Co je tranzistor? Typy a aplikace
Těm, kteří mají rádi elektrotechniky a technických vysokoškoláků, se často zajímá otázka: "Co je tranzistor?" Obecně lze považovat za každé zařízení, které má schopnost měnit signál mezi dvěma stavy, když se změní označení na hlavní elektrodě.
Tranzistor je polovodičový prvek, který má zpravidla tři závěry:
Sběratel. Je napájen vysokým proudem.
Základ. Na výstupu je řídící proud (menší síly).
Emitor Dodává se s proudem z kolektoru. Současně na třetím výstupu jeho síla nepatrně přesahuje sílu na prvním výstupu.
Abychom pochopili, co je tranzistor, stojí za zmínku, že to je hlavní součást nějakého elektrického obvodu. Bez takových zařízení se nedá dělat ve výrobě prakticky žádného zařízení. Jsou široce používány při výrobě rozhlasových, televizních zařízení, hudebních nástrojů a dokonce i jednoduchých "blikajících světel"; in generátory signálů a elektronické klíče bez nich také nedokážou. Hlavním úkolem prvku je zvýšení slabé energie signálu díky dodatečnému zdroj energie.
Bez nadsázky lze říci, že všechny úspěchy mikroelektroniky a dalších průmyslových segmentů by byly nedosažitelné bez vynálezů polovodičových součástí. Nyní je nemožné si představit alespoň jedno zařízení, u kterého se tranzistory nepoužívají.
Formy a velikosti
Pokračujte v diskusi o "co je tranzistor", musíte věnovat pozornost tvarovým faktorům zařízení. Zařízení může být vyrobeno jako velikost čipu neviditelné pro lidské oko a má nepředstavitelné rozměry (o obytné budově). Velké polovodičové prvky mohou mít kapacitu několika stovek MW. Obvykle se používají v elektrárnách nebo výrobě. Pro zajištění vysoké vodivosti se na kontakty aplikuje zlato nebo tenká vrstva stříbra.
Symboly zařízení na schématech
Stejně jako jakékoliv elektrické zařízení má zesilovač svůj vlastní obraz při přípravě výkresů a schémat. Označení tranzistoru může být znázorněno graficky jako na obrázku. Již z množiny snímků lze chápat, že funkčnost detailů je různorodá.
Každé označení tranzistoru navíc odpovídá určitému typu zařízení (bipolární, pole, prvky s indukovaným kanálem atd.).
Výkonové polovodičové prvky
Jako vstup je použit jeden z kontaktů tranzistoru. Proto je volba obvodu zesilovače považována za nesmírně důležitou. Existuje několik typů připojení tranzistorů k zdrojům. Stojí za zmínku hlavní:
S stabilizací kolektoru. Vhodné pro připojení polovodičového prvku v obvodu se společným kolektorem. Takové spojení je ekvivalentní stejnosměrnému proudu.
S stabilizací emitoru. Používá se k napájení výše uvedeného typu tranzistoru. Tento druh stabilizace znamená použití záporné proudové zpětné vazby.
Se společným emitorem. Obvod OE má významný zisk. Považováno za nejběžnější možnost připojení. Používá se k výrobě integrovaných obvodů.
Zdroj napájení tranzistoru je vhodnější, aby poskytl schéma zapojení společným emitorem.
Klasifikace tranzistoru
Existuje několik odrůd polovodičových prvků. Mezi ně patří:
Bipolární. Mohou být multielektrody, pnp typu, npn typu a na heterojunkci.
Pole Na druhou stranu jsou rozděleny na části s kontrolním přechodem (Schottky dioda, heterojunkce) a izolovanou branou (tranzistor MOSFET, MIS, IGBT).
Jeden křižovatka. Jsou rozděleny do zařízení s p a n základnou.
Lavinové tranzistory.
Jedním z nejběžnějších typů jsou zařízení MOS a MIS. V takových zařízeních není oblast brány v kontaktu s polovodičem, kde je přímo umístěn proudový kanál. Kromě typu vrat se tranzistor Mosfet vyznačuje absencí monolitické polovodičové struktury, která slouží jako kanál pro proud.
K dispozici jsou také průmyslové verze Mosfet se dvěma ventily. Při výrobě je k dispozici jeden nebo dva konzistentně připojené kanály. Jsou-li dva, potom ovládání každého z nich používá vlastní závěrku.
Spolehlivost zařízení
V segmentu výroby smartphonů, satelitů, automobilových a průmyslových zařízení z tranzistorů čeká na vysokou spolehlivost. Ve velkých systémech existuje zhruba milion složek, mezi kterými jsou i polovodičové prvky. V tomto případě existují problémy v podobě selhání zařízení. Pokud se to stane ne více než jednou za miliardu provozních hodin, pak se rozložení systému považuje za spolehlivé.
Je třeba si uvědomit, že vlhkost je nepřítelem jakéhokoli elektronického systému. Voda výrazně zkracuje dobu provozu tranzistorů. Zařízení proto potřebují uzavřenou skořepinu. Vlhkost může vést k vzniku nových vodivých elektrických kanálů, v souvislosti s nimiž je nutné pravidelně uvolňovat napětí a vyschnout zařízení.
Jak zkontrolovat linkový zesilovač
Jedna z nejběžnějších poruch - tranzistor vypalovacího vedení. Často je možné opravit televizi nebo rádio nahrazením jedné komponenty, ale často to nestačí.
Za účelem zjištění příčiny poruchy stojí za to provést několik manipulací:
kontrola síťového napětí;
zvážit možnost ohřevu polovodičového prvku;
zkontrolujte výkon pájení za studena (nejčastěji selže ovladač transformátoru).
Pokud nechcete oddělit malý tranzistor, ale musíte jej zkontrolovat, můžete to udělat jiným způsobem.
Stačí, abyste použili multimetr a zjistil by zkrat.
Budoucí tranzistory
Zařízení se každým rokem zlepšují, existují i další aplikace, jako je implantace iontů a další. U integrovaných obvodů se zařízení, která se v nich používají, stávají ergonomickými, jejich rychlost se zvyšuje a spotřeba energie se snižuje.
Vývoj technologie na tranzistory probíhá ve dvou směrech:
zvýšení pracovní kapacity;
zvýšení provozního napětí v diskrétních systémech.
V oblasti zařízení s malým výkonem je věnována velká pozornost integrovaným obvodům. Standardní tranzistor, jehož cena nyní dosahuje od 1 do 300 rublů, se v systémech logických zařízení široce používá. Neustálé zlepšování výroby a snižování nákladů vyžaduje integraci do dalších oblastí výpočetní techniky.
Předpokládá se použití nano a kvantových zařízení.
Jednoelektronové tranzistory založené na grafenu mohou být menší než 10 nm. Ale všechno je v budoucnosti, a teď stačí jen vědět, co je tranzistor.