Mire való a tranzisztor? Elektronikai alapismeretek a próbabábukhoz: mi a tranzisztor és hogyan működik. Hogyan működik a bipoláris tranzisztor? Útmutató a bábokhoz

Tranzisztor egy félvezető eszköz, amelyet elektromos jelek erősítésére, invertálására, átalakítására, valamint elektromos impulzusok váltására terveztek különféle eszközök elektronikus áramköreiben. Különböztesse meg a bipoláris tranzisztorokat, amelyek kristályokat használnak n-és p- típusú, valamint germánium- vagy szilíciumkristályon készült terepi (unipoláris) tranzisztorok, egyfajta vezetőképességgel.

Bipoláris tranzisztorok

Fizikai folyamatok tranzisztorokban p-n-p- típus és n-p-n- a típusok ugyanazok. Különbségük az, hogy a tranzisztorok alapjaiban lévő áramok p-n-p- típusokat a fő töltéshordozók - lyukak és tranzisztorok - adják át n-p-n-típusú - elektronok.

Mindegyik tranzisztor átmenet emitter ( LENNI) és gyűjtő ( IDŐSZÁMÍTÁSUNK ELŐTT) előre vagy hátra lehet kapcsolni. Ettől függően a tranzisztor három működési módját különböztetjük meg:

• vágási mód- mindkét p-n- az átmenetek zártak, míg a tranzisztoron viszonylag kis áram folyik át én 0 kisebb töltéshordozók miatt;
• telítettségi mód- mindkét pn- az átmenetek nyitva vannak;
• aktív mód- az egyik pn-átkelőhelyek nyitva vannak, a másik zárva.

Levágási és telítési módokban gyakorlatilag nincs tranzisztoros vezérlés. Aktív üzemmódban a tranzisztor látja el a funkciót aktív elem elektromos áramkörök jelek erősítésére, rezgések generálására, kapcsolásra stb.

Ha a feszültség az emitter átmenetnél direkt, a kollektor átmenetnél fordított, akkor a tranzisztor ilyen bekapcsolása normálisnak tekinthető, ha pedig a feszültség polaritása ellentétes, akkor inverz.

Egy közös emitterrel rendelkező tranzisztor kapcsolóáramkörében a forrás EMF negatív potenciálját a kollektorra és pozitív az emitterre kapcsolva (21. ábra) megnyitottuk az emitter átmenetet. E-Bés bezárta a gyűjtőt B-Nak nek, míg a kollektoráram I K0 =I E0 =én 0 kicsi, a kisebbségi hordozók (jelen esetben az elektronok) koncentrációja határozza meg. Ha kis feszültség (0,3-0,5 V) van az emitter és a bázis között előrefelé pn-átmenet E-B, akkor megtörténik injekció lyukak az emittertől az alapig, emitter áramot képezve - én. Az alapban a lyukak részben újraegyesülnek szabad elektronokkal, de egyidejűleg külső feszültségforrásból E B(E B <E R)új elektronok lépnek be a bázisba, bázisáramot képezve I B.

21. ábra - Bipoláris tranzisztor bekapcsolásának sémája

Mivel a tranzisztorban a bázis vékony réteg formájában készül, a lyukak csak kis része rekombinálódik az alap elektronjaival, és többségük eléri a kollektor csomópontot. Ezeket a lyukakat a kollektor csomópont elektromos tere rögzíti, amely lyukaknál felgyorsul. A lyukak áramát az emittertől a kollektorig egy ellenálláson keresztül zárják le R Kés feszültségforrás EMF-fel E K, kollektoráramot képezve én K a külső áramkörben.

A tranzisztoros kapcsoló áramkörbe írjuk az áramok arányát (21. ábra), amelyet kapcsolóáramkörnek nevezünk. közös emitter(OE)

A kollektoráram és az emitteráram arányát ún áramátviteli arány

hol van az alapáram

Az OE tranzisztoros kapcsolóáramkör a legelterjedtebb a bemeneti áramkör alacsony bázisáramának és a bemeneti jel felerősítésének köszönhetően mind feszültségben, mind áramban. A tranzisztor fő tulajdonságait a különböző áramkörökben lévő áramok és feszültségek aránya, valamint ezek egymásra gyakorolt ​​​​hatása határozza meg.

A tranzisztor működhet egyenárammal, kis váltakozó jellel, nagy váltakozó jellel és kulcs (impulzus) üzemmódban.

Bemeneti családok

és hétvégéken

ábra mutatja be a tranzisztor statikus jellemzőit az OE-vel ellátott áramkörben. 22. Kísérlet vagy számítás eredményeként nyerhetők.

22. ábra - A bemeneti és kimeneti statikus jellemzők családjai

A kimenő feszültségeket és áramokat a bemeneti áramokhoz és feszültségekhez viszonyító jellemzőcsaládokat nevezzük átviteli jellemzők vagy szabályozási jellemzők(23. ábra).

23. ábra – Erőátviteli teljesítmény

Bipoláris tranzisztorok osztályozni:

• teljesítménydisszipáció szerint (alacsony teljesítmény (0,3 W-ig), közepes teljesítmény (0,3 W-tól 1,5 W-ig) és nagy teljesítményű (1,5 W felett));
• frekvenciatulajdonságok szerint (alacsony frekvencia (3 MHz-ig), közepes frekvencia (3_30 MHz), magas (30-300 MHz) és ultramagas frekvencia (több mint 300 MHz));
• megbeszélés szerint: univerzális, erősítő, generátor, kapcsoló és impulzus.

A bipoláris tranzisztorok jelölésénél először egy betűt vagy számot írnak le, amely az eredeti félvezető anyagot jelzi: G vagy 1 - germánium, K vagy 2 - szilícium; majd egy szám 1-től 9-ig (1, 2 vagy 3 - alacsony frekvencia, 4, 5 vagy 6 - magas frekvencia, 7, 8 vagy 9 - ultramagas frekvencia, rendre, minden alacsony, közepes vagy nagy teljesítményű csoportban ). A következő két számjegy 01-től 99-ig a fejlesztés sorozatszáma, a végén lévő betű pedig (A-tól és feljebb) jelzi a készülék paraméteres csoportját, például a tranzisztor tápfeszültségét stb.

Például GT109G tranzisztor: alacsony frekvenciájú germánium, alacsony teljesítmény áramátviteli együtthatóval h 21E= 100_250, U K= 6 V, én K= 20 mA (állandó áram).

