Forskellige typer transistorer og deres funktioner

Forskellige typer transistorer og deres funktioner

Transistoren er en aktiv komponent, og den etablerer sig over hele elektroniske kredsløb. De bruges som forstærkere og koblingsapparater. Som forstærkere bruges de i højt og lavt niveau, frekvensfaser, oscillatorer, modulatorer, detektorer og i ethvert kredsløb har brug for at udføre en funktion. I digitale kredsløb bruges de som afbrydere. Der er et stort antal producenter omtrent i verden, der producerer halvledere (transistorer er medlemmer af denne apparatfamilie), så der er nøjagtigt tusinder af forskellige typer. Der er lave, mellemstore og høje effektstransistorer, til funktion med høje og lave frekvenser, til funktion med meget høj strøm og / eller høje spændinger. Denne artikel giver et overblik over, hvad der er en transistor, forskellige typer transistorer og deres applikationer.



Hvad er en transistor

Transistoren er elektronisk udstyr. Den er lavet gennem en halvleder af typen p og n. Når en halvleder er placeret i midten mellem den samme type halvledere kaldes arrangementet transistorer. Vi kan sige, at en transistor er kombinationen af ​​to dioder, det er en forbindelse ryg mod ryg. En transistor er en enhed, der regulerer strøm eller spænding og fungerer som en knap eller port til elektroniske signaler.


Typer af transistorer

Typer af transistorer





Transistorer består af tre lag af en halvlederindretning , hver i stand til at flytte en strøm. En halvleder er et materiale som germanium og silicium, der leder elektricitet på en “semi-entusiastisk” måde. Det er hvor som helst mellem en ægte leder som et kobber og en isolator (svarende til de plastindpakkede groft ledninger).

Transistorsymbol

En diagrammatisk form for n-p-n og p-n-p transistor eksponeres. In-circuit er en forbindelsestegnet form, der bruges. Pilsymbolet definerede emitterstrømmen. I n-p-n-forbindelsen identificerer vi elektroner, der strømmer ind i emitteren. Dette betyder, at den konservative strøm strømmer ud af emitteren som angivet med den udgående pil. Ligeledes kan det ses, at for p-n-p-forbindelsen strømmer den konservative strøm ind i emitteren som eksponeret af den indadgående pil i figuren.



PNP- og NPN-transistorer

PNP- og NPN-transistorer

Der er så mange typer transistorer, og de varierer hver i deres egenskaber, og hver har sine fordele og ulemper. Nogle typer transistorer bruges hovedsageligt til skift af applikationer. Andre kan bruges til både skift og forstærkning. Alligevel er andre transistorer i en specialgruppe helt egen, såsom fototransistorer , som reagerer på den mængde lys, der skinner på den, for at producere strøm gennem den. Nedenfor er en liste over de forskellige typer transistorer, vi vil gennemgå de egenskaber, der skaber dem hver for sig

Hvad er de to hovedtyper af transistorer?

Transistorer er klassificeret i to typer som BJT'er og FET'er.


Bipolar junction transistor (BJT)

Bipolære krydsstransistorer er transistorer, der er bygget op af 3 regioner, basen, samleren og emitteren. Bipolare Junction-transistorer, forskellige FET-transistorer, er strømstyrede enheder. En lille strøm, der kommer ind i transistorens baseområde, forårsager en meget større strøm fra emitteren til kollektorområdet. Bipolære forbindelsestransistorer findes i to hovedtyper, NPN og PNP. En NPN-transistor er en, hvor størstedelen af ​​de nuværende bærere er elektroner.

Elektron, der strømmer fra emitteren til samleren, danner basen for størstedelen af ​​strømmen gennem transistoren. De yderligere opladningstyper, huller, er et mindretal. PNP-transistorer er det modsatte. I PNP-transistorer er størstedelen af ​​de nuværende bærehuller. BJT-transistorer fås i to typer, nemlig PNP og NPN

Bipolar junction transistorstifter

Bipolar junction transistorstifter

PNP Transistor

Denne transistor er en anden form for BJT - Bipolar Junction Transistors, og den indeholder to p-type halvledermaterialer. Disse materialer er opdelt i et tyndt halvlederlag af n-typen. I disse transistorer er de fleste ladebærere huller, mens mindretals ladebærere er elektroner.

