Tranzistoru veidi un īpašības
Atstāj ziņu
Bipolārais tranzistors (BJT)
Pamatstruktūra un princips:
Bipolārā savienojuma tranzistors (BJT) ir ierīce, kas sastāv no trīs pusvadītāju materiālu slāņiem ar trim elektrodiem: emitētāju (E), bāzi (B) un kolektoru (C). Pēc pusvadītāju materiāla veida BJT iedala divos veidos: NPN un PNP. Tās darbības princips ir balstīts uz mazākuma nesēju (elektronu un caurumu) ievadīšanu un difūziju bāzes reģionā, un kolektora strāvu kontrolē bāzes strāva, lai panāktu strāvas pastiprināšanu.
raksturīgs:
Spēcīga strāvas pastiprināšanas iespēja:BJT parasti ir liels strāvas pastiprinājums, līdz pat simtiem reižu, padarot tos piemērotus zemfrekvences pastiprināšanas shēmām.
Zema ieejas pretestība:Bāzes strāvas klātbūtnes dēļ BJT ieejas pretestība ir salīdzinoši zema.
Mērens pārslēgšanās ātrums:BJT ir ātrāki pārslēgšanās ātrumi, bet ne tik ātri kā lauka efekta tranzistoriem (FET).
Slikta termiskā stabilitāte:BJT ir pakļauti termiskai bēgšanai augstās temperatūrās, tādēļ ir nepieciešama papildu siltuma izkliedes konstrukcija.
Pielietojums:
Zemas frekvences pastiprināšanas shēma: piemēram, audio pastiprinātājs.
Slēdža ķēde: piemēram, releja draiveris.
Oscilācijas ķēde: piemēram, radiofrekvences oscilators.
Lauka efekta tranzistors (FET)
Pamatstruktūra un princips:
Lauka efekta tranzistors (FET) ir ierīce, kas balstās uz elektriskā lauka efektu, lai kontrolētu strāvu, ar trim elektrodiem: avotu (S), drenāžu (D) un aizbīdni (G). Atbilstoši to dažādajām struktūrām un darbības principiem FET tiek iedalīti divās kategorijās: savienojuma lauka efekta tranzistori (JFET) un izolēto vārtu lauka efekta tranzistori (MOSFET).
Savienojuma lauka efekta tranzistors (JFET):
Struktūra un princips:JFET regulē avota drenāžas strāvu, kontrolējot spriegumu starp vārtiem un avotu. Tas galvenokārt sastāv no P vai N tipa pusvadītāju materiāla.
raksturīgs:
Augsta ieejas pretestība:Īpaši mazās vārtu strāvas dēļ JFET ieejas pretestība ir ļoti augsta, padarot to piemērotu pastiprināšanas shēmām ar augstu ieejas pretestību.
Zems trokšņa līmenis:JFET ir lieliska trokšņu veiktspēja, un tas ir piemērots zema trokšņa līmeņa pastiprinātājiem.
Sprieguma kontrole:JFET strāvas vadība galvenokārt balstās uz spriegumu, tāpēc tai ir laba linearitāte noteiktā diapazonā.
Izolēts vārtu lauka efekta tranzistors (MOSFET):
Struktūra un princips:Avota noplūdes strāvu kontrolē vārtu spriegums, un tai ir metāla oksīda pusvadītāju struktūra. Pēc vadītspējas veida tas ir sadalīts divos veidos: N-kanāls un P-kanāls.
raksturīgs:
Īpaši augsta ieejas pretestība:Ieejas pretestība ir augstāka nekā JFET, un tā gandrīz nepatērē aizbīdņa strāvu.
Ātrgaitas slēdzis:Ar īpaši ātru pārslēgšanas ātrumu, piemērots augstfrekvences komutācijas shēmām.
Zema pretestība:Īpaši super-savienojuma MOSFET to pretestība ir ārkārtīgi zema, padarot tos piemērotus lietojumiem ar lielu strāvu.
Viegli vadāms:Pateicoties ārkārtīgi mazajai aizbīdņu strāvai, MOSFET ir viegli savienot ar loģiskajām shēmām.
Pielietojums:
Augstas frekvences pastiprināšanas ķēde:piemēram, RF pastiprinātājs.
Komutācijas barošanas avots:piemēram, līdzstrāvas-līdzstrāvas pārveidotājs.
Digitālās shēmas:piemēram, mikroprocesoru ievades/izvades saskarnes.
Izolēts vārtu bipolārs tranzistors (IGBT)
Pamatstruktūra un princips:
Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT) ir ierīce, kas apvieno MOSFET un BJT priekšrocības. Tam ir augsta MOSFET ieejas pretestība un zemas BJT vadītspējas zudumu īpašības. IGBT kontrolē MOS vārti, un tam ir iekšēja BJT struktūra, kas nodrošina efektīvu strāvas pastiprināšanu un pārslēgšanu.
raksturīgs:
Augsta ieejas pretestība:Līdzīgi kā MOSFET, IGBT ir augsta ieejas pretestība, un tos ir viegli vadīt.
Zems vadītspējas zudums:Zems zudums vadīšanas laikā, piemērots augstsprieguma un lielas strāvas lietojumiem.
Vidējais pārslēgšanas ātrums:Pārslēgšanās ātrums ir starp MOSFET un BJT, piemērots starpfrekvences lietojumiem.
Spēcīga augstsprieguma pretestība:parasti ir augsta sprieguma pretestība un ir piemērota augstsprieguma jaudas elektroniskajām iekārtām.
Pielietojums:
Motora piedziņa:piemēram, frekvences pārveidotājs un servo piedziņa.
Jaudas pārveidošana:piemēram, fotoelementu invertori un UPS.
Transports:piemēram, elektrisko transportlīdzekļu jaudas elektroniskā vadības sistēma.
Nākotnes attīstības tendences
Nepārtraukti attīstoties tehnoloģijām, arī tranzistoru tehnoloģija nepārtraukti attīstās. Nākotnes attīstības tendences ietver:
Jaunu materiālu pielietojums:
Plašas joslas pusvadītāju materiāli, piemēram, silīcija karbīds SiC un gallija nitrīds GaN, tiek plaši izmantoti augstfrekvences, augstas temperatūras un augstspiediena lietojumos. Viņiem ir augstāka efektivitāte un labāka termiskā stabilitāte.
Miniaturizācija un integrācija:
Tranzistori attīstīsies uz mazākiem izmēriem un augstāku integrāciju, pielāgojoties miniaturizācijas un portatīvo elektronisko ierīču vajadzībām.
Inteliģenta un adaptīva vadība:
Integrējiet viedākas vadības un aizsardzības funkcijas tranzistoros, lai uzlabotu to uzticamību un lietojumprogrammu elastību, kā arī pielāgotos sarežģītām lietojumprogrammu vidēm.
Zaļš un enerģiju taupošs:
Pieaugot pieprasījumam pēc vides aizsardzības un enerģijas taupīšanas, tranzistori attīstīsies uz augstāku energoefektivitāti un zemāku enerģijas patēriņu, veicinot elektronisko ierīču zaļo attīstību.
