Olika typer av transistorer och deras funktioner

Transistorn är en aktiv komponent och som etablerar sig över elektroniska kretsar. De används som förstärkare och växlingsapparater. Som förstärkare används de i hög- och lågnivå, frekvenssteg, oscillatorer, modulatorer, detektorer och i alla kretsar behöver de utföra en funktion. I digitala kretsar används de som omkopplare. Det finns ett stort antal tillverkare runt om i världen som producerar halvledare (transistorer är medlemmar i denna apparatfamilj), så det finns exakt tusentals olika typer. Det finns transistorer med låg, medelhög och hög effekt för att fungera med höga och låga frekvenser, för att fungera med mycket hög ström och / eller höga spänningar. Den här artikeln ger en översikt över vad som är en transistor, olika typer av transistorer och deras tillämpningar.

Vad är en transistor

Transistorn är elektronisk utrustning. Det görs genom en halvledare av p och n-typ. När en halvledare placeras i mitten mellan samma typ av halvledare kallas arrangemanget transistorer. Vi kan säga att en transistor är kombinationen av två dioder, det är en anslutning rygg mot rygg. En transistor är en enhet som reglerar ström eller spänningsflöde och fungerar som en knapp eller grind för elektroniska signaler.

Typer av transistorer

Transistorer består av tre lager av a halvledaranordning , var och en som kan flytta en ström. En halvledare är ett material som germanium och kisel som leder elektricitet på ett ”semi-entusiastiskt” sätt. Det är var som helst mellan en äkta ledare som en koppar och en isolator (liknar de plastförpackade grova trådarna).

Transistorsymbol

En schematisk form av n-p-n och p-n-p-transistor exponeras. In-circuit är en anslutningsritad form som används. Pilsymbolen definierade emitterströmmen. I n-p-n-anslutningen identifierar vi elektroner som strömmar in i sändaren. Detta innebär att den konservativa strömmen flyter ut från sändaren som indikeras av den utgående pilen. På samma sätt kan man se att för p-n-p-anslutningen flyter den konservativa strömmen in i sändaren som exponerad av den inåtgående pilen i figuren.

PNP- och NPN-transistorer

Det finns så många typer av transistorer och de varierar var och en i sina egenskaper och var och en har sina fördelar och nackdelar. Vissa typer av transistorer används mest för att byta applikationer. Andra kan användas för både omkoppling och förstärkning. Ändå finns andra transistorer i en egen specialgrupp, till exempel fototransistorer , som reagerar på mängden ljus som lyser på den för att producera strömflöde genom den. Nedan är en lista över de olika typerna av transistorer som vi kommer att gå igenom de egenskaper som skapar dem var och en

Vilka är de två huvudtyperna av transistorer?

Transistorer klassificeras i två typer som BJT och FET.

Bipolär anslutningstransistor (BJT)

Bipolära korsningstransistorer är transistorer som är uppbyggda av tre regioner, basen, samlaren och sändaren. Bipolära Junction-transistorer, olika FET-transistorer, är strömstyrda enheter. En liten ström som kommer in i transistorns basregion orsakar ett mycket större strömflöde från emittern till kollektorregionen. Bipolära övergångstransistorer finns i två huvudtyper, NPN och PNP. En NPN-transistor är en där majoriteten av de nuvarande bärarna är elektroner.

Elektron som strömmar från sändaren till kollektorn utgör basen för majoriteten av strömflödet genom transistorn. De andra typerna av laddning, hål, är en minoritet. PNP-transistorer är motsatsen. I PNP-transistorer är majoriteten av nuvarande bärhål. BJT-transistorer finns i två typer, nämligen PNP och NPN

Bipolära korsningstransistorstift

PNP-transistor

Denna transistor är en annan typ av BJT - Bipolära junctionstransistorer och den innehåller två halvledarmaterial av p-typ. Dessa material är uppdelade genom ett tunt halvledarskikt av n-typ. I dessa transistorer är de flesta laddningsbärare hål medan minoritetsladdningsbärarna är elektroner.

I denna transistor indikerar pilsymbolen det konventionella strömflödet. Strömningsriktningen i denna transistor är från emitterterminalen till kollektorterminalen. Denna transistor slås PÅ när basterminalen dras till LÅG jämfört med emitterterminalen. PNP-transistorn med en symbol visas nedan.