I denne transistor angiver pilsymbolet den konventionelle strøm. Strømningsretningen i denne transistor er fra emitterterminalen til kollektorterminalen. Denne transistor tændes, når basisterminalen trækkes til LAV sammenlignet med emitterterminalen. PNP-transistoren med et symbol er vist nedenfor.

NPN-transistor

NPN er også en slags BJT (Bipolar Junction Transistors), og den inkluderer to n-type halvledermaterialer, der er opdelt i et tyndt halvlederlag af p-typen. I NPN-transistoren er de fleste ladningsbærere elektroner, mens mindretalsladningsbærerne er huller. Elektronerne strømmer fra emitterterminalen til kollektorterminalen, vil danne den aktuelle strømning inden i basisterminalen på transistoren.

I transistoren kan den mindre mængde strømforsyning ved baseterminalen forårsage tilførsel af stor mængde strøm fra emitterterminalen til samleren. På nuværende tidspunkt er de almindeligt anvendte BJT'er NPN-transistorer, da elektronernes mobilitet er højere sammenlignet med hullernes mobilitet. NPN-transistoren med et symbol er vist nedenfor.

Field Effect Transistor

Felteffekt-transistorer består af 3 regioner, en port, en kilde og et afløb. Forskellige bipolære transistorer, FET'er er spændingsstyrede enheder. En spænding placeret ved porten styrer strømmen fra kilden til transistorens afløb. Felteffekt-transistorer har en meget høj indgangsimpedans, fra adskillige mega ohm (MΩ) modstand til meget, meget større værdier.

Denne høje inputimpedans får dem til at have meget lidt strøm gennem dem. (Ifølge ohm's lov påvirkes strømmen omvendt af værdien af ​​kredsløbets impedans. Hvis impedansen er høj, er strømmen meget lav.) Så FET'er trækker begge meget lidt strøm fra et kredsløbs strømkilde.

Felteffekt-transistorer

Felteffekt-transistorer

Dette er således ideelt, fordi de ikke forstyrrer de originale kredsløbseffektelementer, som de er tilsluttet. De får ikke strømkilden ned. Ulempen ved FET'er er, at de ikke giver den samme forstærkning, der kunne opnås fra bipolære transistorer.

Bipolære transistorer er overlegne i det faktum, at de giver større forstærkning, selvom FET'er er bedre, fordi de forårsager mindre belastning, er billigere og lettere at fremstille. Field Effect Transistors findes i 2 hovedtyper: JFET'er og MOSFET'er. JFET'er og MOSFET'er er meget ens, men MOSFET'er har endnu højere indgangsimpedansværdier end JFET'er. Dette medfører endnu mindre belastning i et kredsløb. FET-transistorer er klassificeret i to typer, nemlig JFET og MOSFET.

JFET

JFET står for Junction-Field-Effect transistor. Dette er simpelt såvel som en indledende type FET-transistorer, der bruges som modstande, forstærkere, afbrydere osv. Dette er en spændingsstyret enhed, og den bruger ingen forspændingsstrøm. Når spændingen er påført blandt gate- og kildeterminaler, styrer den strømmen mellem JFET-transistorens kilde og afløb.

Det Junction Field Effect Transistor (JUGFET eller JFET) har ingen PN-kryds, men har i stedet en smal del af halvledermateriale med høj resistivitet, der danner en 'kanal' af enten N-type eller P-type silicium for de fleste bærere til at strømme igennem med to ohmske elektriske forbindelser i begge ender kaldes normalt henholdsvis afløbet og kilden.