Mezőhatású tranzisztor

Mezőhatású tranzisztor egy olyan félvezető eszköz, amelyben a leeresztő áram ( TÓL TŐL) félvezető csatornán keresztül P- vagy R-típust egy elektromos mező vezérli, amely akkor lép fel, ha feszültséget kapcsolunk a kapu közé ( W) és a forrás ( És).

A térhatású tranzisztorok készülnek:

- p-n csomópontos vezérlőkapuval nagyfrekvenciás (12_18 GHz-ig) átalakító eszközökben való használatra. Hagyományos jelölésüket az ábrákon az 1. ábra mutatja. 24, a, b;

- szigetelve(dielektromos réteg) redőny legfeljebb 1_2 GHz-es frekvencián működő eszközökhöz használható. Bármelyikből készülnek beépített csatorna MIS_structure formájában (lásd a szimbólumukat a 24. ábrán, ban benés G), vagy azzal indukált csatorna MOS_struktúra formájában (lásd a szimbólumukat a 24. ábrán, d, e).

24. ábra - A térhatású tranzisztorok típusai

Kaputípusú térhatású tranzisztor kapcsoló áramköre p-n-átmenet és csatorna n-típus, kimeneti jellemzőinek családja én C= f(UC), U W = állandóés lefolyó jellemző én C= f(MINKET), U C= constábrán látható. 25.

25. ábra - A térhatású tranzisztor bekapcsolásának sémája és lefolyási karakterisztikája

A lefolyónyílások csatlakoztatásakor TÓL TŐLés forrás És az áramellátáshoz ENSZ csatorna szerint n- az átfolyó áram típusa én C, mert p-n- az átmenet nem fedi át a csatornaszakaszt (25. ábra, a).

Ebben az esetben azt az elektródát hívják, amelyről a töltéshordozók belépnek a csatornába forrás, és azt az elektródát, amelyen keresztül a fő töltéshordozók elhagyják a csatornát, hívják lefolyás.

A csatorna keresztmetszetének szabályozására használt elektródát ún redőny. Növekvő fordított feszültséggel U W a csatorna keresztmetszete csökken, ellenállása nő, a leeresztőáram csökken én C.

Szóval, leeresztőáram szabályozás én C akkor fordul elő, ha fordított feszültséget kapcsolunk rá pn- redőny átmenet W. A kapu-forrás áramkör alacsony fordított árama miatt a leeresztő áram meghajtásához szükséges teljesítmény elhanyagolható.

Feszültségnél -U Z = -U ZO, hívott lekapcsolási feszültség, a csatorna keresztmetszetét teljesen lefedi a töltéshordozókban kimerült gátréteg és az elvezető áram I CO(lezárási áram) a kisebbségi töltéshordozók határozzák meg pn-átmenet (lásd 25. ábra, b).

Egy térhatású tranzisztor sematikus felépítése indukált n- Ha a kapu feszültsége a forráshoz viszonyítva nulla, és a leeresztőnél feszültség van, akkor a leeresztőáram elhanyagolható. Érezhető leeresztő áram csak akkor jelenik meg, ha a kapura a forráshoz képest pozitív polaritású feszültséget kapcsolunk, nagyobb, mint az ún. küszöbfeszültség U ZPOR.

26. ábra - Egy indukált n-csatornás FET sematikus felépítése

Ebben az esetben az elektromos térnek a dielektromos rétegen keresztül a félvezetőbe való behatolása következtében nagyobb kapufeszültségeknél U ZPOR, egy inverz réteg jelenik meg a félvezető felülete közelében a kapu alatt, amely a forrást a lefolyóval összekötő csatorna.

A csatorna vastagsága és keresztmetszete a kapufeszültséggel változik, és ennek megfelelően változik a leeresztőáram is. Így szabályozzák a leeresztő áramot egy indukált kapu térhatású tranzisztorban. A térhatású tranzisztorok legfontosabb jellemzője a nagy bemeneti ellenállás (nagyságrendileg több megaohm) és az alacsony bemeneti áram. A térhatású tranzisztorok egyik fő paramétere az S lejtő kapu karakterisztikája (lásd 25. ábra, ban ben). Például egy KP103Zh típusú térhatású tranzisztorhoz S= (3...5) mA/V.

Minden elektronikus eszköz rádióelemekből áll. Lehetnek passzívak, nem igényelnek áramforrást és aktívak, amelyek működése csak feszültség alatt lehetséges. A félvezetőket aktív elemeknek nevezzük. Az egyik legfontosabb félvezető eszköz a tranzisztor. Ez a rádióelem helyettesítette a lámpákat, és teljesen megváltoztatta az eszközök áramkörét. Minden mikroelektronika és bármely mikroáramkör működése ezen alapul.

A "tranzisztor" név két angol szó egyesüléséből származik: transzfer - hordozható és ellenállás - ellenállás. Az általánosan elfogadott koncepció szerint ez egy három kivezetésű félvezető elem. Ebben a két kapocs áramának nagysága a harmadiktól függ, amikor az áram vagy feszültség megváltozik, amelyen a kimeneti áramkör áramértékét szabályozzák. A bipoláris eszközöket áramváltozás, a terepi eszközöket pedig feszültség vezérli.

A tranzisztor első fejlesztése a XX. században kezdődött. Németországban Julius Edgar Lilienfeld tudós leírta a tranzisztor elvét, és Oscar Hale fizikus már 1934-ben regisztrált egy később tranzisztornak nevezett eszközt. Egy ilyen eszköz az elektrosztatikus térhatáson dolgozott.

William Shockley, Walter Brattain fizikusok John Bardeen tudóssal együtt elkészítették az első ponttranzisztor modellt a 40-es évek végén. Az n-p átmenet felfedezésével a ponttranzisztor gyártása megszűnt, helyette megkezdődött a germániumból készült síkberendezések fejlesztése. A tranzisztor működő prototípusát hivatalosan 1947 decemberében mutatták be. Ezen a napon jelent meg az első bipoláris tranzisztor. 1948 nyarán kezdték el árulni a tranzisztoros alapú eszközöket. Ettől a pillanattól kezdve az akkoriban elterjedt elektronikus csövek (triódák) a múlté váltak.

Az 1950-es évek közepén az első csomóponti tranzisztort a Texas Instruments sorozatban gyártotta, gyártásához szilíciumot használtak anyagként. Akkoriban a rádióelem gyártásában sok házasság jött ki, de ez nem akadályozta meg a készülék technológiai fejlődését. 1953-ban tranzisztorokon hallókészülékekben használt áramkört készítettek, majd egy évvel később amerikai fizikusok Nobel-díjat kaptak felfedezésükért.