NPN-transistor

NPN är också en typ av BJT (Bipolar Junction Transistors) och den innehåller två halvledarmaterial av n-typ som är uppdelade genom ett tunt halvledarskikt av p-typ. I NPN-transistorn är de flesta laddningsbärare elektroner medan minoritetsladdningsbärarna är hål. Elektronerna flödar från emitterterminalen till kollektorterminalen kommer att bilda strömflödet inom transistorns basterminal.

I transistorn kan den mindre mängden strömförsörjning vid basterminalen orsaka tillförsel av stor mängd ström från emitterterminalen till kollektorn. För närvarande är de vanliga BJT: erna NPN-transistorer, eftersom elektronernas rörlighet är högre jämfört med hålens rörlighet. NPN-transistorn med en symbol visas nedan.

Fälteffekttransistor

Fälteffekttransistorer består av tre regioner, en grind, en källa och ett avlopp. Olika bipolära transistorer, FET: er är spänningsstyrda enheter. En spänning placerad vid grinden styr strömflödet från källan till transistorns avlopp. Fälteffekttransistorer har en mycket hög ingångsimpedans, från flera mega ohm (MΩ) motstånd till mycket, mycket större värden.

Denna höga ingångsimpedans gör att de får mycket lite ström genom dem. (Enligt ohms lag påverkas strömmen omvänt av värdet på kretsens impedans. Om impedansen är hög är strömmen mycket låg.) Så FETs drar båda mycket lite ström från en krets strömkälla.

Fälteffekttransistorer

Således är detta perfekt eftersom de inte stör de ursprungliga kretselementen som de är anslutna till. De orsakar inte att strömkällan laddas ner. Nackdelen med FET är att de inte kommer att ge samma förstärkning som kan fås från bipolära transistorer.

Bipolära transistorer är överlägsna i det faktum att de ger större förstärkning, även om FET är bättre genom att de orsakar mindre belastning, är billigare och lättare att tillverka. Fälteffekttransistorer finns i två huvudtyper: JFET och MOSFET. JFET och MOSFET är mycket lika men MOSFET har ännu högre ingångsimpedansvärden än JFET. Detta orsakar ännu mindre belastning i en krets. FET-transistorer klassificeras i två typer, nämligen JFET och MOSFET.

JFET

JFET står för Junction-Field-Effect transistor. Detta är enkelt såväl som en initial typ av FET-transistorer som används som motstånd, förstärkare, omkopplare etc. Detta är en spänningsstyrd enhet och den använder ingen förspänningsström. När spänningen har anbringats bland grind- och källterminalerna styr den strömflödet bland källan och dräneringen av JFET-transistorn.

De Junction Field Effect Transistor (JUGFET eller JFET) har inga PN-korsningar men har i stället en smal del av halvledarmaterial med hög resistivitet som bildar en 'kanal' av antingen N-typ eller P-typ kisel för de flesta bärare att strömma igenom med två ohmiska elektriska anslutningar i båda ändarna kallas normalt avloppet respektive källan.

Junction Field Effect Transistors

Det finns två grundläggande konfigurationer av en övergångsfält-effekttransistor, N-kanal JFET och P-kanal JFET. N-kanalens JFET-kanal är dopad med givarföroreningar, vilket innebär att strömmen genom kanalen är negativ (därav termen N-kanal) i form av elektroner. Dessa transistorer är tillgängliga i både P-kanal och N-kanal.

MOSFET

MOSFET eller Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor används oftast bland alla typer av transistorer. Som namnet antyder inkluderar den metallportens terminal. Denna transistor innehåller fyra terminaler som källa, avlopp, grind och substrat eller kropp.

MOSFET

Jämfört med BJT och JFET har MOSFET flera fördelar eftersom det ger både hög i / p-impedans och låg o / p-impedans. MOSFET används huvudsakligen i kretsar med låg effekt, särskilt vid design av chips. Dessa transistorer finns i två typer som utarmning och förbättring. Vidare kategoriseras dessa typer i P-kanal och N-kanal.

Den huvudsakliga funktioner i FET inkluderar följande.

• Det är unipolärt eftersom laddningsbärarna som antingen elektroner eller hål är ansvariga för överföring.
• I FET kommer ingångsströmmen att strömma på grund av omvänd förspänning. Därför är denna transistors ingångsimpedans hög.
• När o / p-spänningen i fälteffekttransistorn styrs via portens ingångsspänning, kallas denna transistor den spänningsstyrda anordningen.
• I ledningsfältet finns inga korsningar. Så FET har mindre buller jämfört med BJT.
• Karakteriseringen av förstärkningen kan göras med transkonduktans eftersom det är förhållandet mellan o / p förändringsström och ingångsspänningsförändring
• F / o-impedansen för FET är låg.

