Оглавление

Транзистор

История транзисторов
- Транзистор — полупроводниковое устройство для усиления или переключения электрических сигналов.
- Изобретен в 1947 году Джоном Бардином, Уолтером Браттеном и Уильямом Шокли.
- В 1956 году они получили Нобелевскую премию по физике за свои достижения.
Типы транзисторов
- Полевой транзистор (FET) — первый тип, предложенный Джулиусом Эдгаром Лилиенфельдом в 1926 году.
- Биполярный транзистор — первый работающий транзистор, изобретенный Бардином, Браттеном и Шокли в 1947 году.
- MOSFET — наиболее широко используемый тип транзисторов, изобретенный в Bell Labs в 1955 году.
Применение транзисторов
- Транзисторы произвели революцию в электронике, заменив вакуумные лампы.
- Они используются в радиоприемниках, калькуляторах, компьютерах и других электронных устройствах.
- Транзисторы имеют меньшие размеры и требуют меньше энергии по сравнению с вакуумными лампами.
Развитие транзисторов
- В 1948 году Герберт Матаре и Генрих Велькер независимо изобрели транзистор с точечным контактом.
- В 1950 году Гордон Тил и Морган Спаркс создали первый работающий германиевый транзистор с биполярным переходом.
- В 1953 году компания Philco разработала первый высокочастотный транзистор.
Первые транзисторные устройства
- В 1954 году был выпущен первый серийный карманный транзисторный радиоприемник Regency TR-1.
- В 1955 году Chrysler и Philco разработали первый серийный автомобильный радиоприемник на транзисторах.
- В 1957 году Sony выпустила первый серийный транзисторный радиоприемник TR-63, что привело к широкому распространению транзисторных радиоприемников.
Кремниевые транзисторы
- Первый работающий кремниевый транзистор был разработан в Bell Labs в 1954 году.
- В 1954 году Texas Instruments выпустила первый коммерческий кремниевый транзистор.
Полевые транзисторы
- Основной принцип работы полевого транзистора был предложен Лилиенфельдом в 1926 году.
- В 1945 году Велькер запатентовал JFET.
- В 1948 году Бардин и Браттейн запатентовали MOSFET, который стал основой современных технологий CMOS и DRAM.
История полевых транзисторов
- Полевые транзисторы (FET) рассматривались как альтернатива, но не работали из-за поверхностного барьера.
- В 1955 году Карл Фрош и Линкольн Дерик вырастили слой диоксида кремния на кремниевой пластине.
- В 1957 году Фрош и Дерик создали первые планарные транзисторы из диоксида кремния.
Изобретение МОП-транзистора
- В 1959 году Мохамед Аталла и Давон Канг предложили кремниевый МОП-транзистор.
- В 1960 году они успешно продемонстрировали работающее МОП-устройство.
- МОП-транзисторы позволили создавать интегральные схемы высокой плотности.
Развитие МОП-технологии
- В 1963 году Чи-Танг Саом и Фрэнк Ванласс изобрели КМОП-технологию.
- В 1967 году Давон Кан и Саймон Сзе создали МОП-транзистор с плавающим затвором.
- В 1984 году Тошихиро Сэкигава и Ютака Хаяси продемонстрировали двухзатворный МОП-транзистор.
Важность МОП-транзисторов
- МОП-транзисторы являются ключевыми компонентами современной электроники.
- Они изменили жизнь и культуру во всем мире.
- МОП-транзисторы производятся в больших количествах и используются в различных приложениях.
Типы транзисторов
- Транзисторы с биполярным переходом (BJT) имеют клеммы база, коллектор и эмиттер.
- Полевые транзисторы (FET) имеют клеммы затвор, исток и сток.
Транзисторы как переключатели
- Транзисторы используются в цифровых схемах как электронные переключатели.
- Важны параметры переключаемого тока, обрабатываемого напряжения и скорости переключения.