1959 márciusa az első szilícium síkeszköz megalkotása volt, kifejlesztője egy svájci fizikus, Jean Erni volt. Egy pár tranzisztort sikeresen elhelyeztek egyetlen szilícium chipen. Ettől a pillanattól kezdve megkezdődött az integrált áramkörök fejlesztése. Ma több mint egymilliárd tranzisztor van egyetlen chipben. Például a népszerű 8 magos számítógépes processzoron, a Core i7-5960X-en számuk 2,6 milliárd.

A bipoláris tranzisztor fejlesztéseivel párhuzamosan a 60-as években megkezdődött egy fém félvezetővel való összekapcsolásán alapuló eszköz fejlesztése. Az ilyen rádióelemet MOS (metal-oxide-semiconductor) tranzisztornak nevezték, ma ismertebb "mosfet" elnevezéssel.

Kezdetben a "tranzisztor" fogalma az ellenállásra utalt, amelynek értékét feszültség szabályozta, mivel a tranzisztor egyfajta ellenállásnak tekinthető, amelyet az egyik kapocsnál alkalmazott potenciál szabályoz. A térhatású tranzisztoroknál, amelyekkel az összehasonlítás helyesebb, a kapu potenciálja, a bipoláris tranzisztorok esetében pedig a bázis vagy az alapáram potenciálja.

A készülék működésének alapja az n-p átmenet azon képessége, hogy egy irányban tudja átvezetni az áramot. Ha az egyik csomópontra feszültséget kapcsolunk, annak közvetlen esése következik be, a másiknál ​​pedig megfordul. Az előremenő feszültségű átmeneti zóna ellenállása alacsony, a fordított feszültségű pedig nagy ellenállású. Kis vezérlőáram folyik az alap és az emitter között. Ennek az áramnak az értéke megváltoztatja a kollektor és az emitter közötti ellenállást. Kétféle bipoláris eszköz létezik:

• p-n-p;
• n-p-n.

A különbség csak a fő töltéshordozókban, azaz az áram irányában van.

Ha két különböző típusú félvezetőt csatlakoztatunk egymáshoz, akkor a kapcsolat határán megjelenik egy régió vagy, ahogyan szokták nevezni, egy p-n átmenet. A vezetőképesség típusa az anyag atomi szerkezetétől függ, vagyis attól, hogy milyen erősek az anyagban lévő kötések. A félvezető atomjai rácsban helyezkednek el, és az ilyen anyag önmagában nem vezető. De ha egy másik anyag atomjait hozzáadjuk a rácshoz, akkor a félvezető fizikai tulajdonságai megváltoznak. A kevert atomok természetüktől függően szabad elektronokat vagy lyukakat képeznek.

A képződött szabad elektronok negatív töltést, a lyukak pedig pozitív töltést alkotnak. Az átmeneti területen potenciális akadály található. Érintkezési potenciálkülönbség alakítja ki, magassága pedig nem haladja meg a tized voltot, ami megakadályozza, hogy a töltéshordozók mélyen az anyagba áramoljanak. Ha az átmenet egyenfeszültség alatt történik, akkor a potenciálgát értéke csökken, és a rajta áthaladó áram értéke nő. Fordított feszültség alkalmazásakor a gát mérete megnő, és az akadály ellenállása az áram áthaladásával szemben. A p-n átmenet működésének megértése után kitalálhatja, hogyan működik a tranzisztor.

Mindenekelőtt az ilyen eszközöket egyedi és összetett eszközökre osztják. Vannak úgynevezett összetett radioelemek is. Három következtetést vonnak le, és összességében készültek. Az ilyen szerelvények azonos típusú és különböző típusú tranzisztorokat tartalmaznak. Az eszközök fő felosztása a következő jellemzők szerint történik:

A rádióelem általános definíciója a következőképpen fogalmazható meg: a tranzisztor egy félvezető elem, amelyet elektromos mennyiségek átalakítására terveztek. Fő alkalmazása a jel erősítése vagy a billentyű módban történő munkavégzés.

A "teáskanna" tranzisztorának működési elvét könnyebb leírni a vízcső analógiájával. Maga az elem szelepként is ábrázolható. A csap enyhe elforgatással lehetővé teszi a víz áramlásának (áramerősség) beállítását. Ha egy kicsit elfordítja a fogantyút, a víz átfolyik a csövön (vezetőn), ha még jobban kinyitja a csapot, a víz áramlása is megnő. Így a vízfolyam kimenete arányos a bemenetével, megszorozva egy bizonyos értékkel. Ezt az értéket nyereségnek nevezzük.

A bipoláris tranzisztornak három kivezetése van: emitter, bázis, kollektor. Az emitter és a kollektor azonos típusú vezetőképességgel rendelkezik, ami eltér az alaptól. A lyuk típusú tranzisztorok két p-típusú vezetőképességű és egy n-típusú régióból állnak. Az elektronikus típus ennek az ellenkezője. Minden területnek saját kimenete van.

Ha a kívánt vezetőképességű jelet adják az emitterhez, az áramerősség az alaptartományban megnő. A fő töltéshordozók az alapzónába költöznek, ami az áramerősség növekedéséhez vezet a fordított csatlakozási területen. Tömeges díjat kell fizetni. Az elektromos tér más előjelű hordozókat kezd vonzani a fordított kapcsolódási zónába. Az alapban ellentétes előjelű töltések részleges rekombinációja (megsemmisülése) történik, aminek következtében az alapáram keletkezik.

Az emitter az eszköz azon területe, amely a töltéshordozók bázisra történő átvitelére szolgál. A kollektor egy zóna, amelyet arra terveztek, hogy töltéshordozókat vonjon ki az alapból. Az alap pedig az a terület, ahol az emitter az ellenkező töltésmennyiséget tudja átadni. A készülék fő jellemzője az áram-feszültség karakterisztika, melynek funkciója az áram és a feszültség kapcsolatát írja le.

Az ábrán az eszközt latin VT vagy Q betűkkel jelöltük. Úgy néz ki, mint egy kör, benne nyíllal, ahol a nyíl jelzi az áram áramlási irányát. A PNP (előre vezetés) esetében a nyíl befelé, az NPN (fordított vezetés) esetében pedig kifelé mutat. Tranzisztor készítéséhez germániumot vagy szilíciumot használnak. Ezek az anyagok az alapátmenet feszültségének munkaterületében különböznek. Germániumnál 0,1-0,4 V, szilíciumnál 0,4-1,2 V között van. Általában szilíciumot használnak.