Fördelar med FET

Fördelarna med FET jämfört med BJT inkluderar följande.

• FET är en unipolär enhet medan BJT är en bipolär enhet
• FET är en spänningsdriven enhet medan BJT är en strömdriven enhet
• F / F-impedansen är hög medan BJT har låg
• Ljudnivån för FET är låg jämfört med BJT
• I FET är termisk stabilitet hög medan BJT har låg.
• Förstärkningskarakteriseringen av FET kan göras genom transkonduktans medan i BJT med en spänningsförstärkning

Tillämpningar av FET

Tillämpningarna av FET inkluderar följande.

• Dessa transistorer används inom olika kretsar för att minska belastningseffekten.
• Dessa används i flera kretsar som fasförskjutningsoscillatorer, voltmetrar och buffertförstärkare.

FET-terminaler

FET har tre terminaler som källa, grind och avlopp som inte liknar terminalerna på BJT. I FET liknar källterminalen Emitter-terminalen i BJT, medan Gate-terminalen liknar basterminalen och avloppsterminalen till Collector-terminalen.

Källterminal

• I FET är källterminalen den genom vilken laddningsbärarna går in i kanalen.
• Detta liknar emitterterminalen för BJT
• Källterminalen kan representeras med ”S”.
• Flödet av ström genom kanalen på källterminalen kan specificeras som IS.
  Gate Terminal
• I en FET spelar Gate-terminalen en viktig roll för att styra strömmen av ström genom hela kanalen.
• Strömmen kan styras genom grindterminalen genom att tillhandahålla en extern spänning till den.
• Gate terminal är en blandning av två terminaler som är internt anslutna och är dopade kraftigt. Kanalens konduktivitet kan moduleras genom portterminalen.
• Detta liknar basterminalen för BJT
• Portterminalen kan representeras med 'G'.
• Flödet av ström genom kanalen vid Gate-terminalen kan specificeras som IG.

Avloppsterminal

• I FET är avloppsterminalen den genom vilken bärarna lämnar kanalen.
• Detta är analogt med kollektorterminalen i en bipolär anslutningstransistor.
• Drain to Source-spänningen betecknas som VDS.
• Avloppsterminalen kan betecknas som D.
• Strömflödet som rör sig bort från kanalen vid avloppsterminalen kan anges som ID.

Olika typer av transistorer

Det finns olika typer av transistorer tillgängliga baserat på funktionen som liten signal, liten växling, effekt, hög frekvens, fototransistor, UJT. Vissa typer av transistorer används huvudsakligen för förstärkning i annat fall byte.

Små signaltyper av transistorer

Små signaltransistorer används främst för att förstärka lågnivåsignaler men kan också fungera bra som omkopplare. Dessa transistorer är tillgängliga via ett hFE-värde, som anger hur en transistor förstärker insignaler. Området för typiska hFE-värden är från 10 till 500 inklusive den högsta kollektorströmmen (Ic) från 80 mA till 600 mA.

Dessa transistorer finns i två former som PNP och NPN. De högsta driftsfrekvenserna för denna transistor har från 1 till 300 MHz. Dessa transistorer används vid förstärkning av små signaler som några volt och helt enkelt när en kvarnström används. En effekttransistor är tillämplig när en enorm spänning såväl som ström används.

Små växlingstyper av transistorer

Små växlingstransistorer används som switchar såväl som förstärkare. De typiska hFE-värdena för dessa transistorer sträcker sig från 10 till 200 inklusive minst kollektorströmvärden som sträcker sig från 10 mA till 1000 mA. Dessa transistorer finns i två former som PNP och NPN

Dessa transistorer kan inte förstärka transistorer med liten signal, som kan omfatta upp till 500 förstärkningar. Så detta kommer att göra transistorerna mer användbara för omkoppling, även om de kan användas som förstärkare för att ge förstärkning. När du behöver ytterligare förstärkning skulle dessa transistorer fungera bättre som förstärkare.

Krafttransistorer

Dessa transistorer är tillämpliga där mycket ström används. Kollektorterminalen för denna transistor är allierad med basterminalen av metall så att den fungerar som en kylfläns för att lösa upp överskottseffekt. Området för typiska effektvärden varierar huvudsakligen från cirka 10 W till 300 W inklusive frekvensbetyg som sträcker sig från 1 MHz - 100 MHz.

