ทรานซิสเตอร์มีไว้เพื่ออะไร? ข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับอิเล็กทรอนิกส์สำหรับหุ่นจำลอง: ทรานซิสเตอร์คืออะไรและทำงานอย่างไร ทรานซิสเตอร์สองขั้วทำงานอย่างไร คำแนะนำสำหรับหุ่น

ทรานซิสเตอร์เป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่ออกแบบมาเพื่อขยาย พลิกกลับ แปลงสัญญาณไฟฟ้า ตลอดจนสลับแรงกระตุ้นไฟฟ้าในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ของอุปกรณ์ต่างๆ แยกแยะทรานซิสเตอร์สองขั้วซึ่งใช้คริสตัล น-และ พี-ชนิดและทรานซิสเตอร์ภาคสนาม (ขั้วเดียว) ที่ทำจากผลึกเจอร์เมเนียมหรือซิลิกอนที่มีค่าการนำไฟฟ้าชนิดหนึ่ง

ทรานซิสเตอร์สองขั้ว

กระบวนการทางกายภาพในทรานซิสเตอร์ p-n-p-พิมพ์และ น-p-n-ประเภทเดียวกัน ความแตกต่างก็คือกระแสในฐานของทรานซิสเตอร์ p-n-p-ประเภทจะถูกถ่ายโอนโดยตัวพาประจุหลัก - รูและในทรานซิสเตอร์ น-p-n-ประเภท - อิเล็กตรอน

ชุมทางทรานซิสเตอร์แต่ละอันคืออีซีแอล ( เป็น) และนักสะสม ( บี-ซี) สามารถเปลี่ยนไปข้างหน้าหรือย้อนกลับได้ ขึ้นอยู่กับสิ่งนี้ โหมดการทำงานของทรานซิสเตอร์สามโหมดมีความโดดเด่น:

• โหมดลัด- ทั้งสอง p-n-ทรานซิชันถูกปิด ในขณะที่กระแสที่ค่อนข้างเล็กไหลผ่านทรานซิสเตอร์ ฉัน 0 เนื่องจากผู้ให้บริการรายย่อย;
• โหมดอิ่มตัว- ทั้งสอง pn- การเปลี่ยนแปลงเปิดอยู่
• โหมดแอคทีฟ- หนึ่งใน pn- ทางแยกเปิดและอีกทางปิด

ในโหมด cutoff และ saturation แทบไม่มีการควบคุมทรานซิสเตอร์ ในโหมดแอคทีฟ ทรานซิสเตอร์จะทำหน้าที่ องค์ประกอบที่ใช้งานวงจรไฟฟ้าสำหรับขยายสัญญาณ สร้างการสั่น สวิตชิ่ง ฯลฯ

หากแรงดันไฟตรงที่จุดต่ออีซีแอลและกลับด้านที่ทางแยกของคอลเลคเตอร์ แสดงว่าการเปิดสวิตช์ของทรานซิสเตอร์นั้นเป็นเรื่องปกติ และหากขั้วของแรงดันไฟอยู่ตรงข้าม จะเป็นการผกผัน

ด้วยการใช้ศักย์ลบของ EMF ต้นทางกับตัวสะสมและบวกกับตัวปล่อย (รูปที่ 21) ในวงจรสวิตชิ่งของทรานซิสเตอร์ที่มีอีซีแอลทั่วไป เราจึงได้เปิดทางแยกของอีซีแอล อี-บีและปิดนักสะสม บี-ถึงในขณะที่ตัวสะสมปัจจุบัน ฉัน K0 =ฉัน E0 =ฉัน 0เล็ก ถูกกำหนดโดยความเข้มข้นของพาหะส่วนน้อย (อิเล็กตรอนในกรณีนี้) หากใช้แรงดันไฟฟ้าขนาดเล็ก (0.3-0.5 V) ระหว่างตัวปล่อยและฐานในทิศทางไปข้างหน้า pn-การเปลี่ยนแปลง อี-บีแล้วมันก็เกิดขึ้น ฉีดรูจากอีซีแอลถึงฐานสร้างกระแสอีซีแอล - ฉัน. ในฐาน รูจะรวมกันใหม่บางส่วนด้วยอิเล็กตรอนอิสระ แต่พร้อมกันจากแหล่งแรงดันไฟฟ้าภายนอก อี บี(อี บี <อี อาร์)อิเล็กตรอนใหม่เข้าสู่ฐาน ก่อตัวเป็นกระแสฐาน ไอ บี.

