Jaké jsou vlastnosti tranzistoru?
tranzistory jsou součástí elektronických zařízení, která řídí a zesilují tok elektřiny v zařízení a jsou považovány za jeden z nejdůležitějších vynálezů ve vývoji moderní elektroniky. Mezi důležité vlastnosti tranzistoru, které ovlivňují způsob, jak tranzistor působí, patří zisk, struktura a polaritu tranzistoru a stavební materiály. Tranzistorové charakteristiky se mohou značně lišit podle účelu tranzistoru.
Tranzistory jsou užitečné, protože mohou použít malé množství elektřiny jako signál k řízení toku mnohem větších množství. Schopnost tranzistoru to udělat se nazývá tranzistorový zisk, který se měří jako poměr výstupu, který tranzistor produkuje na vstup potřebný k vytvoření tohoto výstupu. Čím vyšší je výstup vzhledem k vstupu, tím vyšší je zisk. Tento poměr lze měřit z hlediska energie, napětí nebo proudu elektřiny. Zisk klesá s rostoucími provozní frekvence.
Transistor CharacteRistics se liší podle složení tranzistoru. Mezi běžné materiály patří polovodičové křemík, germanium a gallium arsenid (GaAs). Arsenid Gallium se často používá pro tranzistory, které pracují při vysokých frekvencích, protože jeho elektronová mobilita, rychlost, při které se elektrony pohybují polovodičovým materiálem, je vyšší. Může také bezpečně pracovat při vyšších teplotách v křemíku nebo germaniových tranzistorech. Křemík má nižší mobilitu elektronů než ostatní tranzistorové materiály, ale běžně se používá, protože křemík je levný a může pracovat při vyšších teplotách než germanium.
Jednou z nejdůležitějších tranzistorových charakteristik je design tranzistoru. Bipolární spojovací tranzistor (BJT) má tři terminály nazývané základna, sběratel a emitor, přičemž základna leží mezi sběratelem a emitorem. Malé množství elektřiny se pohybuje ze základny na emitor,a malá změna napětí způsobuje mnohem větší změny toku elektřiny mezi vrstvami emitoru a sběratele. BJT se nazývají bipolární, protože jako nosiče náboje používají jak negativně nabité elektrony, tak pozitivně nabité elektronové otvory.
V tranzistoru (FET) v poli (FET) se používá pouze jeden typ nosiče náboje. Každý FET má tři polovodičové vrstvy nazývané brána, odtok a zdroj, které jsou analogické s BJTS základnou, sběratelem a emitorem. Většina FET má také čtvrtý terminál označovaný jako tělo, objem, základnu nebo substrát. Zda FET používá elektrony nebo elektronové otvory k nošení nábojů, závisí na složení různých polovodičových vrstev.
Každý polovodičový terminál v tranzistoru může mít pozitivní nebo negativní polaritu, v závislosti na tom, s jakými látkami je hlavní polovodičový materiál tranzistoru dotován. U dopingu typu N se přidávají malé nečistoty arsenu nebo fosforu. Každý atom dopantmá ve svém vnějším plášti pět elektronů. Vnější skořepina každého atomu křemíku má pouze čtyři elektrony, a tak každý atom arsenu nebo fosforu poskytuje přebytečný elektron, který se může pohybovat polovodičem, což mu dává záporný náboj. U dopingu typu p se místo toho použijí gallium nebo boron, které mají tři elektrony ve vnějším plášti. To dává čtvrtý elektron ve vnějším skořepině atomů křemíku, s nimiž se nevodí, a produkuje odpovídající nosiče pozitivního náboje zvané elektronové otvory, do kterých se mohou elektrony pohybovat.
tranzistory jsou také klasifikovány podle polarity jejich složek. V tranzistorech NPN má střední terminál - základna v BJTS, brána ve FET - pozitivní polarita, zatímco dvě vrstvy na obou stranách jsou negativní. V tranzistoru PNP je to opak.