Jakie są cechy tranzystora?
Tranzystory to komponenty w urządzeniach elektronicznych, które kontrolują i wzmacniają przepływ energii elektrycznej w urządzeniu i są uważane za jeden z najważniejszych wynalazków w rozwoju nowoczesnej elektroniki. Ważne cechy tranzystora, które wpływają na sposób działania tranzystora, obejmują wzmocnienie tranzystora, strukturę i polaryzację, a także materiały budowlane. Charakterystyka tranzystora może się znacznie różnić w zależności od celu tranzystora.
Tranzystory są przydatne, ponieważ mogą wykorzystać niewielką ilość energii elektrycznej jako sygnału do kontrolowania przepływu znacznie większych ilości. Zdolność tranzystora do tego nazywa się wzmocnieniem tranzystora, który jest mierzony jako stosunek wyjścia, jaki wytwarza tranzystor do wejścia wymaganego do wytworzenia tego wyjścia. Im wyższa wydajność w stosunku do danych wejściowych, tym wyższy wzmocnienie. Stosunek ten można zmierzyć pod względem energii, napięcia lub prądu energii elektrycznej. Zwiększenie maleje wraz ze wzrostem częstotliwości roboczej.
Characte tranzystoraRICS różnią się w zależności od składu tranzystora. Wspólne materiały obejmują półprzewodnikowy krzem, german i arsenid galu (GAAS). Arsenid gali często jest stosowany w przypadku tranzystorów, które działają przy wysokich częstotliwościach, ponieważ jego mobilność elektronów, prędkość, z jaką elektrony poruszają się przez materiał półprzewodnikowy, jest wyższa. Może również bezpiecznie działać w wyższych temperaturach w tranzystorach krzemu lub germanu. Krzem ma niższą mobilność elektronów niż inne materiały tranzystorowe, ale jest powszechnie stosowany, ponieważ krzem jest niedrogi i może działać w wyższych temperaturach niż german.
Jedną z najważniejszych cech tranzystora jest projekt tranzystora. Tranzystor połączenia dwubiegunowego (BJT) ma trzy terminale zwane podstawą, kolektorem i emiterem, z podstawą leżącej między kolekcjonerem a emiterem. Niewielkie ilości energii elektrycznej przesuwają się z podstawy do emitera,a niewielka zmiana napięcia powoduje znacznie większe zmiany przepływu energii elektrycznej między warstwami emitera i kolektora. BJT są nazywane dwubiegunowym, ponieważ wykorzystują zarówno elektrony ujemnie naładowane, jak i dodatnio naładowane otwory elektronowe jako nośniki ładunku.
W tranzystorze w terenie (FET) stosuje się tylko jeden rodzaj nośnika ładunku. Każdy FET ma trzy warstwy półprzewodników zwane bramą, odpływem i źródłem, które są odpowiednio analogiczne do podstawy BJTS, kolektora i emitera. Większość FET ma również czwarty terminal określany jako ciało, masa, podstawa lub podłoże. To, czy FET używa elektronów lub otworów elektronowych do przenoszenia ładunków, zależy od składu różnych warstw półprzewodników.
Każdy terminal półprzewodnikowy w tranzystorze może mieć dodatnią lub ujemną polaryzację, w zależności od substancji główny materiał półprzewodnikowy tranzystora. W domieszkowaniu typu N dodaje się niewielkie zanieczyszczenia arsenu lub fosforu. Każdy atom domieszkima pięć elektronów w zewnętrznej skorupce. Zewnętrzna skorupa każdego atomu krzemowego ma tylko cztery elektron, a zatem każdy atom arsenowy lub fosforowy zapewnia nadmiar elektronu, który może poruszać się przez półprzewodnik, co daje ładunek ujemny. W domieszkowaniu typu p galu lub boru, z których oba mają trzy elektrony w ich zewnętrznej skorupce. Daje to czwarty elektron w zewnętrznej powładzie atomów krzemu, z czym nie można się wiązać, wytwarzając odpowiednie dodatnie nośniki ładowania zwane otworami elektronowymi, do których mogą się poruszać elektrony.
Tranzystory są również klasyfikowane według polaryzacji ich komponentów. W tranzystorach NPN średnie terminal - podstawa w BJTS, brama w FET - ma dodatnią polaryzację, podczas gdy dwie warstwy po obu stronach są ujemne. W tranzystorze PNP jest odwrotnie.