รูปที่ 21- รูปแบบการสลับบนทรานซิสเตอร์สองขั้ว

เนื่องจากฐานในทรานซิสเตอร์ทำขึ้นในรูปแบบของชั้นบาง ๆ มีเพียงส่วนเล็ก ๆ ของรูเท่านั้นที่รวมตัวกับอิเล็กตรอนของฐานและส่วนใหญ่จะไปถึงทางแยกของตัวสะสม รูเหล่านี้ถูกจับโดยสนามไฟฟ้าของชุมทางตัวรวบรวมซึ่งเร่งความเร็วสำหรับรู กระแสของรูจากอีซีแอลไปยังตัวสะสมถูกปิดผ่านตัวต้านทาน อาร์เคและแหล่งจ่ายแรงดันด้วย EMF อีเคก่อตัวเป็นกระแสสะสม ฉันในวงจรภายนอก

เราเขียนอัตราส่วนของกระแสในวงจรสวิตช์ทรานซิสเตอร์ (รูปที่ 21) เรียกว่าวงจรสวิตชิ่ง อีซีแอลทั่วไป(โออี)

อัตราส่วนของกระแสสะสมต่อกระแสอีซีแอลเรียกว่า อัตราส่วนการถ่ายโอนปัจจุบัน

กระแสฐานอยู่ที่ไหน

วงจรสวิตชิ่งทรานซิสเตอร์ OE เป็นวงจรที่พบได้บ่อยที่สุดเนื่องจากกระแสเบสต่ำในวงจรอินพุตและการขยายสัญญาณอินพุตทั้งในแรงดันและกระแส คุณสมบัติหลักของทรานซิสเตอร์ถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของกระแสและแรงดันในวงจรต่างๆ และอิทธิพลซึ่งกันและกันของพวกมันที่มีต่อกัน

ทรานซิสเตอร์สามารถทำงานบนกระแสตรง สัญญาณสลับขนาดเล็ก สัญญาณสลับขนาดใหญ่ และในโหมดคีย์ (พัลส์)

ตระกูลอินพุต

และวันหยุดสุดสัปดาห์

ลักษณะคงที่ของทรานซิสเตอร์ในวงจรที่มี OE แสดงในรูปที่ 22. สามารถหาได้จากการทดลองหรือการคำนวณ

รูปที่ 22 - ครอบครัวของคุณสมบัติคงที่ของอินพุตและเอาต์พุต

ตระกูลของคุณลักษณะที่เกี่ยวข้องกับแรงดันเอาต์พุตและกระแสกับกระแสและแรงดันอินพุตเรียกว่า ลักษณะการส่งสัญญาณหรือ ลักษณะการควบคุม(รูปที่ 23).

รูปที่ 23- ประสิทธิภาพการส่ง

ทรานซิสเตอร์สองขั้ว จำแนก:

• โดยการกระจายพลังงาน (พลังงานต่ำ (สูงถึง 0.3 W), พลังงานปานกลาง (จาก 0.3 W ถึง 1.5 W) และกำลังสูง (มากกว่า 1.5 W));
• ตามคุณสมบัติความถี่ (ความถี่ต่ำ (สูงถึง 3 MHz), ความถี่กลาง (3_30 MHz), สูง (30_300 MHz) และความถี่สูงพิเศษ (มากกว่า 300 MHz));
• โดยการนัดหมาย: สากล, ขยาย, เครื่องกำเนิด, สวิตชิ่งและพัลส์

เมื่อทำเครื่องหมายทรานซิสเตอร์สองขั้ว ก่อนอื่นให้เขียนตัวอักษรหรือตัวเลขที่ระบุวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ดั้งเดิม: G หรือ 1 - เจอร์เมเนียม, K หรือ 2 - ซิลิกอน; จากนั้นเป็นตัวเลขตั้งแต่ 1 ถึง 9 (1, 2 หรือ 3 - ความถี่ต่ำ, 4, 5 หรือ 6 - ความถี่สูง, 7, 8 หรือ 9 - ความถี่สูงพิเศษตามลำดับในแต่ละกลุ่มของพลังงานต่ำปานกลางหรือสูง ). ตัวเลขสองหลักถัดไปจาก 01 ถึง 99 คือหมายเลขซีเรียลของการพัฒนา และที่ท้ายตัวอักษร (จาก A ขึ้นไป) ระบุกลุ่มพารามิเตอร์ของอุปกรณ์ เช่น แรงดันไฟฟ้าของทรานซิสเตอร์ เป็นต้น

ตัวอย่างเช่น ทรานซิสเตอร์ GT109G: เจอร์เมเนียมความถี่ต่ำ, พลังงานต่ำพร้อมค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนกระแส ชม. 21อี= 100_250, ยูเค= 6 โวลต์, ฉัน= 20 mA (กระแสคงที่)

ทรานซิสเตอร์ภาคสนาม

ทรานซิสเตอร์ภาคสนามเป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่กระแสไฟระบาย ( จาก) ผ่านช่องสารกึ่งตัวนำ ป-หรือ R-type ถูกควบคุมโดยสนามไฟฟ้าที่เกิดขึ้นเมื่อแรงดันถูกจ่ายระหว่างเกต ( W) และที่มา ( และ).