Junction Field Effect Transistors

Junction Field Effect Transistors

Der er to grundlæggende konfigurationer af en junction felt-effekt transistor, N-kanal JFET og P-kanal JFET. N-kanalens JFET's kanal er doteret med donorurenheder, hvilket betyder, at strømmen af ​​strøm gennem kanalen er negativ (deraf udtrykket N-kanal) i form af elektroner. Disse transistorer er tilgængelige i både P-kanal og N-kanal typer.

MOSFET

MOSFET eller metaloxid-halvleder felt-effekt transistor bruges hyppigst blandt alle former for transistorer. Som navnet antyder, inkluderer den terminalen på metalporten. Denne transistor inkluderer fire terminaler som kilde, afløb, gate & substrat eller krop.

MOSFET

MOSFET

Sammenlignet med BJT og JFET har MOSFETs flere fordele, da det giver høj i / p-impedans såvel som lav o / p-impedans. MOSFET'er bruges hovedsageligt i kredsløb med lav effekt, især under design af chips. Disse transistorer fås i to typer som udtømning og forbedring. Desuden er disse typer kategoriseret i P-kanal- og N-kanaltyper.

Det vigtigste funktioner i FET inkluderer følgende.

  • Det er unipolar, fordi ladebærere som enten elektroner eller huller er ansvarlige for transmission.
  • I FET vil indgangsstrømmen flyde på grund af den omvendte bias. Derfor er denne transistors indgangsimpedans høj.
  • Når o / p-spændingen i felteffekt-transistoren styres gennem portens indgangsspænding, kaldes denne transistor den spændingsstyrede enhed.
  • I ledningsbanen er der ingen kryds. Så FET'er har mindre støj sammenlignet med BJT'er.
  • Karakteriseringen af ​​forstærkning kan udføres med transkonduktans, fordi det er forholdet mellem o / p-ændringsstrøm og indgangsspændingsændring
  • FET's o / p-impedans er lav.

Fordele ved FET

Fordelene ved FET sammenlignet med BJT inkluderer følgende.

  • FET er en unipolar enhed, mens BJT er en bipolar enhed
  • FET er en spændingsdrevet enhed, mens BJT er en strømdrevet enhed
  • FET's i / p-impedans er høj, mens BJT har lav
  • Støjniveauet for FET er lavt sammenlignet med BJT
  • I FET er termisk stabilitet høj, mens BJT har lav.
  • Forstærkningskarakteriseringen af ​​FET kan ske gennem transkonduktans, mens i BJT med en spændingsforstærkning

Anvendelser af FET

Anvendelserne af FET inkluderer følgende.

  • Disse transistorer bruges inden for forskellige kredsløb for at mindske belastningseffekten.
  • Disse bruges i flere kredsløb som faseforskydningsoscillatorer, voltmetre og bufferforstærkere.

FET-terminaler

FET har tre terminaler som kilde, gate og afløb, som ikke ligner terminalerne på BJT. I FET svarer Source-terminalen til BJT's Emitter-terminal, mens Gate-terminalen ligner Base-terminalen og Drain-terminalen til Collector-terminalen.

Kilde Terminal

  • I FET er kildeterminalen den, gennem hvilken ladebærerne kommer ind i kanalen.
  • Dette svarer til BJTs emitterterminal
  • Kildeterminalen kan repræsenteres med 'S'.
  • Strømmen af ​​strøm gennem kanalen på kildeterminalen kan specificeres som IS.
    Gate Terminal
  • I en FET spiller Gate-terminalen en vigtig rolle for at kontrollere strømmen af ​​strøm gennem hele kanalen.
  • Strømmen kan styres gennem portterminalen ved at give den en ekstern spænding.
  • Gate terminal er en blanding af to terminaler, der er internt forbundet og er dopet tungt. Kanalens ledningsevne kan moduleres gennem portterminalen.
  • Dette svarer til BJT's basisterminal
  • Portterminalen kan repræsenteres med 'G'.
  • Strømmen af ​​strøm gennem kanalen ved Gate-terminalen kan specificeres som IG.