- В схеме выключателя освещения транзистор работает между областью отсечки и насыщения.
Транзисторы как усилители
- Усилитель с общим эмиттером усиливает небольшие изменения напряжения.
- Современные транзисторные аудиоусилители мощностью до нескольких сотен ватт распространены и недороги.
Сравнение с вакуумными трубками
- Транзисторы заменили вакуумные трубки благодаря отсутствию нагревателя катода и более низкому энергопотреблению.
Преимущества транзисторов
- Малый размер и вес, что уменьшает габариты оборудования
- Низкое рабочее напряжение, совместимое с батареями из нескольких элементов
- Высокая энергоэффективность, особенно для усиления напряжения
- Гибкость конструкции, включая схемы с дополнительной симметрией
- Низкая чувствительность к механическим ударам и вибрации
- Отсутствие разрушения стеклянной оболочки и утечки газов
Ограничения транзисторов
- Недостаточная подвижность электронов для работы на высокой мощности и частотах
- Подверженность повреждениям от электрических и тепловых воздействий
- Чувствительность к радиации и космическим лучам
- Отсутствие лампового звука в аудиоприложениях
Типы транзисторов
- MOSFET (IGFET), BJT, JFET, IGBT и другие
- Металлоиды: германий, кремний, арсенид галлия, карбид кремния, сплав кремний-германий, аллотроп углеродного графена
- Электрическая полярность: NPN, PNP, N-канал, P-канал
- Максимальная мощность: низкая, средняя, высокая
- Максимальная рабочая частота: низкая, средняя, высокая, радио, СВЧ
- Применение: коммутатор общего назначения, аудио, высоковольтный, супер-бета, согласованная пара
- Физическая упаковка: металл со сквозными отверстиями, пластик со сквозными отверстиями, поверхностное крепление, шаровая решетка, силовые модули
- Коэффициент усиления: hFE, βF, gm
- Рабочая температура: экстремальные температуры, традиционные температуры
Полевой транзистор (FET)
- Использует электроны или дырки для проводимости
- Четыре вывода: источник, затвор, сток, корпус
- Ток регулируется напряжением между затвором и истоком
- Поведение тока зависит от напряжения затвор-исток
- Делится на JFET и IGFET
- IGFET (MOSFET) имеет изолированный затвор
- JFET образует p-n-переход между истоком и стоком
- MESFET и HEMT подходят для высоких частот
- Полевые транзисторы делятся на режимы истощения и усиления
Транзистор с биполярным переходом (BJT)
- Проводит ток с использованием основных и неосновных носителей
- Состоит из двух p-n переходов: база-эмиттер и база-коллектор
- Имеет три вывода: эмиттер, база, коллектор
- Полезен в усилителях, ток коллектора регулируется током базы
- Ток коллектора приблизительно равен β (коэффициент усиления по току общего эмиттера) умноженному на ток базы
Биполярные транзисторы (BJT)
- Имеют низкое входное сопротивление
- Ток база-эмиттер увеличивается экспоненциально с напряжением
- Обладают более высокой транскондукцией, чем полевые транзисторы
- Могут быть выполнены проводящими под воздействием света
МОП-транзисторы
- Наиболее широко используемые транзисторы
- Используются в цифровых и аналоговых схемах
- Заменили BJT в силовой электронике
Другие типы транзисторов
- МОС p-типа (PMOS) и n-типа (NMOS)
- Радиочастотная КМОП-матрица
- Ребристый полевой транзистор (FinFET)
- Тонкопленочные транзисторы (TFT)
- МОП-транзистор с плавающим затвором (FGMOS)
- Полевой транзистор из углеродных нанотрубок (CNFET)
- Сегнетоэлектрический полевой транзистор (Fe FET)
- Полевой транзистор с переходным затвором (JFET)
- Транзисторы с высокой электронной подвижностью (HEMT)
- Полевой транзистор с отрицательной емкостью (NC-полевой транзистор)
