Quali sono le caratteristiche dei transistor?

Transistor sono componenti in dispositivi elettronici che controllano e amplificano il flusso di elettricità nel dispositivo e sono considerati una delle invenzioni più importanti nello sviluppo dell'elettronica moderna. Importanti caratteristiche del transistor che influenzano il modo in cui opera il transistor include il guadagno, la struttura e la polarità del transistor, nonché materiali da costruzione. Le caratteristiche del transistor possono variare ampiamente in base allo scopo del transistor.

I transistor sono utili perché possono utilizzare una piccola quantità di elettricità come segnale per controllare il flusso di quantità molto più grandi. La capacità del transistor di farlo è chiamata guadagno del transistor, che viene misurato come rapporto tra l'output che il transistor produce all'ingresso richiesto per produrre tale output. Maggiore è l'uscita rispetto all'input, maggiore è il guadagno. Questo rapporto può essere misurato in termini di potenza, tensione o corrente dell'elettricità. Il guadagno diminuisce con l'aumento della frequenza operativa.

Transistor Characteristica varia in base alla composizione del transistor. I materiali comuni includono i semiconduttori silicio, germanio e arsenide di gallio (GAAS). L'arsenuro di gallio viene spesso utilizzato per i transistor che funzionano ad alte frequenze perché la sua mobilità elettronica, la velocità con cui gli elettroni si muovono attraverso il materiale a semiconduttore, è più alta. Può anche funzionare in modo sicuro a temperature più elevate nei transistor al silicio o al germanio. Il silicio ha una mobilità elettronica inferiore rispetto agli altri materiali transistor, ma è comunemente usato perché il silicio è economico e può funzionare a temperature più elevate rispetto al germanio.

Una delle più importanti caratteristiche del transistor è il design del transistor. Un transistor di giunzione bipolare (BJT) ha tre terminali chiamati base, collezionista ed emettitore, con la base che giace tra il collettore e l'emettitore. Piccole quantità di elettricità si spostano dalla base all'emettitore,e il piccolo cambiamento nella tensione provoca cambiamenti molto maggiori nel flusso di elettricità tra gli strati di emettitore e collettore. I BJT sono chiamati bipolari perché usano sia elettroni caricati negativamente che fori elettronici caricati positivamente come vettori di carica.

In un transistor a effetto campo (FET), viene utilizzato solo un tipo di portatore di carica. Ogni FET ha tre strati di semiconduttore chiamati gate, drenaggio e fonte, che sono analoghi alla base BJTS, al collettore ed emettitore, rispettivamente. La maggior parte dei FET ha anche un quarto terminale indicato come corpo, massa, base o substrato. Se un FET utilizza elettroni o fori di elettroni per trasportare cariche dipende dalla composizione dei diversi strati di semiconduttore.

Ogni terminale di semiconduttore in un transistor può avere una polarità positiva o negativa, a seconda delle sostanze con cui il materiale semiconduttore principale del transistor è stato drogato. Nel doping di tipo N, vengono aggiunte piccole impurità di arsenico o fosforo. Ogni atomo del droganteha cinque elettroni nel suo guscio esterno. Il guscio esterno di ogni atomo di silicio ha solo quattro elettroni, e quindi ogni atomo di arsenico o fosforo fornisce un elettrone in eccesso che può muoversi attraverso il semiconduttore, dandogli una carica negativa. Nel doping di tipo P, al gallio o al boro, entrambi hanno invece tre elettroni nel guscio esterno. Ciò non dà al quarto elettrone nel guscio esterno degli atomi di silicio con cui legarsi, producendo corrispondenti vettori di carica positivi chiamati fori elettronici in cui gli elettroni possono muoversi.

Transistor sono anche classificati in base alla polarità dei loro componenti. Nei transistor NPN, il terminale medio - la base in BJTS, il cancello in Fets - ha una polarità positiva, mentre i due strati su entrambi i lati sono negativi. In un transistor PNP, il contrario è il caso.