A térhatású tranzisztor és a bipoláris tranzisztor között az a különbség, hogy benne a szabályozott érintkezőre adott feszültségérték felelős az áram áthaladásáért.

A MOSFET-ek fő célja a jó kapcsolási sebességükhöz kapcsolódik, a vezérlőtüske nagyon kis teljesítményével. A mező elemnek három kimenete van: kapu, lefolyó, forrás. Vezérlő n-p átmenettel rendelkező mosfet működtetésekor a kapu potenciálja vagy nulla (az eszköz nyitva van), vagy egy bizonyos értéke nagyobb, mint nulla (az eszköz zárva van). Amikor a fordított feszültség elér egy bizonyos szintet, a gátréteg kinyílik, és a készülék kikapcsolási módba lép.

Egy p-n átmenettel rendelkező mosfetben a vezérlőelektróda (gate) egy p-típusú vezetőképességű félvezető réteg, és egy ellentétes vezetőképességű n-típusú csatorna.

A diagramon látható képe hasonlít egy bipoláris eszközhöz, csak minden vonal egyenes, a benne lévő nyíl pedig az eszköz típusát hangsúlyozza. A MOS-eszközök működési elve a félvezető vezetőképességében bekövetkező változás hatásán alapul egy dielektrikummal rendelkező tartomány határán, amikor elektromos térnek van kitéve. A terepi eszközök a vezérelt p-n átmenettől függően lehetnek:

Mindegyik faj rendelkezhet p- és n-típusú vezetőképességgel. Általános értelemben a működési elv nem függ a vezetőképességtől, csak a feszültségforrás polaritása változik.

A tranzisztor egy összetett eszköz, amelynek fizikai folyamatait a kezdő rádióamatőrök (bábu) nehezen értik meg. A tranzisztor működése a következőképpen magyarázható: a tranzisztor egy elektronikus kulcs, amelynek nyitási foka a vezérelt kimenetére (alap vagy kapu) adott áram vagy feszültség szintjétől függ.

Hogy miért van szükség tranzisztorra, az általánosított formában leírható. Például a készülék alapja (zsaluja) egy ajtó. Külső hatás nyitja, azaz a kollektorral (forrással) azonos polaritású feszültség. Minél nagyobb a feszültség, annál jobban kinyílik az ajtó. Az ajtó előtt sorban állnak az emberek (töltéshordozók), akik át akarnak futni rajta (gyűjtő-kibocsátó vagy forrás-lefolyó). Minél nagyobb ütés éri az ajtót, annál jobban nyitva van, ami azt jelenti, hogy többen futnak át rajta.

Ezért az ajtót átmeneti ellenállás formájában ábrázolva megállapíthatjuk: minél nagyobb az alapra (kapura) gyakorolt ​​hatás, közvetlen polaritás esetén annál kisebb az ellenállás a fő töltéshordozókkal (emberekkel) szemben. Ha a polaritás megváltozik (az ajtó zárva van), akkor a töltések (emberek) nem mozognak.

A tranzisztor, más néven félvezető trióda, egy félvezető anyagokon alapuló elektronikus eszköz. Az eszköz fő célja, hogy a vezérlőáramkör alacsony áramerősségének változtatásával felerősített jelet kapjon a kimeneten. A félvezető trióda számos elektronikus eszköz áramkörének egyik fő alkotóeleme, a rádióvevőtől a számítógépig.

A "tranzisztor" definíciója szorosan összefügg e szó etimológiájával. Két angol szóból áll: transzfer (transzfer) és ellenállás (ellenállás). Valójában az eszköz működési elve az elektromos áramkör ellenállásának átviteléhez (változásához) kapcsolódik.

• kétpólusú;
• mező (unipoláris).

Minden osztály viszont több fajtára oszlik.

Kétpólusú:

Mindkét típusú trióda használható ugyanabban az elektronikus áramkörben. Ezért annak érdekében, hogy ne keverjük össze, hogy az áramkör egy adott helyén melyik részt kell használni, a p-n-p és n-p-n triódák képe különbözik egymástól.

Terület:

• unipoláris p-n átmenettel;
• MIS tranzisztorok szigetelt kapuval.

A készülék működési elve

Az elektronikában elektronikus (n) vagy lyuk (p) vezetőképességű félvezetőket használnak. Ezek a jelölések azt jelzik, hogy az első esetben a negatív töltésű elektronok vannak túlsúlyban a félvezetőben, a másodikban a pozitív töltésű lyukak.

Nézzük meg, hogyan van elrendezve egy tranzisztor egy bipoláris félvezető trióda példáján. Kívülről úgy néz ki, mint egy kis alkatrész egy fém vagy műanyag tokban, három vezetékkel. Belül - egyfajta szendvics három réteg félvezetőből. Ha a központi réteg p-típusú, akkor a környező rétegek n-típusúak. Kiderült, hogy egy n-p-n trióda. Ha az alapnak is nevezett középpont n-típusú, akkor a lemezek lyukas vezetőképességű félvezetőből készülnek, az eszköz szerkezete p-n-p. Az egyik külső réteget emitternek, a másikat kollektornak nevezik. Az eszköz mindhárom része egy-egy megfelelő következtetéshez kapcsolódik.

A tranzisztor működésének rövid magyarázata a "bábuknak" így néz ki. Vegyünk például egy n-p-n tranzisztort, ahol az emitter és a kollektor túlnyomórészt elektronikus vezetőképességű rétegek, az alap pedig lyukas.

Az emittert az elektromos akkumulátor negatív pólusára, a bázist és a kollektort a pozitív pólusra kötjük. Egy kezdő elektronika-rajongó ezt el tudja képzelni A trióda két diódából áll., sőt, az emitter-bázis dióda előrefelé van bekapcsolva, és áram folyik rajta, a bázis-kollektor dióda pedig ellenkező irányban, és nincs áram.

Tegyük fel, hogy az alapáramkörbe beépítettünk egy változtatható ellenállást, amellyel szabályozhatjuk a bázisra betáplált feszültséget. Milyen hatást érünk el, ha a feszültséget nullára csökkentjük? Az emitter-bázis áramkörben leáll az áram. Növeljük egy kicsit a feszültséget. Az n - emitter régióból származó elektronok az akkumulátor pluszhoz csatlakoztatott alaphoz rohannak.