ทรานซิสเตอร์สนามผลถูกสร้างขึ้น:

- ด้วยประตูควบคุมทางแยก p-nสำหรับใช้ในอุปกรณ์แปลงความถี่สูง (สูงถึง 12_18 GHz) การกำหนดแบบธรรมดาในไดอะแกรมแสดงในรูปที่ 24, เอ, ข;

- มีฉนวนหุ้ม(ชั้นอิเล็กทริก) ชัตเตอร์สำหรับใช้ในอุปกรณ์ที่ทำงานที่ความถี่สูงถึง 1_2 GHz พวกเขาทำมาจาก ช่องในตัวในรูปแบบของ MIS_structure (ดูสัญลักษณ์ในรูปที่ 24 ในและ จี) หรือด้วย ช่องทางเหนี่ยวนำในรูปแบบของ MOS_structure (ดูสัญลักษณ์ในรูปที่ 24 d, อี).

รูปที่ 24 ประเภทของทรานซิสเตอร์แบบ field-effect

วงจรสวิตชิ่งของทรานซิสเตอร์แบบ field-effect กับประเภทเกท p-n-การเปลี่ยนแปลงและช่อง น-type ตระกูลของลักษณะการส่งออก เข้าใจแล้ว= ฉ(UC), U W = constและลักษณะการระบายน้ำ เข้าใจแล้ว= ฉ(เรา), ยู ซี= constแสดงในรูป 25.

รูปที่ 25 - แบบแผนสำหรับการเปิดทรานซิสเตอร์แบบ field-effect และลักษณะการระบายน้ำ

เมื่อต่อท่อระบาย จากและที่มา และไปยังแหล่งจ่ายไฟ Unตามช่อง น- ประเภทของกระแสไหล เข้าใจแล้ว, เพราะ p-n-การเปลี่ยนแปลงไม่ทับซ้อนส่วนช่อง (รูปที่ 25, เอ).

ในกรณีนี้เรียกว่าอิเล็กโทรดที่ตัวพาประจุเข้าสู่ช่อง แหล่งที่มาและอิเล็กโทรดที่ตัวพาประจุหลักออกจากช่องสัญญาณเรียกว่า ไหลบ่า.

อิเล็กโทรดที่ใช้ควบคุมส่วนตัดขวางของช่องเรียกว่า ชัตเตอร์. ด้วยแรงดันย้อนกลับที่เพิ่มขึ้น ยู วูส่วนตัดขวางของช่องลดลงความต้านทานเพิ่มขึ้นและกระแสระบายน้ำลดลง เข้าใจแล้ว.

ดังนั้นระบายการควบคุมปัจจุบัน เข้าใจแล้วเกิดขึ้นเมื่อใช้แรงดันย้อนกลับกับ pn- การเปลี่ยนชัตเตอร์ W. เนื่องจากกระแสย้อนกลับต่ำในวงจรแหล่งกำเนิดของเกต พลังงานที่จำเป็นในการขับเคลื่อนกระแสระบายออกจึงเล็กน้อย

ที่แรงดันไฟ -U Z = -U ZO, เรียกว่า แรงดันไฟตัด, ส่วนตัดขวางของช่องถูกปกคลุมด้วยชั้นกั้นที่หมดลงในตัวพาประจุและกระแสไฟระบายน้ำ ฉัน CO(กระแสไฟตัด) ถูกกำหนดโดยผู้ให้บริการรายย่อย pn-การเปลี่ยนแปลง (ดูรูปที่ 25, ข).

โครงสร้างแผนผังของทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามด้วย ชักนำ n-ช่องแสดงในรูปที่ 26 เมื่อแรงดันเกตที่สัมพันธ์กับแหล่งกำเนิดเป็นศูนย์ และเมื่อมีแรงดันที่ท่อระบายน้ำ กระแสการระบายจะเล็กน้อย กระแสไฟระบายออกที่สังเกตได้จะปรากฏขึ้นก็ต่อเมื่อแรงดันไฟฟ้าของขั้วบวกที่สัมพันธ์กับแหล่งกำเนิดถูกนำไปใช้กับเกตเท่านั้น มากกว่าสิ่งที่เรียกว่า เกณฑ์แรงดันไฟฟ้า U ZPOR.