Afløbsterminal

  • I FET er afløbsterminalen den, hvorigennem bærerne forlader kanalen.
  • Dette er analogt med kollektorterminalen i en bipolar junction transistor.
  • Afløb til kilde spænding er betegnet som VDS.
  • Afløbsterminalen kan betegnes som D.
  • Strømmen, der bevæger sig væk fra kanalen ved afløbsterminalen, kan specificeres som ID.

Forskellige typer transistorer

Der er forskellige typer transistorer tilgængelige baseret på funktionen som lille signal, lille skift, strøm, højfrekvens, fototransistor, UJT. Nogle former for transistorer bruges hovedsageligt til forstærkning, ellers skifter det formål.

Små signaltyper af transistorer

Små signaltransistorer bruges hovedsageligt til at forstærke lavniveausignaler, men kan også fungere godt som afbrydere. Disse transistorer er tilgængelige via en hFE-værdi, der specificerer, hvordan en transistor forstærker indgangssignaler. Omfanget af typiske hFE-værdier er fra 10 til 500 inklusive den højeste kollektorstrømsklasse (Ic) fra 80 mA til 600 mA.

Disse transistorer er tilgængelige i to former som PNP og NPN. De højeste driftsfrekvenser for denne transistor har fra 1 til 300 MHz. Disse transistorer bruges til forstærkning af små signaler som et par volt og simpelthen når der anvendes en millimeter ampere strøm. En strømtransistor kan anvendes, når der er brugt en enorm spænding såvel som strøm.

Små omskiftningstyper af transistorer

Små koblingstransistorer bruges som kontakter såvel som forstærkere. De typiske hFE-værdier for disse transistorer spænder fra 10 til 200 inklusive mindst kollektorstrømværdier, der spænder fra 10 mA til 1000mA. Disse transistorer er tilgængelige i to former som PNP og NPN

Disse transistorer er ikke i stand til forstærkning af små signaler af transistorer, som kan omfatte op til 500 forstærkning. Så dette vil gøre transistorer mere nyttige til skift, selvom de kan bruges som forstærkere til at give forstærkning. Når du har brug for yderligere forstærkning, fungerer disse transistorer bedre som forstærkere.

Strømtransistorer

Disse transistorer er anvendelige, når der bruges meget strøm. Samlerterminalen på denne transistor er allieret med basisterminalen i metal, så den fungerer som en kølelegeme for at opløse overskudskraft. Området for typiske effektklasser varierer hovedsageligt fra ca. 10 W til 300 W inklusive frekvensklasser, der spænder fra 1 MHz - 100 MHz.

Strømtransistor

Strømtransistor

Værdierne for den højeste kollektorstrøm vil variere mellem 1A - 100 A. Effekttransistorer er tilgængelige i PNP- og NPN-former, mens Darlington-transistoren kommer i enten PNP- eller NPN-form.

Højfrekvente typer af transistorer

Højfrekvente transistorer bruges især til små signaler, der fungerer ved høje frekvenser og bruges i højhastighedsbaserede skifteapplikationer. Disse transistorer kan anvendes i højfrekvente signaler og skal kunne tænde / slukke ved ekstremt høje hastigheder.

Anvendelserne af højfrekvente transistorer inkluderer hovedsageligt HF-, UHF-, VHF-, MATV- og CATV-forstærker samt oscillatorapplikationer. Området for maksimal frekvensvurdering er ca. 2000 MHz og de højeste kollektorstrømme varierer fra 10 mA - 600mA. Disse fås i både PNP- og NPN-former.

Fototransistor

Disse transistorer er lysfølsomme, og en almindelig type af denne transistor ligner en bipolar transistor, hvor basisledningen på denne transistor fjernes såvel som ændres gennem en lysfølsom region. Så dette er grunden til, at en fototransistor blot indeholder to terminaler i stedet for de tre terminaler. Når den udvendige region holdes skyggefuld, slukkes enheden.

Fototransistor

Fototransistor

Grundlæggende er der ingen strøm af strøm fra samlerens regioner til emitteren. Men når regionen lysfølsomt udsættes for dagslys, kan der produceres en lille mængde basisstrøm til at styre en meget høj kollektor til emitterstrøm.