Fontos részlet - az alap a lehető legvékonyabbra készül. Ezért az elektronok tömege áthalad ezen a rétegen, és az akkumulátor pozitív pólusának hatására a kollektorba kerül, amelyhez vonzódik. Így az áram nemcsak az emitter és a bázis között kezd áthaladni, hanem az emitter és a kollektor között is. Ebben az esetben a kollektoráram sokkal nagyobb, mint az alapáram.

Egy másik fontos körülmény: Az alapáram kis változása sokkal nagyobb változást okoz a kollektoráramban. Így egy félvezető trióda különféle jelek erősítésére szolgál. Általában a bipoláris triódákat gyakrabban használják az analóg technológiában.

FET-ek

Ez a típusú trióda nem tulajdonságaiban vagy funkcióiban, hanem működési elvében különbözik a bipoláristól. A terepi triódában az áram a forrásnak nevezett termináltól a drénnek nevezett terminálhoz egy vezetőképességű félvezetőn keresztül folyik, például p. És ennek az áramerősségnek a szabályozását a harmadik kimenet - a kapu - feszültségének megváltoztatásával hajtják végre.

Egy ilyen szerkezet pontosabban megfelel a modern digitális technológia követelményeinek, ahol elsősorban terepi triódákat használnak. A mai technológiai lehetőségek lehetővé teszik több milliárd MIS elem elhelyezését szigetelt kapuval egy 1-2 négyzetcentiméter területű félvezető kristályon. Így jönnek létre a személyi számítógépek központi feldolgozó egységei.

Az eszközök fejlesztésének kilátásai

A kilátások mindenekelőtt az eszközök további miniatürizálása terén rejlenek. Tehát az amerikai tudósok ma fejlesztik az úgynevezett egymolekulás tranzisztort. Egy ilyen eszköz fő eleme egy benzolmolekula, amelyhez három elektróda kapcsolódik.

Ha az ötlet igazolja magát, akkor szupererős számítástechnikai rendszereket lehet létrehozni. Hiszen a molekula mérete jóval kisebb, mint a mai MOS triódák mérete egy szilícium chipen.

Félvezető anyagból készült rádióelektronikai elem bemeneti jel felhasználásával impulzusokat hoz létre, erősít, változtat az információ tárolására, feldolgozására és továbbítására szolgáló integrált áramkörökben és rendszerekben. A tranzisztor olyan ellenállás, amelynek funkcióit a modul típusától függően az emitter és a bázis vagy a forrás és a kapu közötti feszültség szabályozza.

A tranzisztorok típusai

Az átalakítókat széles körben használják digitális és analóg mikroáramkörök gyártásában a statikus fogyasztói áram nullázására és a jobb linearitás elérésére. A tranzisztorok típusai abban különböznek egymástól, hogy egyeseket feszültségváltozással, utóbbiakat árameltéréssel szabályozzák.

A terepi modulok megnövelt DC ellenállással működnek, a nagyfrekvenciás transzformáció nem növeli az energiaköltségeket. Ha leegyszerűsítve mondjuk, mi a tranzisztor, akkor ez egy nagy nyereségű modul. Ez a tulajdonság nagyobb a szántóföldi fajoknál, mint a bipoláris típusoknál. Az előbbiekben nincs töltéshordozók felszívódása, ami felgyorsítja a munkát.

A terepi félvezetőket gyakrabban használják a bipoláris típusokkal szembeni előnyeik miatt:

• nagy ellenállás a bemeneten állandó áramon és nagy frekvencián, ez csökkenti a vezérlés energiaveszteségét;
• a kisebb elektronok felhalmozódásának hiánya, ami felgyorsítja a tranzisztor működését;
• mozgó részecskék szállítása;
• stabilitás hőmérsékleti eltérésekkel;
• kis zaj az injekció hiánya miatt;
• alacsony energiafogyasztás működés közben.

A tranzisztorok típusai és tulajdonságai határozzák meg a célt. A bipoláris típusú konverter fűtése növeli az áramerősséget a kollektortól az emitterig vezető úton. Negatív ellenállási együtthatóval rendelkeznek, és mobil hordozók áramlanak a gyűjtőkészülékbe az emitterből. A vékony alapot p-n átmenetek választják el, és az áram csak akkor keletkezik, amikor a mozgó részecskék felhalmozódnak és bejutnak az alapba. Egyes töltéshordozókat egy szomszédos p-n átmenet megfogja és felgyorsítja, így számítják ki a tranzisztorok paramétereit.

A FET-eknek van egy másik előnye is, amelyet meg kell említeni a próbababák esetében. Az ellenállás kiegyenlítése nélkül párhuzamosan vannak csatlakoztatva. Az ellenállásokat erre a célra nem használják, mivel a terhelés megváltozásakor a jelző automatikusan növekszik. A kapcsolóáram nagy értékének eléréséhez modulok komplexét veszik fel, amelyet inverterekben vagy más eszközökben használnak.

A bipoláris tranzisztor párhuzamos csatlakoztatása lehetetlen, a funkcionális paraméterek meghatározása visszafordíthatatlan termikus törés észleléséhez vezet. Ezek a tulajdonságok az egyszerű p-n csatornák műszaki tulajdonságaihoz kapcsolódnak. A modulok párhuzamosan kapcsolódnak ellenállásokkal, hogy kiegyenlítsék az áramkört az emitter áramkörökben. A funkcionális jellemzőktől és az egyéni sajátosságoktól függően a tranzisztorok osztályozásában bipoláris és mezőtípusokat különböztetnek meg.

Bipoláris tranzisztorok

A bipoláris kialakításokat három vezetős félvezető eszközként állítják elő. Az elektródák mindegyikében p-vezetőképességű vagy szennyező-n-vezetőképességű rétegek vannak. A teljes rétegkészlet kiválasztása határozza meg a p-n-p vagy n-p-n típusú eszközök kiadását. Abban a pillanatban, amikor a készülék be van kapcsolva, a lyukak és az elektronok egyidejűleg különböző típusú töltéseket adnak át, 2 típusú részecskék vesznek részt.

A hordozók a diffúziós mechanizmus miatt mozognak. Az anyag atomjai és molekulái behatolnak a szomszédos anyag intermolekuláris rácsába, majd koncentrációjuk a teljes térfogatban kiegyenlítődik. A szállítás a nagy tömörségű területekről az alacsony tartalmú területekre történik.

Az elektronok a részecskék körüli erőtér hatására is terjednek, és az ötvöző adalékanyagok egyenetlenül szerepelnek az alaptömegben. A készülék működésének felgyorsítása érdekében a középső réteghez csatlakoztatott elektródát vékonyra készítik. A legkülső vezetékeket emitternek és kollektornak nevezzük. Az átmenet fordított feszültségjellemzője nem fontos.

