Vad är transistorkarakteristika?

Transistorer är komponenter i elektroniska apparater som styr och förstärker flödet av elektricitet i enheten och anses vara en av de viktigaste uppfinningarna i utvecklingen av modern elektronik. Viktiga transistoregenskaper som påverkar hur transistorn fungerar inkluderar transistorns förstärkning, struktur och polaritet samt byggmaterial. Transistoregenskaper kan variera mycket beroende på transistorns syfte.

Transistorer är användbara eftersom de kan använda en liten mängd el som en signal för att kontrollera flödet med mycket större mängder. Transistorns förmåga att göra detta kallas transistorns förstärkning, som mäts som förhållandet mellan den utgång som transistorn producerar till den ingång som krävs för att producera den utgången. Ju högre utgång i förhållande till ingång, desto högre är förstärkningen. Detta förhållande kan mätas med avseende på elens kraft, spänning eller ström. Förstärkningen minskar när driftsfrekvensen ökar.

Transistorens egenskaper varierar beroende på transistorns sammansättning. Vanliga material inkluderar halvledarna kisel, germanium och galliumarsenid (GaAs). Galliumarsenid används ofta för transistorer som arbetar med höga frekvenser eftersom dess elektronrörlighet, hastigheten med vilken elektroner rör sig genom halvledarmaterialet, är högre. Det kan också säkert arbeta vid högre temperaturer i kisel- eller germaniumtransistorer. Kisel har lägre elektronrörlighet än de andra transistormaterialen, men används ofta eftersom kisel är billigt och kan arbeta vid högre temperaturer än germanium.

En av de viktigaste transistoregenskaperna är transistorns design. En bipolär förbindelsetransistor (BJT) har tre terminaler som kallas basen, kollektorn och emittern, där basen ligger mellan kollektorn och emittern. Små mängder elektricitet flyttas från basen till emittern, och den lilla spänningsförändringen orsakar mycket större förändringar i flödet av elektricitet mellan emitter och kollektorlager. BJT: er kallas bipolär eftersom de använder både negativt laddade elektroner och positivt laddade elektronhål som laddningsbärare.

I en fälteffekttransistor (FET) används endast en typ av laddningsbärare. Varje FET har tre halvledarlager som kallas grind, dränering och källa, vilka är analoga med BJT: s bas, kollektor respektive emitter. De flesta FET: er har också en fjärde terminal som kallas kroppen, bulk, bas eller substrat. Huruvida en FET använder elektroner eller elektronhål för att transportera laddningar beror på sammansättningen av de olika halvledarlagren.

Varje halvledarterminal i en transistor kan ha positiv eller negativ polaritet, beroende på vilka ämnen transistorns huvudledande material har dopats med. Vid dopning av N-typ tillsätts små föroreningar av arsenik eller fosfor. Varje atom i dopningsmedlet har fem elektroner i sitt yttre skal. Det yttre skalet hos varje kiselatom har bara fyra elektroner, och så har varje arsenik eller fosforatom en överskottselektron som kan röra sig genom halvledaren, vilket ger den en negativ laddning. I dopning av P-typ används gallium eller bor, som båda har tre elektroner i sitt yttre skal. Detta ger den fjärde elektronen i det yttre skalet av kiselatomerna inget att binda med, vilket ger motsvarande positiva laddningsbärare som kallas elektronhål i vilka elektroner kan röra sig.

Transistorer klassificeras också enligt polariteten hos deras komponenter. I NPN-transistorer har mittterminalen - basen i BJT: er, grinden i FET: er - positiv polaritet, medan de två lagren på vardera sidan av den är negativa. I en PNP-transistor är motsatsen fallet.