Svarende til normale transistorer kan disse være både FET'er og BJT'er. FET'er er lysfølsomme transistorer, ikke som fotobipolære transistorer, foto FET'er bruger lys til at producere en gate spænding, der hovedsageligt bruges til at styre en afløbskildestrøm. Disse reagerer meget på ændringer inden for lys såvel som mere sarte sammenlignet med bipolære fototransistorer.

Unijunction Typer af transistorer

Unijunction transistorer (UJT'er) inkluderer tre ledninger, der fungerer fuldstændigt som elektriske afbrydere, så de ikke bruges som forstærkere. Generelt fungerer transistorer som en switch såvel som en forstærker. Imidlertid giver en UJT ikke nogen form for forstærkning på grund af dens design. Så det er ikke designet til at give tilstrækkelig spænding ellers strøm.

Ledningerne til disse transistorer er B1, B2 og en emitterledning. Betjeningen af ​​denne transistor er enkel. Når der findes spænding mellem dens emitter eller baseterminalen, vil der være en lille strøm af strøm fra B2 til B1.

Unijunction Transistor

Unijunction Transistor

Kontrolledningerne i andre typer transistorer vil give en lille ekstra strøm, mens det i UJT er det modsatte. Transistorens primære kilde er dens emitterstrøm. Strømmen fra B2 til B1 er simpelthen en lille mængde af den samlede kombinerede strøm, hvilket betyder, at UJT'er ikke er egnede til forstærkning, men de er egnede til at skifte.

Heterojunction bipolar transistor (LGBT)

AlgaAs / GaAs heterojunction bipolære transistorer (HBT'er) bruges til digitale og analoge mikrobølgeapplikationer med frekvenser så høje som Ku-båndet. HBT'er kan levere hurtigere skiftehastigheder end siliciumbipolære transistorer, hovedsagelig på grund af reduceret basismodstand og kollektor-til-substratkapacitans. HBT-behandling kræver mindre krævende litografi end GaAs FET'er, derfor kan HBT'er uvurderlige at fremstille og kan give bedre litografisk udbytte.

Denne teknologi kan også give højere nedbrydningsspændinger og lettere bredbåndsimpedanstilpasning end GaAs FET'er. Ved vurdering med Si bipolare junction transistorer (BJT'er) viser HBT'er bedre præsentation med hensyn til emitterinjektionseffektivitet, basismodstand, base-emitterkapacitans og afskæringsfrekvens. De præsenterer også god linearitet, lav fasestøj og høj effektivitet. HBT'er anvendes i både rentable og pålidelige applikationer, såsom effektforstærkere i mobiltelefoner og laserdrivere.

Darlington Transistor

En Darlington-transistor, der undertiden kaldes et 'Darlington-par', er et transistorkredsløb, der er lavet af to transistorer. Sidney Darlington opfandt det. Det er som en transistor, men det har en meget højere evne til at få strøm. Kredsløbet kan være lavet af to diskrete transistorer, eller det kan være inde i et integreret kredsløb.

Parameteren hfe med en Darlington transistor er hver transistor hfe ganget gensidigt. Kredsløbet er nyttigt i lydforstærkere eller i en sonde, der måler en meget lille strøm, der går gennem vandet. Det er så følsomt, at det kan opfange strømmen i huden. Hvis du forbinder det til et stykke metal, kan du oprette en berøringsfølsom knap.

Darlington Transistor

Darlington Transistor

Schottky Transistor

En Schottky-transistor er en kombination af en transistor og en Schottky-diode der forhindrer transistoren i at mætte ved at aflede den ekstreme indgangsstrøm. Det kaldes også en Schottky-fastspændt transistor.

Transistor med flere sendere

En multiple-emitter transistor er en specialiseret bipolar transistor, der ofte bruges som input af transistor logik (TTL) NAND logiske porte . Indgangssignaler påføres emitterne. Samlerstrøm stopper med at flyde, hvis alle emittere drives af den logiske højspænding og udfører således en NAND-logisk proces ved hjælp af en enkelt transistor. Transistorer med flere emitter erstatter dioder af DTL og accepterer en reduktion af skiftetid og strømafbrydelse.