FET-ek

A térhatású tranzisztor az ellenállást az alkalmazott feszültségből származó elektromos keresztirányú mező segítségével szabályozza. Azt a helyet, ahonnan az elektronok bejutnak a csatornába, forrásnak nevezzük, és az elvezetés úgy néz ki, mint a töltések belépésének végpontja. A vezérlőfeszültség a kapunak nevezett vezetőn halad át. Az eszközök 2 típusra oszthatók:

• vezérlő p-n átmenettel;
• MIS tranzisztorok szigetelt kapuval.

Az első típusú készülékek félvezető lapkát tartalmaznak, amely ellentétes oldalon (lefolyó és forrás) elektródák segítségével csatlakozik a vezérelt áramkörhöz. Más típusú vezetőképességű hely következik be, miután a lemezt a kapuhoz csatlakoztatták. A bemeneti áramkörbe behelyezett állandó előfeszítő forrás blokkoló feszültséget hoz létre a csomópontban.

Az erősített impulzus forrása szintén a bemeneti áramkörben található. A bemeneti feszültség megváltoztatása után a p-n átmeneten lévő megfelelő indikátor átalakul. Módosul a rétegvastagság és a töltött elektronok áramlását továbbító kristály csatornacsatlakozásának keresztmetszete. A csatorna szélessége a kimerítési tartomány (a kapu alatt) és a hordozó közötti tértől függ. A vezérlőáramot a kezdő és végpontban a kimerülési tartomány szélességének változtatásával szabályozzuk.

A MIS tranzisztorra jellemző, hogy a kapuját szigetelés választja el a csatornarétegtől. A hordozónak nevezett félvezető kristályban ellentétes előjelű adalékolt helyek jönnek létre. Vezetők vannak felszerelve rájuk - egy lefolyó és egy forrás, amelyek között egy dielektrikum van egy mikronnál kisebb távolságra. A szigetelőn van egy fém elektróda - egy redőny. Az így létrejövő fémet, dielektromos réteget és félvezetőt tartalmazó szerkezet miatt a tranzisztorok az MIS rövidítést kapják.

Készülék és működési elv kezdőknek

A technológiák nemcsak elektromos töltéssel működnek, hanem mágneses térrel, fénykvantumokkal és fotonokkal is. A tranzisztor működési elve azokban az állapotokban rejlik, amelyek között a készülék átkapcsol. Ellentétes kis és nagy jel, nyitott és zárt állapot - ez a készülékek kettős munkája.

A készítményben lévő félvezető anyaggal együtt, amelyet helyenként egykristály formájában használnak, a tranzisztor a következőkkel rendelkezik:

• következtetések fémből;
• dielektromos szigetelők;
• tranzisztorok háza üvegből, fémből, műanyagból, cermet.

A bipoláris vagy poláris eszközök feltalálása előtt az elektronikus vákuumcsöveket aktív elemként használták. A hozzájuk kifejlesztett áramkörök átalakítás után félvezető eszközök gyártásánál használatosak. Tranzisztorként csatlakoztathatók és használhatók, mivel a lámpák számos funkcionális jellemzője alkalmas a terepi fajok működésének leírására.

A lámpák tranzisztoros cseréjének előnyei és hátrányai

A tranzisztorok feltalálása ösztönző tényező az innovatív technológiák bevezetésében az elektronikában. A hálózat modern félvezető elemeket használ, a régi lámpaáramkörökhöz képest az ilyen fejlesztéseknek előnyei vannak:

• kis méretek és kis súly, ami fontos a miniatűr elektronika számára;
• az automatizált folyamatok alkalmazásának képessége az eszközök és a csoportos szakaszok gyártásában, ami csökkenti a költségeket;
• kis méretű áramforrások használata az alacsony feszültség szükségessége miatt;
• azonnali bekapcsolás, a katód melegítése nem szükséges;
• megnövekedett energiahatékonyság a csökkentett teljesítményveszteség miatt;
• szilárdság és megbízhatóság;
• jól koordinált interakció a hálózat további elemeivel;
• rezgés- és ütésállóság.

A hátrányok a következő rendelkezésekben jelennek meg:

• a szilícium tranzisztorok nem működnek 1 kW-nál nagyobb feszültségen, a lámpák 1-2 kW feletti sebességgel működnek;
• nagy teljesítményű műsorszóró hálózatokban vagy mikrohullámú adókban tranzisztorok használatakor a párhuzamosan kapcsolt kis teljesítményű erősítők illesztése szükséges;
• a félvezető elemek sérülékenysége az elektromágneses jel hatásaival szemben;
• érzékeny reakció a kozmikus sugarakra és sugárzásra, ami e tekintetben rezisztens sugárzási mikroáramkörök kifejlesztését igényli.

Váltási sémák

Az egyetlen áramkörben történő működéshez a tranzisztornak 2 kimenetre van szüksége a bemeneten és a kimeneten. Szinte minden típusú félvezető eszköznek csak 3 csatlakozási pontja van. A nehéz helyzetből való kilábalás érdekében az egyik véget közösnek jelöljük ki. Ez 3 általános csatlakozási sémát eredményez:

• bipoláris tranzisztorhoz;
• poláris eszköz;
• nyitott lefolyóval (kollektorral).

A bipoláris modul egy közös emitterrel csatlakozik mind a feszültség, mind az áram (MA) erősítésére. Más esetekben megegyezik a digitális chip érintkezőivel, ha nagy feszültség van a külső áramkör és a belső csatlakozási terv között. Így működik a közös kollektor csatlakozás, és csak az áramerősség növekedése (OK) figyelhető meg. Ha növelni kell a feszültséget, akkor az elemet közös alappal (OB) vezetjük be. Az opció jól működik összetett kaszkád áramkörökben, de ritkán van beállítva egytranzisztoros projektekben.

A p-n átmenetet használó MIS típusú terepi félvezető eszközök az áramkörbe tartoznak:

• közös emitterrel (CI) - egy bipoláris típusú modul OE-jéhez hasonló csatlakozás
• egyetlen kimenettel (OS) - OK típusú terv;
• csuklós redőnnyel (OZ) - az OB hasonló leírása.

Nyílt leeresztő tervekben a tranzisztort egy közös emitterrel kapcsolják be a mikroáramkör részeként. A kollektor kimenet nincs csatlakoztatva a modul többi részéhez, és a terhelés a külső csatlakozóra kerül. A feszültség intenzitás és a kollektor áramerősség kiválasztása a projekt telepítése után történik. A nyílt vízelvezető eszközök nagy teljesítményű kimeneti fokozatokkal, buszmeghajtókkal, TTL logikai áramkörökkel rendelkező áramkörökben működnek.