รูปที่ 26-Schematic โครงสร้างของการเหนี่ยวนำ n-channel FET

ในกรณีนี้เป็นผลมาจากการแทรกซึมของสนามไฟฟ้าผ่านชั้นอิเล็กทริกเข้าไปในสารกึ่งตัวนำที่แรงดันเกตที่มากกว่า U ZPOR, ชั้นผกผันปรากฏขึ้นใกล้พื้นผิวของสารกึ่งตัวนำใต้ประตูซึ่งเป็นช่องทางที่เชื่อมต่อแหล่งที่มากับท่อระบายน้ำ

ความหนาและหน้าตัดของช่องจะเปลี่ยนไปตามแรงดันของประตู และกระแสระบายจะเปลี่ยนไปตามนั้น นี่คือวิธีควบคุมกระแสระบายในทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามเกตเหนี่ยวนำ คุณลักษณะที่สำคัญที่สุดของทรานซิสเตอร์แบบ field-effect คือความต้านทานอินพุตสูง (ตามลำดับหลายเมกะโอห์ม) และกระแสไฟอินพุตต่ำ หนึ่งในพารามิเตอร์หลักของทรานซิสเตอร์ภาคสนามคือ ความลาดชัน Sลักษณะประตู (ดูรูปที่ 25, ใน). ตัวอย่างเช่น สำหรับทรานซิสเตอร์แบบ field effect ให้พิมพ์ KP103Zh ส= (3...5) มิลลิแอมป์/โวลต์

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ใด ๆ ที่ประกอบด้วยองค์ประกอบวิทยุ พวกเขาสามารถเป็นแบบพาสซีฟไม่ต้องใช้แหล่งพลังงานและแอ็คทีฟซึ่งสามารถทำได้เฉพาะเมื่อใช้แรงดันไฟฟ้าเท่านั้น เซมิคอนดักเตอร์เรียกว่าองค์ประกอบที่ใช้งาน หนึ่งในอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่สำคัญที่สุดคือทรานซิสเตอร์ องค์ประกอบวิทยุนี้แทนที่อุปกรณ์หลอดไฟและเปลี่ยนวงจรของอุปกรณ์ทั้งหมด ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดและการทำงานของไมโครเซอร์กิตนั้นขึ้นอยู่กับมัน

ชื่อ "ทรานซิสเตอร์" มาจากการรวมกันของคำภาษาอังกฤษสองคำ: การถ่ายโอน - แบบพกพา และ ตัวต้านทาน - ความต้านทาน ตามแนวคิดที่ยอมรับโดยทั่วไป นี่คือองค์ประกอบเซมิคอนดักเตอร์ที่มีขั้วต่อสามขั้ว ในนั้นขนาดของกระแสที่ขั้วสองขั้วขึ้นอยู่กับขั้วที่สามเมื่อกระแสหรือแรงดันเปลี่ยนแปลงซึ่งควบคุมค่าปัจจุบันของวงจรเอาท์พุท อุปกรณ์ไบโพลาร์ถูกควบคุมโดยความแปรผันของกระแส และอุปกรณ์ภาคสนามถูกควบคุมโดยแรงดันไฟ

การพัฒนาทรานซิสเตอร์ครั้งแรกเริ่มขึ้นในศตวรรษที่ 20 ในประเทศเยอรมนี นักวิทยาศาสตร์ Julius Edgar Lilienfeld อธิบายหลักการของทรานซิสเตอร์ และในปี 1934 นักฟิสิกส์ Oscar Hale ได้ลงทะเบียนอุปกรณ์ที่เรียกว่าทรานซิสเตอร์ในภายหลัง อุปกรณ์ดังกล่าวทำงานเกี่ยวกับผลกระทบของสนามไฟฟ้าสถิต

นักฟิสิกส์ William Shockley, Walter Brattain ร่วมกับนักวิทยาศาสตร์ John Bardeen ได้สร้างแบบจำลองแรกของทรานซิสเตอร์แบบจุดในช่วงปลายยุค 40 ด้วยการค้นพบทางแยก n-p การผลิตทรานซิสเตอร์แบบจุดหยุดลงและแทนที่จะเริ่มการพัฒนาอุปกรณ์ระนาบจากเจอร์เมเนียม ต้นแบบการทำงานของทรานซิสเตอร์ถูกนำเสนออย่างเป็นทางการในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2490 ในวันนี้ ทรานซิสเตอร์สองขั้วตัวแรกปรากฏขึ้น ในฤดูร้อนปี 2491 เริ่มจำหน่ายอุปกรณ์ที่ผลิตโดยใช้ทรานซิสเตอร์ นับแต่นั้นเป็นต้นมา หลอดสุญญากาศ (triodes) ทั่วไปในขณะนั้นก็เริ่มกลายเป็นอดีตไปแล้ว