Dual Gate MOSFET

En form for MOSFET, der er særlig populær i flere RF-applikationer, er dual-gate MOSFET. Dual-gate MOSFET bruges i mange RF- og andre applikationer, hvor der kræves to kontrolporte i serie. Dual-gate MOSFET er grundlæggende en form for MOSFET, hvor to porte er lavet langs kanalens længde efter hinanden.

På denne måde påvirker begge porte niveauet af strøm, der flyder mellem kilden og afløbet. Faktisk kan dual-gate MOSFET-operation betragtes som den samme som to MOSFET-enheder i serie. Begge porte påvirker den generelle MOSFET-drift og derfor output. Dual-gate MOSFET kan bruges i mange applikationer inklusive RF mixere / multiplikatorer, RF forstærkere, forstærkere med forstærkningskontrol og lignende.

Lavinetransistor

En lavinetransistor er en bipolar krydsetransistor designet til proces i regionen med dens kollektorstrøm / kollektor-til-emitter spændingsegenskaber ud over kollektor-til-emitter-nedbrydningsspænding, kaldet lavineopdelingsregion. Denne region er kendetegnet ved lavineopdelingen, en forekomst svarende til Townsend-udledning for gasser og negativ differensmodstand. Drift i lavineopdelingsregionen kaldes lavine-mode-operation: det giver lavine-transistorer evnen til at skifte meget høje strømme med mindre end en nanosekunds stigning og faldtider (overgangstider).

Transistorer, der ikke er specielt designet til formålet, kan have rimeligt konsistente lavineegenskaber, for eksempel var 82% af prøverne på 15V højhastighedsafbryderen 2N2369, fremstillet over en 12-årig periode, i stand til at generere lavineopdelingsimpulser med en stigende tid på 350 ps eller derunder ved hjælp af en 90V strømforsyning som Jim Williams skriver.

Diffusionstransistor

En diffusionstransistor er en bipolar forbindelsestransistor (BJT) dannet ved at diffundere dopemidler i et halvledersubstrat. Diffusionsprocessen blev implementeret senere end legeringskryds og voksede krydsprocesser til fremstilling af BJT'er. Bell Labs udviklede de første prototype diffusionstransistorer i 1954. De originale diffusionstransistorer var diffusionsbasistransistorer.

Disse transistorer havde stadig legeringsemittere og undertiden legeringsopsamlere som de tidligere legeringskrydsstransistorer. Kun basen blev diffunderet ind i substratet. Undertiden producerede substratet samleren, men i transistorer som Philcos diffuserede transistorer med mikrolegering var substratet hovedparten af ​​basen.

Anvendelser af typer af transistorer

Den rigtige anvendelse af kraft halvledere kræver en forståelse af deres maksimale klassifikationer og elektriske egenskaber, information, der præsenteres i enhedens datablad. God designpraksis anvender databladgrænser og ikke oplysninger, der er opnået fra små prøvepartier. En vurdering er en maksimums- eller minimumsværdi, der sætter en grænse for enhedens evne. Handler ud over en vurdering kan resultere i irreversibel nedbrydning eller enhedsfejl. Maksimale klassifikationer betyder en enheds ekstreme funktioner. De skal ikke bruges som designforhold.

En karakteristik er et mål for enhedens ydeevne under individuelle driftsforhold udtrykt ved minimums-, karakteristiske og / eller maksimale værdier eller afsløret grafisk.

Således handler det hele om hvad er en transistor og de forskellige typer transistorer og deres applikationer. Vi håber, at du har fået en bedre forståelse af dette koncept eller til at gennemføre elektriske og elektroniske projekter , bedes du give dine værdifulde forslag ved at kommentere i kommentarfeltet nedenfor. Her er et spørgsmål til dig, hvad er en transistors hovedfunktion?