Mire valók a tranzisztorok?

A hatókör az eszköz típusától függ - bipoláris modul vagy terepi modul. Miért van szükség tranzisztorokra? Ha alacsony áramerősségre van szükség, például digitális tervekben, terepi nézeteket használnak. Az analóg áramkörök nagy erősítésű linearitást érnek el számos tápfeszültség és kimenet között.

A bipoláris tranzisztorok telepítési területei az erősítők, ezek kombinációi, detektorok, modulátorok, tranzisztoros logisztikai áramkörök és logikai inverterek.

A tranzisztorok alkalmazási helyei jellemzőiktől függenek. 2 üzemmódban működnek:

• erősítő módon a kimeneti impulzus megváltoztatása a vezérlőjel kis eltéréseivel;
• a kulcsszabályozásban, amely a gyenge bemeneti áramú terhelések tápellátását vezérli, a tranzisztor teljesen zárt vagy nyitott.

A félvezető modul típusa nem változtatja meg működésének feltételeit. A forrás terheléshez csatlakozik, például kapcsolóhoz, hangerősítőhöz, világítótesthez, lehet elektronikus érzékelő vagy erős szomszédos tranzisztor. Az áram segítségével megkezdődik a terhelési eszköz működése, és a tranzisztor a telepítés és a forrás közötti áramkörre csatlakozik. A félvezető modul korlátozza az egységnek szolgáltatott energia mennyiségét.

A tranzisztor kimenetén lévő ellenállás a vezérlővezető feszültségétől függően átalakul. Az áramkör és a feszültség az áramkör elején és végén változik, nő vagy csökken, és a tranzisztor típusától és a csatlakoztatás módjától függ. A szabályozott tápegység szabályozása áramnövekedéshez, teljesítményimpulzushoz vagy feszültségnövekedéshez vezet.

Mindkét típusú tranzisztort a következő esetekben használják:

1. A digitális szabályozásban. Digitális-analóg konvertereken (DAC) alapuló digitális erősítő áramkörök kísérleti terveit fejlesztették ki.
2. impulzusgenerátorokban. Az összeállítás típusától függően a tranzisztor kulcs vagy lineáris sorrendben működik, hogy négyzetes vagy tetszőleges jeleket reprodukáljon.
3. Elektronikus hardvereszközökben. Az információk és programok védelme a lopástól, az illegális feltöréstől és felhasználástól. A munka kulcs módban történik, az áramerősséget analóg formában szabályozzák, és az impulzusszélesség segítségével szabályozzák. A tranzisztorok a villanymotorok hajtásaiban vannak elhelyezve, kapcsolófeszültség-stabilizátorok.

A monokristályos félvezetők és a nyitó és záró modulok növelik a teljesítményt, de csak kapcsolóként működnek. A digitális eszközökben a mező típusú tranzisztorokat gazdaságos modulként használják. A gyártási technológiák az integrált kísérletek koncepciójában a tranzisztorok egyetlen szilícium chipen történő előállítását teszik lehetővé.

A kristályok miniatürizálása gyorsabb számítógépekhez, kevesebb energiához és kevesebb hőhez vezet.

A tranzisztorok aktív alkatrészek, és az elektronikus áramkörökben erősítőkként és kapcsolóeszközökként (tranzisztoros kapcsolóként) használják őket. Erősítő eszközként nagy és alacsony frekvenciájú eszközökben, jelgenerátorokban, modulátorokban, detektorokban és sok más áramkörben használják. Digitális áramkörökben, kapcsolóüzemű tápegységekben és vezérelt elektromos hajtásokban kulcsként szolgálnak.

Bipoláris tranzisztorok

Ez a tranzisztor leggyakoribb típusának neve. Ezek npn és pnp típusokra oszthatók. Anyaguk leggyakrabban szilícium vagy germánium. Eleinte a tranzisztorok germániumból készültek, de nagyon érzékenyek voltak a hőmérsékletre. A szilícium eszközök sokkal ellenállóbbak az ingadozásaival szemben, és olcsóbb a gyártás.

Az alábbi képen különféle bipoláris tranzisztorok láthatók.

Az alacsony fogyasztású készülékek kis műanyag téglalap vagy fém hengeres tokban helyezkednek el. Három kimenetük van: az alaphoz (B), az emitterhez (E) és a kollektorhoz (K). Mindegyik n-vezetőképességű (az áramot szabad elektronok alkotják) vagy p-típusú (az áramot az ún. pozitív töltésű „lyukak” alkotja) szilíciumréteg egyikéhez csatlakozik. a tranzisztor szerkezete.

Hogyan van elrendezve egy bipoláris tranzisztor?

Tanulmányozni kell a tranzisztor működési elveit, kezdve a készülékével. Tekintsük egy npn tranzisztor szerkezetét, amely az alábbi ábrán látható.

Mint látható, három réteget tartalmaz: kettő n-típusú vezetőképességű és egy p-típusú. A rétegek vezetőképességének típusát a szilíciumkristály különböző részeinek speciális szennyeződéseivel való adalékolás mértéke határozza meg. Az n-típusú emitter nagyon erősen adalékolt, hogy sok szabad elektront kapjon fő áramhordozóként. A nagyon vékony p-típusú alap enyhén adalékolt szennyeződésekkel és nagy ellenállással rendelkezik, míg az n-típusú kollektor nagyon erősen adalékolt, hogy alacsony ellenállást biztosítson.

Hogyan működik a tranzisztor

Megismerésének legjobb módja a kísérletezés. Az alábbiakban egy egyszerű áramkör diagramja látható.

Erőteljesítmény-tranzisztort használ az izzó vezérlésére. Szüksége lesz még egy elemre, egy kis, körülbelül 4,5 V / 0,3 A-es zseblámpa izzóra, egy változó ellenállású potenciométerre (5K) és egy 470 ohmos ellenállásra. Ezeket az alkatrészeket a diagramtól jobbra látható ábra szerint kell csatlakoztatni.

Fordítsa a potenciométer csúszkát a legalacsonyabb helyzetbe. Ez az alapfeszültséget (a bázis és a test között) nullára csökkenti (U BE = 0). A lámpa nem világít, ami azt jelenti, hogy nincs áram a tranzisztoron keresztül.