ในช่วงกลางทศวรรษ 1950 ทรานซิสเตอร์แบบจังก์ชั่นแรกผลิตโดย Texas Instruments ในปริมาณมาก ซิลิคอนถูกใช้เป็นวัสดุในการผลิต ในเวลานั้นในการผลิตองค์ประกอบวิทยุการแต่งงานจำนวนมากออกมา แต่สิ่งนี้ไม่ได้ป้องกันการพัฒนาเทคโนโลยีของอุปกรณ์ ในปี 1953 วงจรที่ใช้ในเครื่องช่วยฟังถูกสร้างขึ้นบนทรานซิสเตอร์ และอีกหนึ่งปีต่อมา นักฟิสิกส์ชาวอเมริกันได้รับรางวัลโนเบลจากการค้นพบของพวกเขา

มีนาคม 2502 ถูกทำเครื่องหมายโดยการสร้างอุปกรณ์ซิลิคอนระนาบเครื่องแรกผู้พัฒนาคือนักฟิสิกส์จากสวิตเซอร์แลนด์ Jean Erni ทรานซิสเตอร์คู่หนึ่งวางบนชิปซิลิกอนตัวเดียวได้สำเร็จ นับจากนั้นเป็นต้นมา การพัฒนาวงจรรวมก็เริ่มขึ้น ปัจจุบันมีทรานซิสเตอร์มากกว่าหนึ่งพันล้านตัวในชิปตัวเดียว ตัวอย่างเช่น ในโปรเซสเซอร์คอมพิวเตอร์ 8 คอร์ยอดนิยม Core i7-5960X จำนวนของพวกเขาคือ 2.6 พันล้าน

ควบคู่ไปกับการปรับปรุงทรานซิสเตอร์สองขั้ว ในยุค 60 การพัฒนาอุปกรณ์ตามการเชื่อมต่อของโลหะกับเซมิคอนดักเตอร์เริ่มต้นขึ้น องค์ประกอบวิทยุดังกล่าวเรียกว่าทรานซิสเตอร์ MOS (เมทัลออกไซด์ - เซมิคอนดักเตอร์) ซึ่งปัจจุบันรู้จักกันดีภายใต้ชื่อ "มอสเฟต"

ในขั้นต้น คำว่า "ทรานซิสเตอร์" หมายถึงความต้านทาน ซึ่งค่านั้นถูกควบคุมโดยแรงดันไฟฟ้า เนื่องจากทรานซิสเตอร์ถือได้ว่าเป็นตัวต้านทานชนิดหนึ่งที่ควบคุมโดยศักย์ไฟฟ้าที่ขั้วเดียว สำหรับทรานซิสเตอร์แบบ field-effect การเปรียบเทียบที่ถูกต้องกว่านั้นคือศักยภาพที่เกตและสำหรับทรานซิสเตอร์สองขั้วคือศักย์ที่ฐานหรือกระแสฐาน

พื้นฐานของการทำงานของอุปกรณ์คือความสามารถของทางแยก n-p เพื่อส่งกระแสไปในทิศทางเดียว เมื่อใช้แรงดันไฟฟ้าที่จุดต่อจุดหนึ่ง แรงดันตกโดยตรงจะเกิดขึ้น และอีกจุดหนึ่งจะย้อนกลับ โซนทรานซิชันที่มีแรงดันไปข้างหน้ามีความต้านทานต่ำ และสำหรับแรงดันย้อนกลับจะมีความต้านทานสูง กระแสควบคุมขนาดเล็กไหลระหว่างฐานและตัวปล่อย ค่าของกระแสนี้จะเปลี่ยนความต้านทานระหว่างตัวสะสมและตัวปล่อย อุปกรณ์สองขั้วมีสองประเภท:

• p-n-p;
• น-p-n

ความแตกต่างอยู่ในผู้ให้บริการชาร์จหลักเท่านั้นนั่นคือทิศทางของกระแส

หากคุณเชื่อมต่อเซมิคอนดักเตอร์สองตัวที่มีประเภทต่างกันเข้าด้วยกัน ขอบเขตหรือที่เรียกกันทั่วไปว่าจุดเชื่อมต่อ p-n จะปรากฏขึ้นที่ขอบเขตการเชื่อมต่อ ประเภทของการนำไฟฟ้าขึ้นอยู่กับโครงสร้างอะตอมของวัสดุ กล่าวคือความแข็งแรงของพันธะในวัสดุ อะตอมในเซมิคอนดักเตอร์ถูกจัดเรียงเป็นโครงตาข่ายและในตัวเองวัสดุดังกล่าวไม่ใช่ตัวนำ แต่ถ้าอะตอมของวัสดุอื่นถูกเพิ่มเข้าไปในโครงตาข่าย คุณสมบัติทางกายภาพของสารกึ่งตัวนำจะเปลี่ยนไป อะตอมที่ผสมจะก่อตัวขึ้นขึ้นอยู่กับลักษณะของอิเล็กตรอนอิสระหรือรู