Strömtransistor

Värdena för den högsta kollektorströmmen ligger mellan 1A - 100 A. Effekttransistorer finns i PNP- och NPN-former medan Darlington-transistorn finns i antingen PNP- eller NPN-former.

Högfrekventa typer av transistorer

Högfrekventa transistorer används särskilt för små signaler som fungerar vid höga frekvenser och används i höghastighetsbaserade kopplingsapplikationer. Dessa transistorer är användbara i högfrekventa signaler och bör kunna slå PÅ / AV vid extremt höga hastigheter.

Tillämpningarna av högfrekventa transistorer inkluderar främst HF-, UHF-, VHF-, MATV- och CATV-förstärkare samt oscillatorapplikationer. Området för maximal frekvensbetyg är cirka 2000 MHz och de högsta samlingsströmmarna sträcker sig från 10 mA - 600 mA. Dessa kan erhållas i både PNP- och NPN-former.

Fototransistor

Dessa transistorer är ljuskänsliga och en vanlig typ av denna transistor ser ut som en bipolär transistor där baskabeln för denna transistor tas bort och ändras genom en ljuskänslig region. Så detta är anledningen till att en fototransistor helt enkelt innehåller två terminaler i stället för de tre terminalerna. När den yttre regionen hålls skuggig stängs enheten av.

Fototransistor

I grund och botten finns det inget strömflöde från samlarens regioner till sändaren. Men närhelst regionen ljuskänsligt exponeras mot dagsljus kan en liten mängd basström produceras för att styra en mycket hög kollektor till emitterström.

I likhet med normala transistorer kan dessa vara både FET och BJT. FET är ljuskänsliga transistorer, inte som fotobipolära transistorer, foto FET använder ljus för att producera en grindspänning som huvudsakligen används för att styra en dräneringskällström. Dessa är mycket lyhörda för förändringar inom ljus såväl som mer känsliga jämfört med bipolära fototransistorer.

Unijunction Typer av transistorer

Unijunction transistorer (UJT) inkluderar tre-ledningar som fungerar helt som elektriska brytare så att de inte används som förstärkare. Generellt fungerar transistorer som en switch såväl som en förstärkare. En UJT ger dock ingen form av förstärkning på grund av dess design. Så det är inte konstruerat för att ge tillräckligt med spänning annars ström.

Ledningarna för dessa transistorer är B1, B2 och en emitterledning. Operationen av denna transistor är enkel. När det finns spänning mellan dess emitter eller basterminal kommer det att finnas ett litet strömflöde från B2 till B1.

Unijunction Transistor

Styrledningarna i andra typer av transistorer kommer att ge en liten extra ström medan det i UJT är helt motsatt. Transistorns primära källa är dess emitterström. Strömflödet från B2 till B1 är helt enkelt en liten mängd av hela den kombinerade strömmen, vilket innebär att UJT: er inte är lämpliga för förstärkning men de är lämpliga för omkoppling.

Heterojunction Bipolar Transistor (HBT)

AlgaAs / GaAs heterojunction bipolära transistorer (HBT) används för digitala och analoga mikrovågsapplikationer med frekvenser så höga som Ku-bandet. HBT kan leverera snabbare omkopplingshastigheter än kiselbipolära transistorer, främst på grund av minskad basmotstånd och kollektor-till-substratkapacitans. HBT-bearbetning kräver mindre krävande litografi än GaAs FET, därför kan HBTs ovärderliga att tillverka och kan ge bättre litografiskt utbyte.

Denna teknik kan också ge högre nedbrytningsspänningar och enklare bredbandsimpedansmatchning än GaAs FET. Vid bedömning med Si bipolära övergångstransistorer (BJT) visar HBT bättre presentation när det gäller emitterinjektionseffektivitet, basmotstånd, bas-emitterkapacitans och avstängningsfrekvens. De har också god linjäritet, låg fasbrus och hög effektförbrukning. HBT används i både lönsamma och tillförlitliga applikationer, såsom effektförstärkare i mobiltelefoner och laserdrivrutiner.

Darlington Transistor

En Darlington-transistor som ibland kallas ett 'Darlington-par' är en transistorkrets som är tillverkad av två transistorer. Sidney Darlington uppfann det. Det är som en transistor, men den har en mycket högre förmåga att få ström. Kretsen kan tillverkas av två separata transistorer eller så kan den vara inuti en integrerad krets.

Parametern hfe med a Darlington transistor är varje transistor hfe multiplicerad med varandra. Kretsen är till hjälp i ljudförstärkare eller i en sond som mäter en mycket liten ström som går genom vattnet. Det är så känsligt att det kan plocka upp strömmen i huden. Om du ansluter den till en metallbit kan du bygga en beröringskänslig knapp.

