반도체 재료로 만들어진 무선 전자 소자는 입력 신호를 사용하여 정보를 저장, 처리 및 전송하기 위한 집적 회로 및 시스템에서 펄스를 생성, 증폭, 변경합니다. 트랜지스터는 모듈 유형에 따라 이미터와 베이스 또는 소스와 게이트 사이의 전압에 의해 기능이 조절되는 저항입니다.
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트랜지스터의 종류
컨버터는 정적 소비자 전류를 제로화하고 개선된 선형성을 얻기 위해 디지털 및 아날로그 미세 회로 생산에 널리 사용됩니다. 트랜지스터의 유형은 일부는 전압 변화에 의해 제어되고 후자는 전류 편차에 의해 조정된다는 점에서 다릅니다.
필드 모듈은 증가된 DC 저항으로 작동하며 고주파수 변환은 에너지 비용을 증가시키지 않습니다.트랜지스터가 무엇인지 간단히 말하면 이득 마진이 높은 모듈입니다. 이 특성은 양극성 유형보다 현장 종에서 더 큽니다. 전자는 전하 캐리어 재흡수가 없어 작동 속도가 빨라집니다.
필드 반도체는 바이폴라 유형에 비해 장점이 있기 때문에 더 자주 사용됩니다.
- 직류 및 고주파에서 입력에서 강력한 저항으로 제어를 위한 에너지 손실을 줄입니다.
- 트랜지스터의 작동을 가속화하는 작은 전자의 축적 부족;
- 움직이는 입자의 수송;
- 온도 편차에 따른 안정성;
- 주입 부족으로 인한 작은 소음;
- 작동 중 낮은 전력 소비.
트랜지스터의 유형과 특성에 따라 목적이 결정됩니다. 바이폴라 유형 변환기를 가열하면 컬렉터에서 이미 터까지의 경로를 따라 전류가 증가합니다. 그들은 음의 저항 계수를 가지며 이동 캐리어는 이미 터에서 수집 장치로 흐릅니다. 얇은 베이스는 p-n 접합에 의해 분리되며, 전류는 움직이는 입자가 축적되어 베이스에 주입될 때만 발생합니다. 일부 전하 캐리어는 인접한 p-n 접합에 의해 캡처되고 가속되며, 이것이 트랜지스터의 매개변수가 계산되는 방식입니다.
FET에는 더미에 대해 언급해야 하는 또 다른 종류의 이점이 있습니다. 그들은 저항을 균등화하지 않고 병렬로 연결됩니다. 부하가 변경되면 표시기가 자동으로 증가하기 때문에 저항은 이 목적으로 사용되지 않습니다. 높은 스위칭 전류 값을 얻기 위해 인버터 또는 기타 장치에 사용되는 복잡한 모듈을 모집합니다.
바이폴라 트랜지스터를 병렬로 연결하는 것은 불가능합니다. 기능 매개변수를 결정하면 돌이킬 수 없는 특성의 열 파괴가 감지됩니다. 이러한 속성은 단순 p-n 채널의 기술적 품질과 관련이 있습니다. 모듈은 이미 터 회로의 전류를 균등화하기 위해 저항을 사용하여 병렬로 연결됩니다. 기능적 특징과 개별 특성에 따라 트랜지스터 분류에서 바이폴라 및 필드 유형이 구별됩니다.
바이폴라 트랜지스터
바이폴라 디자인은 3개의 도체가 있는 반도체 장치로 생산됩니다. 정공 p-전도성 또는 불순물 n-전도성을 갖는 층이 각각의 전극에 제공된다. 완전한 레이어 세트를 선택하면 p-n-p 또는 n-p-n 유형의 장치 출시가 결정됩니다. 소자의 전원을 켜는 순간 정공과 전자에 의해 서로 다른 종류의 전하가 동시에 이동하는데 2가지 종류의 입자가 관련되어 있다.
캐리어는 확산 메커니즘으로 인해 이동합니다. 물질의 원자와 분자는 이웃 물질의 분자간 격자로 침투한 후 부피 전체에 걸쳐 농도가 균일해집니다. 운송은 압축률이 높은 영역에서 함량이 낮은 영역으로 발생합니다.
전자는 또한 기본 질량에 합금 첨가제가 고르지 않게 포함되어 있는 입자 주위의 힘장의 작용에 따라 전파됩니다. 소자의 동작 속도를 높이기 위해 중간층에 연결된 전극을 얇게 만든다. 가장 바깥 쪽 도체를 이미 터 및 콜렉터라고합니다. 전환의 역전압 특성은 중요하지 않습니다.