อิเล็กตรอนอิสระที่ก่อตัวเป็นประจุลบ และรูก่อตัวเป็นประจุบวก มีอุปสรรคที่อาจเกิดขึ้นในภูมิภาคการเปลี่ยนแปลง เกิดจากความต่างศักย์สัมผัส และความสูงไม่เกินหนึ่งในสิบของโวลต์ ป้องกันไม่ให้ตัวพาประจุไหลลึกลงไปในวัสดุ หากการเปลี่ยนแปลงอยู่ภายใต้แรงดันไฟฟ้าโดยตรง ค่าของสิ่งกีดขวางที่อาจเกิดขึ้นจะลดลง และค่าของกระแสที่ไหลผ่านจะเพิ่มขึ้น เมื่อใช้แรงดันย้อนกลับ ขนาดของสิ่งกีดขวางจะเพิ่มขึ้น และความต้านทานของสิ่งกีดขวางต่อการผ่านของกระแสจะเพิ่มขึ้น เมื่อเข้าใจการทำงานของทางแยก p-n คุณสามารถทราบได้ว่าทรานซิสเตอร์ทำงานอย่างไร

ประการแรกอุปกรณ์ดังกล่าวแบ่งออกเป็นแบบเดี่ยวและแบบประกอบ นอกจากนี้ยังมีองค์ประกอบที่เรียกว่าเรดิโอที่ซับซ้อนอีกด้วย พวกเขามีข้อสรุปสามประการและจัดทำขึ้นโดยรวม แอสเซมบลีดังกล่าวมีทั้งประเภทเดียวกันและทรานซิสเตอร์ประเภทต่าง ๆ แผนกหลักของอุปกรณ์เกิดขึ้นตามคุณสมบัติดังต่อไปนี้:

คำจำกัดความทั่วไปสำหรับองค์ประกอบวิทยุสามารถกำหนดได้ดังนี้: ทรานซิสเตอร์เป็นองค์ประกอบเซมิคอนดักเตอร์ที่ออกแบบมาเพื่อแปลงปริมาณไฟฟ้า แอปพลิเคชั่นหลักคือการขยายสัญญาณหรือทำงานในโหมดคีย์

หลักการทำงานของทรานซิสเตอร์สำหรับ "กาน้ำชา" นั้นง่ายต่อการอธิบายโดยการเปรียบเทียบกับท่อน้ำ องค์ประกอบนั้นสามารถแสดงเป็นวาล์วได้ ก๊อกที่มีการหมุนเล็กน้อยช่วยให้คุณปรับการไหลของน้ำ (ความแรงของกระแส) หากคุณหมุนที่จับเล็กน้อย น้ำจะไหลผ่านท่อ (ตัวนำ) หากคุณเปิดก๊อกน้ำมากขึ้น การไหลของน้ำก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน ดังนั้น กระแสน้ำที่ไหลออกมาจึงแปรผันตามกระแสน้ำเข้า คูณด้วยค่าหนึ่ง ค่านี้เรียกว่ากำไร

ทรานซิสเตอร์สองขั้วมีสามขั้ว: อิมิตเตอร์ ฐาน ตัวสะสม ตัวปล่อยและตัวสะสมมีค่าการนำไฟฟ้าแบบเดียวกันซึ่งแตกต่างจากฐาน ทรานซิสเตอร์ชนิดรูประกอบด้วยการนำไฟฟ้าชนิด p สองส่วน และชนิด n หนึ่งส่วน ประเภทอิเล็กทรอนิกส์เป็นสิ่งที่ตรงกันข้าม แต่ละพื้นที่มีผลผลิตของตัวเอง

เมื่อสัญญาณของค่าการนำไฟฟ้าที่ต้องการถูกนำไปใช้กับอีซีแอล กระแสในบริเวณฐานจะเพิ่มขึ้น ผู้ให้บริการชาร์จหลักจะย้ายไปที่โซนฐาน ซึ่งนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของกระแสในพื้นที่เชื่อมต่อย้อนกลับ มีการเรียกเก็บเงินจำนวนมาก สนามไฟฟ้าเริ่มดึงพาหะของสัญญาณต่าง ๆ เข้าสู่โซนการเชื่อมต่อย้อนกลับ ในฐานจะมีการรวมตัวใหม่บางส่วน (การทำลาย) ของประจุของเครื่องหมายตรงข้ามเกิดขึ้นเนื่องจากกระแสฐานเกิดขึ้น