Darlington Transistor

Schottky Transistor

En Schottky-transistor är en kombination av en transistor och en Schottky-diod som hindrar transistorn från att mättas genom att avleda den extrema ingångsströmmen. Det kallas också en Schottky-fastklämd transistor.

Transistor med flera sändare

En transistor med flera sändare är en specialiserad bipolär transistor som ofta används som ingångar transistorlogik (TTL) NAND logiska grindar . Ingångssignaler appliceras på sändarna. Samlarströmmen slutar flöda helt enkelt, om alla sändare drivs av den logiska högspänningen och utför således en NAND-logisk process med en enda transistor. Transistorer med flera sändare ersätter DTL-dioder och godkänner en minskning av omkopplingstid och strömavbrott.

Dual Gate MOSFET

En form av MOSFET som är särskilt populär i flera RF-applikationer är MOSFET med dubbla portar. Dual-gate MOSFET används i många RF- och andra applikationer där två styrgrindar krävs i serie. Dual-gate MOSFET är i grunden en form av MOSFET där två grindar är uppbyggda längs kanalens längd efter varandra.

På detta sätt påverkar båda grindarna strömnivån mellan källan och avloppet. I själva verket kan MOSFET-funktionen med dubbla portar betraktas som samma som två MOSFET-enheter i serie. Båda portarna påverkar den allmänna MOSFET-funktionen och därmed utgången. MOSFET med dubbla portar kan användas i många applikationer inklusive RF-blandare / multiplikatorer, RF-förstärkare, förstärkare med förstärkningskontroll och liknande.

Lavinetransistor

En lavintransistor är en bipolär övergångstransistor som är utformad för process i området för dess kollektorström / kollektor-till-emitter-spänningsegenskaper bortom kollektor-till-emitterns nedbrytningsspänning, kallad lavinavbrottsregion. Denna region kännetecknas av skrednedbrytningen, en förekomst som liknar Townsend-utsläpp för gaser och negativt motstånd. Drift i lavinuppdelningsregionen kallas skredläge: det ger lavintransistorer möjligheten att växla mycket höga strömmar med mindre än en nanosekunds stigning och falltid (övergångstider).

Transistorer som inte är särskilt utformade för detta ändamål kan ha rimligt konsekventa lavinegenskaper, till exempel, 82% av proverna från 15V-höghastighetsomkopplaren 2N2369, tillverkade under en 12-årsperiod, kunde generera lavinsprång med en stigande tid på 350 ps eller mindre, med en 90V strömförsörjning som Jim Williams skriver.

Diffusionstransistor

En diffusionstransistor är en bipolär övergångstransistor (BJT) bildad genom diffusion av dopmedel i ett halvledarsubstrat. Diffusionsprocessen implementerades senare än legeringskorsningen och odlade kopplingsprocesser för framställning av BJT. Bell Labs utvecklade de första prototypdiffusionstransistorerna 1954. De ursprungliga diffusionstransistorerna var diffusiva transistorer.

Dessa transistorer hade fortfarande legeringsemitter och ibland legeringsuppsamlare som de tidigare legeringskopplingstransistorerna. Endast basen diffunderades in i substratet. Ibland producerade substratet kollektorn, men i transistorer som Philcos mikrolegeringsdiffuserade transistorer var substratet huvuddelen av basen.

Tillämpningar av typer av transistorer

Lämplig tillämpning av kraftledare kräver en förståelse för deras maximala betyg och elektriska egenskaper, information som presenteras i enhetens datablad. God designpraxis använder databladgränser och inte information som erhållits från små provpartier. Ett betyg är ett maximalt eller minimivärde som sätter en gräns för enhetens förmåga. Åtgärder som överstiger ett betyg kan leda till irreversibel försämring eller enhetsfel. Maximala betyg betyder en enhets extrema funktioner. De ska inte användas som designförhållanden.

En egenskap är ett mått på enhetens prestanda under enskilda driftsförhållanden uttryckta med minsta, karakteristiska och / eller maximala värden eller avslöjas grafiskt.

Således handlar det här om vad är en transistor och de olika typerna av transistorer och deras applikationer. Vi hoppas att du har fått en bättre förståelse för detta koncept eller för att genomföra el- och elektronikprojekt , ge dina värdefulla förslag genom att kommentera i kommentarfältet nedan. Här är en fråga till dig, vad är en transistors huvudfunktion?