FET
전계 효과 트랜지스터는 인가된 전압에서 발생하는 가로 전기장을 사용하여 저항을 제어합니다. 전자가 채널로 이동하는 곳을 소스라고 하며 드레인은 전하가 들어가는 끝점처럼 보입니다. 제어 전압은 게이트라는 도체를 통과합니다. 장치는 2가지 유형으로 나뉩니다.
- 제어 pn 접합으로;
- 절연 게이트가 있는 MIS 트랜지스터.
첫 번째 유형의 장치에는 반대 측면(드레인 및 소스)의 전극을 사용하여 제어 회로에 연결된 반도체 웨이퍼가 포함되어 있습니다. 플레이트를 게이트에 연결한 후 다른 유형의 전도성을 갖는 장소가 발생합니다. 입력 회로에 삽입된 일정한 바이어스 소스는 접합부에서 차단 전압을 생성합니다.
증폭된 펄스의 소스도 입력 회로에 있습니다. 입력에서 전압을 변경한 후 pn 접합에서 해당 표시기가 변환됩니다. 전하를 띤 전자의 흐름을 전달하는 결정의 채널 접합의 층 두께와 단면적이 수정됩니다. 채널 폭은 공핍 영역(게이트 아래)과 기판 사이의 공간에 따라 다릅니다. 공핍 영역의 폭을 변경하여 시작점과 끝점의 제어 전류를 제어합니다.
MIS 트랜지스터는 게이트가 채널층과 절연되어 분리되어 있는 것이 특징입니다. 기판이라고 하는 반도체 결정에는 반대 부호를 가진 도핑된 사이트가 생성됩니다. 도체가 그 위에 설치됩니다 - 드레인과 소스 사이에 유전체가 미크론 미만의 거리에 있습니다. 절연체에는 금속 전극인 셔터가 있습니다.금속, 유전층 및 반도체를 포함하는 결과 구조로 인해 트랜지스터에는 약어 MIS가 부여됩니다.
초보자를 위한 장치 및 작동 원리
기술은 전기 전하뿐만 아니라 자기장, 광 양자 및 광자와 함께 작동합니다. 트랜지스터의 작동 원리는 장치가 전환되는 상태에 있습니다. 크고 작은 신호의 반대, 열린 상태와 닫힌 상태 - 이것은 장치의 이중 작업입니다.
일부 장소에서 도핑 된 단결정 형태로 사용되는 구성의 반도체 재료와 함께 트랜지스터는 다음과 같이 설계되었습니다.
- 금속의 결론;
- 유전체 절연체;
- 유리, 금속, 플라스틱, 서멧으로 만든 트랜지스터의 경우.
바이폴라 또는 극성 장치가 발명되기 전에는 전자 진공관이 능동 소자로 사용되었습니다. 그들을 위해 개발 된 회로는 수정 후 반도체 장치 생산에 사용됩니다. 램프의 기능적 특성 중 많은 부분이 필드 종의 작동을 설명하는 데 적합하기 때문에 트랜지스터로 연결하여 사용할 수 있습니다.
램프를 트랜지스터로 교체할 때의 장단점
트랜지스터의 발명은 전자공학에 혁신적인 기술을 도입하는 자극적인 요소입니다. 네트워크는 오래된 램프 회로와 비교하여 최신 반도체 요소를 사용하므로 다음과 같은 장점이 있습니다.
- 소형 전자 제품에 중요한 작은 치수 및 가벼운 무게;
- 장치 생산에 자동화된 프로세스를 적용하고 비용을 절감하는 단계를 그룹화하는 기능;
- 저전압의 필요성으로 인한 소형 전류원의 사용;
- 순간 전환, 음극 가열이 필요하지 않습니다.
- 감소된 전력 손실로 인한 에너지 효율 증가;
- 강도와 신뢰성;
- 네트워크의 추가 요소와 잘 조정된 상호 작용
- 진동과 충격에 대한 저항.
단점은 다음 조항에 나타납니다.
- 실리콘 트랜지스터는 1kW 이상의 전압에서 작동하지 않으며 램프는 1-2kW 이상의 속도로 작동합니다.
- 고전력 방송 네트워크 또는 마이크로파 송신기에서 트랜지스터를 사용할 때 병렬로 연결된 저전력 증폭기의 매칭이 필요합니다.
- 전자기 신호의 영향에 대한 반도체 소자의 취약성;
- 우주선과 방사선에 대한 민감한 반응은 이와 관련하여 내성 방사선 마이크로 회로의 개발이 필요합니다.
스위칭 방식
단일 회로에서 작동하려면 트랜지스터는 입력과 출력에 2개의 출력이 필요합니다. 거의 모든 유형의 반도체 장치에는 3개의 연결 지점만 있습니다. 어려운 상황에서 벗어나기 위해 한쪽 끝을 공통으로 할당합니다. 이는 3가지 일반적인 연결 방식으로 이어집니다.