ตัวปล่อยคือพื้นที่ของอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ถ่ายโอนประจุไปยังฐาน ตัวรวบรวมเป็นโซนที่ออกแบบมาเพื่อดึงตัวพาประจุออกจากฐาน และฐานคือพื้นที่สำหรับตัวปล่อยเพื่อถ่ายโอนประจุที่ตรงกันข้าม ลักษณะสำคัญของอุปกรณ์คือลักษณะแรงดันกระแสไฟ ซึ่งทำหน้าที่อธิบายความสัมพันธ์ระหว่างกระแสและแรงดัน

ในไดอะแกรม อุปกรณ์ถูกเซ็นชื่อด้วยตัวอักษรละติน VT หรือ Q ดูเหมือนวงกลมที่มีลูกศรอยู่ข้างใน โดยที่ลูกศรระบุทิศทางของกระแสน้ำ สำหรับ PNP (การนำไปข้างหน้า) ลูกศรจะเข้าด้านใน และสำหรับ NPN (การนำย้อนกลับ) ลูกศรจะอยู่ด้านนอก เพื่อสร้างทรานซิสเตอร์ใช้เจอร์เมเนียมหรือซิลิกอน วัสดุเหล่านี้แตกต่างกันในพื้นที่การทำงานของแรงดันไฟฟ้าของการเปลี่ยนฐาน สำหรับเจอร์เมเนียมจะอยู่ในช่วง 0.1-0.4 V และสำหรับซิลิคอนตั้งแต่ 0.4 ถึง 1.2 V มักใช้ซิลิคอน

ความแตกต่างระหว่างทรานซิสเตอร์แบบ field-effect และ bipolar คือค่าแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับหน้าสัมผัสที่ควบคุมนั้นมีหน้าที่ในการไหลของกระแส

วัตถุประสงค์หลักของมอสเฟตสัมพันธ์กับความเร็วการสวิตชิ่งที่ดีโดยใช้พลังงานเพียงเล็กน้อยกับพินควบคุม องค์ประกอบฟิลด์มีสามเอาต์พุต: ประตู, ท่อระบายน้ำ, แหล่งที่มา เมื่อใช้งานมอสเฟตที่มีจุดเชื่อมต่อแบบควบคุม n-p ศักยภาพที่เกตจะเป็นศูนย์ (อุปกรณ์เปิดอยู่) หรือมีค่าที่แน่นอนมากกว่าศูนย์ (อุปกรณ์ปิดอยู่) เมื่อแรงดันย้อนกลับถึงระดับหนึ่ง ชั้นกั้นจะเปิดขึ้นและอุปกรณ์จะเข้าสู่โหมดตัด

ในมอสเฟตที่มีทางแยก p-n อิเล็กโทรดควบคุม (เกต) เป็นชั้นเซมิคอนดักเตอร์ที่มีการนำไฟฟ้าแบบ p และช่องสัญญาณแบบ n ที่มีค่าการนำไฟฟ้าตรงข้าม

รูปภาพบนไดอะแกรมคล้ายกับอุปกรณ์สองขั้ว มีเพียงเส้นตรงทั้งหมดเท่านั้น และลูกศรด้านในเน้นประเภทของอุปกรณ์ หลักการทำงานของอุปกรณ์ MOS ขึ้นอยู่กับผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงการนำไฟฟ้าของเซมิคอนดักเตอร์ที่ขอบเขตของภูมิภาคที่มีอิเล็กทริกเมื่อสัมผัสกับสนามไฟฟ้า อุปกรณ์ภาคสนาม ขึ้นอยู่กับชุมทาง p-n ที่ควบคุม สามารถ:

แต่ละสปีชีส์สามารถมีค่าการนำไฟฟ้าทั้งแบบ p และแบบ n โดยทั่วไป หลักการทำงานไม่ได้ขึ้นอยู่กับการนำไฟฟ้า มีเพียงขั้วของแหล่งจ่ายแรงดันไฟเท่านั้นที่เปลี่ยนแปลง

ทรานซิสเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่ซับซ้อน ซึ่งเป็นกระบวนการทางกายภาพที่ยากสำหรับมือใหม่วิทยุสมัครเล่น (หุ่นจำลอง) ที่จะเข้าใจ วิธีการทำงานของทรานซิสเตอร์สามารถอธิบายได้ดังนี้ ทรานซิสเตอร์คือคีย์อิเล็กทรอนิกส์ ระดับการเปิดขึ้นอยู่กับระดับของกระแสหรือแรงดันที่ใช้กับเอาต์พุตที่ควบคุม (ฐานหรือเกต)

