Tranzistor je základem technologické revoluce.

Lidstvo vděčí velkou část své technologické síly malému mikroelektronickému prvku, samému cihlá, bez něhož by technická revoluce nebyla možná. Jedná se o tranzistor. Tento prvek všech elektronických obvodů je nyní tak malý, že je nemožné ho vidět bez zvláštních zařízení.

Termín

Nyní dokonce školáci vědí, že tranzistor je malé zařízení sestávající ze tří bloků polovodičových materiálů. Samotné jméno však s ním nepřišlo okamžitě. Dříve toto zařízení bylo nazýváno "polovodičovou triodou" a bylo používáno v technologii lamp. Stále ještě neexistuje shoda o tom, jak přesně se objevilo moderní slovo "tranzistor". Zejména někteří věří, že termín se skládá ze dvou složek - "převod" a "odpor". To znamená, že v tomto případě můžeme mluvit o zařízení, které řídí odpor. Do jisté míry to je.

Zařízení

Moderní tranzistor je základní součástí každého elektronického obvodu. Strukturálně sestává ze tří připojených materiálů s polovodičovými vlastnostmi. Například křemík, germanium atd. Jejich zvláštností je to, že proud protéká strukturou jen za určitých podmínek a na hranici jejich kontaktu pohyb elektronů obecně splňuje zvláštní zákony. Existují dva typy vodivosti - díra a elektronika. První je neodmyslitelná v těch materiálech, ve kterých je nedostatek záporně nabitých částic - tzv. "Děr", tedy místa v atomech, kde jsou "volná místa" pro elektrony v oběžné dráze. Druhý, naopak, existuje tam, kde je jasný přebytek nosičů záporných nábojů. Tranzistor je zařízení, ve kterém jsou dva bloky materiálu s jedním typem vodivosti a jeden s druhým spojeny v jediném případě (nebo v izolované oblasti s litografií). Z každé elektrody je odvozen, což umožňuje zapojení do elektrického obvodu. Takže tranzistor je zařízení sestávající z PNP (otvor - elektron - otvor) nebo NPN materiálů.

Princip činnosti

Abychom pochopili, jak funguje tranzistor v okruhu, nejjednodušší je použít analogii vody. Představte si zařízení, které se skládá ze tří trubek spojených na jednom místě společným kanálem - ve skutečnosti, odpaliště. Na jedné straně proudí voda (návrat k tranzistorům, to je emitor, to znamená "dávat"), od druhého okraje vylévá někde (kolektor), zatímco střední tryska (základna) slouží k nastavení intenzity tlaku. Takže tím, že zde posíláte další proud, můžete řídit výstupní vodu, posilovat ji nebo ji oslabovat. Samozřejmě, příklad je co nejvíce zjednodušený, ale pro obecné porozumění stačí. A protože tranzistor není jen odpor s třemi kolíky, ale polovodičovým prvkem, řídí velmi nevýznamný proudový dopad na základní elektrodu. Řídící proud aplikovaný na střední část zařízení slouží jako impuls, který otevírá přechody nabitých částic a mírná změna vede k několikanásobnému zvýšení nebo snížení celkového "průtoku". Tranzistor na obvodu nemůže být vždy použit v tak jednoduchém schematickém řešení. Pokud je nutné zvýšit řídící proud přiváděný do základní elektrody, použije se celá tranzistorová kaskáda, ve které každý postupný prvek zesiluje signál z předchozího.

Vlastnosti tranzistoru

Každé takové zařízení je charakterizováno zejména minimální hodnotou základního proudu, která je nezbytná pro otevírání PN spojů. Bez tohoto nárazu zůstává zařízení "uzavřeno" a nedochází k pohybu nabitých částic.

Dalším důležitým bodem, který je třeba vzít v úvahu při provozu těchto zařízení, je hodnota napětí, při které dochází k narušení přechodů. Je zřejmé, že vnitřní odpor může být překonán bez "otevírání", ale tato metoda dá tranzistor mimo činnost. Rozložení napětí se proto musí považovat za hraniční nebo maximálně přípustné.

Neméně důležitá je charakteristika znázorňující závislost změny kolektorového proudu na působení na základní elektrodu. Existují grafy, kde je v podobě křivky určena tato závislost, nazývaná převodní poměr.

Z hlediska designu existují pole a bipolární modely. V prvním je náboj přenášen pouze pozitivně (díry) nebo negativně (elektrony) nabitými částicemi a ve druhém se účastní oba typy nosičů.

Další charakteristikou je vstupní odpor. Při růstu se zisk zvětšuje a sníží se proud potřebný pro regulaci.

A nakonec jedna důležitá vlastnost je spojena s frekvencí přenášeného proudu. V závislosti na typech použitých polovodičových materiálů mohou být tranzistory "obyčejné" a vysokofrekvenční. Kvůli zvláštnostem fyzikálních procesů (rychlost přenosu náboje přes okrajové oblasti, kapacitu, odpor) se zisk s rostoucí frekvencí snižuje a klesá téměř na nulu. Hodnota, se kterou se tak stane, se nazývá hraniční hodnota.

Klíčové parametry

Kromě výše uvedeného existuje řada funkcí těchto zařízení. Při výběru takových mikroelektronických zařízení je důležité zvážit následující parametry tranzistorů:

1. Množství proudu, který proudí skrze kolektor. Je zřejmé, že nekonečné zvýšení není možné, a když se pokusíte překročit limit, zařízení selže.

2. Konečný stres, jehož přebytek ničí odpor přechodů.

3 Velikost napětí, při které není možné další řízení tranzistoru.

Ve skutečnosti existuje mnoho parametrů, které jsou shromažďovány ve zvláštních adresářích.