ. Τα τρανζίστορ JFET διατίθενται σε δύο ποικιλίες:N–Channel και P–Channel.

MOSFET

Ο πιο κοινός και δημοφιλής τύπος τρανζίστορ είναι το τρανζίστορ φαινομένου πεδίου ημιαγωγού οξειδίου μετάλλου (MOSFET). Ένα μικρό στρώμα οξειδίου μετάλλου χωρίζει την περιοχή της πύλης και το κανάλι, όπως υποδεικνύεται από το όνομα «Μεταλλικό Οξείδιο» (συνήθως, SiO2).

Επειδή η περιοχή Πύλης είναι πλήρως μονωμένη από την περιοχή Πηγή – Αποστράγγιση, το MOSFET είναι επίσης γνωστό ως FET μονωμένης πύλης. Ο πρωτεύων Ημιαγωγός (Πυρίτιο) στον οποίο κατασκευάζεται το FET έχει ένα επιπλέον τερματικό που ονομάζεται υπόστρωμα ή σώμα. Η αποστράγγιση, η πηγή, η πύλη και το σώμα ή το υπόστρωμα είναι οι τέσσερις ακροδέκτες του MOSFET.

Τα MOSFET έχουν μια σειρά από πλεονεκτήματα σε σχέση με τα BJT και JFET, το πιο αξιοσημείωτο από τα οποία είναι ότι έχουν υψηλή σύνθετη αντίσταση εισόδου και χαμηλή σύνθετη αντίσταση εξόδου. Αποτελεί βασικό στοιχείο στην τεχνολογία σχεδίασης ολοκληρωμένων κυκλωμάτων και εφαρμόζεται σε κυκλώματα μεταγωγής και ισχύος.

Συμπέρασμα

Τα τρανζίστορ έχουν γίνει ένα απαραίτητο συστατικό των σύγχρονων ηλεκτρονικών και δεν μπορούμε να οραματιστούμε έναν κόσμο χωρίς αυτά. Θα μάθουμε για την ταξινόμηση και τους διαφορετικούς τύπους τρανζίστορ σε αυτό το σεμινάριο. Με βάση τις χρήσεις τους, θα μάθουμε για τα BJT (NPN και PNP), JFET (N-Channel και P-Channel), MOSFET (Enhancement and Depletion) και Transistors (Small Signal, Fast Switching, Power, κ.λπ.).