Ha most elfordítja a fogantyút alsó helyzetéből, akkor az U BE fokozatosan növekszik. Amikor eléri a 0,6 V-ot, az áram elkezd folyni a tranzisztor aljába, és a lámpa világítani kezd. A fogantyú további mozgatásakor az U BE feszültség 0,6 V marad, de az alapáram megnő, és ez megnöveli a kollektor-emitter áramkörön átmenő áramot. Ha a fogantyút felfelé mozgatja, az alap feszültsége kissé 0,75 V-ra nő, de az áramerősség jelentősen megnő, és a lámpa fényesen világít.

És ha megméred a tranzisztor áramait?

Ha a kollektor (C) és a lámpa közé (az IC mérésére) egy ampermérőt teszünk, az alap (B) és a potenciométer közé (I B méréshez), valamint egy voltmérőt a közös vezeték és az alap közé, és ismételjük meg a egész kísérletet, érdekes adatokat kaphatunk. Amikor a potenciométer gombja a legalacsonyabb helyzetben van, az U BE 0 V, csakúgy, mint az I C és I B áramok. A fogantyú mozgatásakor ezek az értékek addig nőnek, amíg a fény el nem kezd világítani, amikor egyenlők: U BE = 0,6 V, I B = 0,8 mA és I C = 36 mA.

Ennek eredményeként ebből a kísérletből a következő tranzisztorműködési elveket kapjuk: pozitív (npn típusú) előfeszítési feszültség hiányában a bázison a kapcsain áthaladó áramok nullák, alapfeszültség és ill. áramerősség, ezek változásai befolyásolják a kollektor-emitter áramkör áramát.

Mi történik, ha a tranzisztort bekapcsolják?

Normál működés közben a bázis-emitter átmenetre adott feszültség úgy oszlik el, hogy a bázis (p-típusú) potenciálja körülbelül 0,6 V-tal nagyobb, mint az emitter (n-típusú) potenciálja. Ugyanakkor erre a csomópontra egy előremenő feszültség van kapcsolva, ez előrefeszített és nyitott az alaptól az emitterig tartó áramra.

Az alap-kollektor átmeneten sokkal nagyobb feszültséget alkalmaznak, és a kollektor (n-típusú) potenciálja nagyobb, mint a bázisé (p-típusú). Tehát fordított feszültséget adnak a csomópontra, és fordítottan előfeszítik. Ez egy meglehetősen vastag elektronszegény réteget eredményez a kollektorban az alap közelében, amikor a tranzisztoron tápfeszültséget kapcsolunk. Ennek eredményeként a kollektor-emitter áramkörön nem folyik áram. A töltések eloszlását az npn tranzisztor átmeneti zónáiban az alábbi ábra mutatja.

Mi a szerepe az alapáramnak?

Hogyan tegyük működőképessé elektronikus eszközünket? A tranzisztor működési elve az, hogy befolyásolja az alapáramot a zárt bázis-kollektor átmenet állapotára. Ha a bázis-emitter átmenet előre előfeszített, akkor egy kis áram fog befolyni a bázisba. Itt a hordozói pozitív töltésű lyukak. Az emitterből érkező elektronokkal egyesülve I BE áramot biztosítanak. Azonban annak a ténynek köszönhetően, hogy az emitter nagyon erősen adalékolt, sokkal több elektron áramlik belőle a bázisra, mint amennyi lyukakkal egyesülni képes. Ez azt jelenti, hogy a bázisban nagy az elektronkoncentráció, és a legtöbbjük áthalad rajta, és belép az elektronszegény kollektorrétegbe. Itt az alap-kollektor csomópontra ható erős elektromos tér hatása alá kerülnek, áthaladnak az elektronszegény rétegen és a kollektor fő térfogatán annak kimenetére.

A bázisba befolyó áram változása befolyásolja az emitterből vonzott elektronok számát. Így a tranzisztorok működésének elvei kiegészíthetők a következő megállapítással: az alapáram nagyon kis változásai nagyon nagy változásokat okoznak az emittertől a kollektor felé folyó áramban, azaz. áramerősítés történik.

A FET-ek típusai

Magyarul FET-nek nevezik őket - Field Effect Transistor, ami "térhatástranzisztornak" fordítható. Bár sok a zűrzavar a nevüket illetően, alapvetően két fő típusuk van:

1. Vezérlő pn-átmenettel. Az angol szakirodalomban JFET-nek vagy Junction FET-nek nevezik őket, ami "átmeneti térhatástranzisztornak" fordítható. Egyébként JUGFET-nek vagy Junction Unipoláris kapu FET-nek hívják.

2. Szigetelt kapuval (egyébként MOS vagy MIS tranzisztorokkal). Magyarul IGFET-nek vagy Insulated Gate FET-nek jelölik.

Külsőleg nagyon hasonlítanak a bipolárisokhoz, amit az alábbi kép is megerősít.

FET eszköz

Minden térhatású tranzisztort UNIPOLE eszköznek nevezhetünk, mert a rajtuk áthaladó áramot képező töltéshordozók az adott tranzisztorhoz egyetlen típusúak - vagy elektronok, vagy "lyukak", de nem mindkettő. Ez megkülönbözteti a térhatású tranzisztor működési elvét a bipoláris tranzisztortól, amelyben az áramot mindkét típusú hordozó egyidejűleg állítja elő.

Az áramvivők a vezérlő pn átmenettel rendelkező FET-ekben a pn átmenetek nélküli szilíciumréteg mentén, az úgynevezett csatornán áramlanak, két terminál között n- vagy p-típusú vezetéssel, amelyeket "forrásnak" és "elvezetésnek" neveznek - az emitter és a kibocsátó analógjai. kollektor, pontosabban a vákuumtrióda katódja és anódja. A harmadik kimenet - egy kapu (a triódraccsal analóg) - a forrás-leeresztő csatornától eltérő vezetőképességű szilíciumréteghez csatlakozik. Egy ilyen eszköz felépítése az alábbi ábrán látható.

Hogyan működik a térhatású tranzisztor? Működési elve a csatorna keresztmetszetének szabályozása úgy, hogy a kapu-csatorna csomópontra feszültséget kapcsol. Mindig fordított előfeszítésű, így a tranzisztor szinte semmilyen áramot nem vesz fel a kapuáramkörön keresztül, míg a bipoláris eszköz működéséhez bizonyos mennyiségű bázisáramra van szükség. Amikor a bemeneti feszültség megváltozik, a kapu területe kitágulhat, elzárva a forrás-lefolyó csatornát egészen addig, amíg az teljesen be nem záródik, így szabályozva a leeresztő áramot.