- 바이폴라 트랜지스터의 경우;
- 극성 장치;
- 열린 배수구 (수집기).
바이폴라 모듈은 전압 및 전류(MA) 증폭을 위해 공통 이미 터와 연결됩니다. 다른 경우에는 외부 회로와 내부 배선 계획 사이에 큰 전압이 있을 때 디지털 칩의 핀과 일치합니다.이것이 공통 컬렉터 연결이 작동하는 방식이며 전류 증가(OK)만 관찰됩니다. 전압을 높여야 하는 경우 공통 베이스(OB)와 함께 요소가 도입됩니다. 이 옵션은 복합 캐스케이드 회로에서 잘 작동하지만 단일 트랜지스터 프로젝트에서는 거의 설정되지 않습니다.
MIS 종류와 p-n 접합을 사용하는 필드 반도체 장치가 회로에 포함됩니다.
- 공통 이미 터(CI) 사용 - 바이폴라 유형 모듈의 OE와 유사한 연결
- 단일 출력 (OS) - OK 유형의 계획;
- 조인트 셔터 (OZ) 포함 - OB에 대한 유사한 설명.
오픈 드레인 계획에서 트랜지스터는 미세 회로의 일부로 공통 이미 터를 사용하여 켜집니다. 컬렉터 출력은 모듈의 다른 부분에 연결되지 않고 부하는 외부 커넥터로 이동합니다. 전압 강도 및 컬렉터 전류 강도의 선택은 프로젝트 설치 후에 이루어집니다. 오픈 드레인 장치는 강력한 출력단, 버스 드라이버, TTL 논리 회로가 있는 회로에서 작동합니다.
트랜지스터는 무엇을 위한 것입니까?
범위는 장치 유형(바이폴라 모듈 또는 필드)에 따라 구분됩니다. 트랜지스터가 필요한 이유는 무엇입니까? 예를 들어 디지털 계획에서 낮은 전류가 필요한 경우 필드 뷰가 사용됩니다. 아날로그 회로는 공급 전압 및 출력 범위에 걸쳐 높은 이득 선형성을 달성합니다.
바이폴라 트랜지스터의 설치 분야는 증폭기, 그 조합, 검출기, 변조기, 트랜지스터 물류 회로 및 논리형 인버터입니다.
트랜지스터의 적용 장소는 특성에 따라 다릅니다. 2가지 모드로 작동합니다.
- 증폭 방식으로 제어 신호의 작은 편차로 출력 펄스를 변경하는 단계;
- 키 조절에서 약한 입력 전류로 부하의 전원 공급 장치를 제어하면 트랜지스터가 완전히 닫히거나 열립니다.
반도체 모듈의 유형은 작동 조건을 변경하지 않습니다. 소스는 스위치, 증폭기, 조명 장치와 같은 부하에 연결되며 전자 센서 또는 강력한 인접 트랜지스터가 될 수 있습니다. 전류의 도움으로 부하 장치의 작동이 시작되고 트랜지스터는 설비와 소스 사이의 회로에 연결됩니다. 반도체 모듈은 장치에 공급되는 에너지의 강도를 제한합니다.
트랜지스터 출력의 저항은 제어 도체의 전압에 따라 변환됩니다. 회로의 시작점과 끝점에서의 전류 강도와 전압은 트랜지스터의 종류와 연결 방법에 따라 변화 및 증가 또는 감소합니다. 제어된 전원 공급 장치를 제어하면 전류, 전력 펄스 또는 전압이 증가합니다.
두 유형의 트랜지스터는 다음과 같은 경우에 사용됩니다.
- 디지털 규제에서. DAC(디지털-아날로그 변환기)를 기반으로 하는 디지털 증폭 회로의 실험 설계가 개발되었습니다.
- 펄스 발생기에서. 어셈블리 유형에 따라 트랜지스터는 정사각형 또는 임의 신호를 각각 재생하기 위해 키 또는 선형 순서로 작동합니다.
- 전자 하드웨어 장치에서. 정보 및 프로그램을 도용, 불법 해킹 및 사용으로부터 보호합니다. 작동은 키 모드에서 이루어지며 전류 강도는 아날로그 형식으로 제어되며 펄스 폭을 사용하여 조절됩니다.트랜지스터는 전압 안정기를 전환하는 전기 모터의 드라이브에 배치됩니다.
단결정 반도체와 개방형 및 폐쇄형 모듈은 전력을 증가시키지만 스위치로만 기능합니다. 디지털 장치에서 필드형 트랜지스터는 경제적인 모듈로 사용됩니다. 통합 실험 개념의 제조 기술은 단일 실리콘 칩에서 트랜지스터 생산을 제공합니다.
결정의 소형화는 더 빠른 컴퓨터, 더 적은 에너지 및 더 적은 열로 이어집니다.
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