- Инвертированный Т-образный полевой транзистор (ITFET)
- Быстровращающийся эпитаксиальный диодный полевой транзистор (FREDFET)
- Органический полевой транзистор (ОФЭТ)
- Баллистический транзистор
- Ионно-чувствительный полевой транзистор (ISFET)
- Электролит–оксид–полупроводниковый полевой транзистор (EOSFET)
- Полевой транзистор на основе дезоксирибонуклеиновой кислоты (DNAFET)
- Биосенсор на основе полевых транзисторов (Bio-FET)
- Биполярный транзистор с гетеропереходом
- Транзистор Шоттки
- Лавинный транзистор
- Транзистор Дарлингтона
- Биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT)
- Фототранзистор
- Биполярный транзистор с эмиттерной коммутацией (ESBT)
- Многоэмиттерный транзистор
- Транзистор с несколькими базами
- Туннельный полевой транзистор
- Диффузионный транзистор
- Однопереходный транзистор
- Одноэлектронные транзисторы (КОМПЛЕКТ)
- Наножидкостный транзистор
- Тетродный транзистор
- Пентодный транзистор
- Триггерный транзистор
- Двухзатворные полевые транзисторы
- Бесстыковой нанопроволочный транзистор (JNT)
- Наноразмерный вакуумный транзистор
- Органический электрохимический транзистор
- Соляристор
- Германиево–оловянный транзистор
- Деревянный транзистор
- Бумажный транзистор
- Кремний-германиевый транзистор, легированный углеродом (Si-Ge:C)
- Алмазный транзистор
- Транзистор из нитрида алюминия
- Полевые транзисторы со сверхрешеточными решетками
Идентификация устройств
- JEDEC: 2N для трехполюсных устройств, 3N для четырехполюсных
- JIS: 2S для трехполюсных устройств, суффиксы для вариантов
- EECA: две буквы для типа полупроводника, трехзначный номер, суффиксы для характеристик
- Собственнический: префиксы производителей, ненадежные для вторичного рынка
Фирменные схемы присвоения имен
- Используются элементы других схем присвоения имен
- Примеры: PN2222A, PN108, PN100
- Номера воинских частей могут иметь свои коды
Проблемы с присвоением имен
- Многочисленные независимые схемы присвоения имен
- Двусмысленность из-за разных сокращений
- Старые транзисторы имеют множество номеров деталей
Строительство транзисторов
- Первые BJT из германия, сейчас преобладают кремний и арсенид галлия
- Параметры полупроводниковых материалов зависят от температуры и других факторов
- Прямое напряжение перехода уменьшается с повышением температуры
Упаковка транзисторов
- Дискретные транзисторы могут быть индивидуально упакованными или неупакованными
- Корпуса транзисторов изготавливаются из различных материалов
- Силовые транзисторы имеют крупные корпуса для охлаждения
Гибкие транзисторы
- Исследователи создали органические полевые транзисторы
- Используются в гибких дисплеях и другой гибкой электронике

Транзистор

Транзистор

История транзисторов

Типы транзисторов

Применение транзисторов

Развитие транзисторов

Первые транзисторные устройства

Кремниевые транзисторы

Полевые транзисторы

История полевых транзисторов

Изобретение МОП-транзистора

Развитие МОП-технологии

Важность МОП-транзисторов

Типы транзисторов

Транзисторы как переключатели

Транзисторы как усилители

Сравнение с вакуумными трубками

Преимущества транзисторов

Ограничения транзисторов

Типы транзисторов

Полевой транзистор (FET)

Транзистор с биполярным переходом (BJT)

Биполярные транзисторы (BJT)

МОП-транзисторы

Другие типы транзисторов

Идентификация устройств

Фирменные схемы присвоения имен

Проблемы с присвоением имен

Строительство транзисторов

Упаковка транзисторов

Гибкие транзисторы

Полный текст статьи:

Транзистор

Похожие статьи:

Оставьте комментарий Отменить ответ