เหตุใดจึงจำเป็นต้องใช้ทรานซิสเตอร์ในรูปแบบทั่วไป ตัวอย่างเช่น ฐาน (ชัตเตอร์) ของอุปกรณ์คือประตู มันถูกเปิดออกโดยอิทธิพลภายนอก กล่าวคือ โดยแรงดันไฟฟ้าที่มีขั้วเดียวกันกับตัวสะสม (ต้นทาง) ยิ่งแรงดันไฟมากเท่าไหร่ ประตูก็จะยิ่งเปิดมากขึ้นเท่านั้น มีคนต่อคิว (ผู้ให้บริการชาร์จ) หน้าประตูที่ต้องการวิ่งผ่าน (collector-emitter หรือ source-drain) ยิ่งกระแทกกับประตูมากเท่าไหร่ ประตูก็ยิ่งเปิดมากขึ้นเท่านั้น ซึ่งหมายความว่าจะมีคนวิ่งผ่านเข้ามามากขึ้น

ดังนั้นเมื่อเป็นตัวแทนของประตูในรูปแบบของความต้านทานการเปลี่ยนแปลง เราสามารถสรุปได้: ยิ่งแรงกระแทกบนฐาน (เกท) มากขึ้นเท่าใด ความต้านทานของตัวพาประจุหลัก (คน) ก็ยิ่งต่ำลงในกรณีของขั้วตรง หากขั้วเปลี่ยน (ประตูถูกล็อค) จะไม่มีการเคลื่อนไหวของประจุ (คน)

ทรานซิสเตอร์หรือที่เรียกว่าเซมิคอนดักเตอร์ไตรโอดเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ วัตถุประสงค์หลักของอุปกรณ์คือความสามารถโดยการเปลี่ยนกระแสไฟต่ำในวงจรควบคุมเพื่อรับสัญญาณขยายที่เอาต์พุต ไตรโอดเซมิคอนดักเตอร์เป็นหนึ่งในองค์ประกอบหลักของวงจรของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จำนวนมาก ตั้งแต่เครื่องรับวิทยุไปจนถึงคอมพิวเตอร์

คำจำกัดความของ "ทรานซิสเตอร์" มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับนิรุกติศาสตร์ของคำนี้ มันเกิดขึ้นจากคำภาษาอังกฤษสองคำ: การถ่ายโอน (การถ่ายโอน) และตัวต้านทาน (ความต้านทาน) แท้จริงแล้วหลักการทำงานของอุปกรณ์นั้นเกี่ยวข้องกับการถ่ายโอน (การเปลี่ยนแปลง) ของความต้านทานในวงจรไฟฟ้า

• สองขั้ว;
• ฟิลด์ (ขั้วเดียว)

ในทางกลับกันแต่ละชั้นจะแบ่งออกเป็นหลายพันธุ์

ไบโพลาร์:

สามารถใช้ไตรโอดทั้งสองประเภทนี้ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์เดียวกันได้ ดังนั้นเพื่อไม่ให้สับสนว่าควรใช้ส่วนใดในสถานที่เฉพาะของวงจร ภาพของ p-n-p และ n-p-n ไตรโอดจะแตกต่างกัน

สนาม:

• unipolar พร้อมทางแยก p-n;
• ทรานซิสเตอร์ MIS พร้อมเกทหุ้มฉนวน

หลักการทำงานของอุปกรณ์

ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะใช้เซมิคอนดักเตอร์ที่มีค่าการนำไฟฟ้า (n) หรือรู (p) การกำหนดเหล่านี้ระบุว่าในกรณีแรกอิเล็กตรอนที่มีประจุลบจะมีอิทธิพลเหนือสารกึ่งตัวนำในรูที่สองที่มีประจุบวก

ลองพิจารณาวิธีการจัดเรียงทรานซิสเตอร์โดยใช้ตัวอย่างของไบโพลาร์เซมิคอนดักเตอร์ไตรโอด ภายนอก อุปกรณ์ดูเหมือนชิ้นส่วนเล็กๆ ในกล่องโลหะหรือพลาสติกที่มีสามสาย ข้างใน - แซนวิชชนิดหนึ่งของสารกึ่งตัวนำสามชั้น. ถ้าชั้นกลางเป็นแบบ p แสดงว่าชั้นที่อยู่รอบข้างเป็นแบบ n ปรากฎว่า n-p-n triode หากจุดศูนย์กลางหรือที่เรียกว่าฐานเป็นแบบ n แสดงว่าเพลตทำจากสารกึ่งตัวนำที่มีรูพรุน และโครงสร้างของอุปกรณ์คือ p-n-p ชั้นนอกชั้นหนึ่งเรียกว่าตัวปล่อย ส่วนอีกชั้นหนึ่งเรียกว่าตัวสะสม อุปกรณ์ทั้งสามส่วนนี้เชื่อมต่อกับข้อสรุปที่สอดคล้องกัน

คำอธิบายสั้น ๆ เกี่ยวกับวิธีการทำงานของทรานซิสเตอร์ สำหรับ "หุ่นจำลอง" มีลักษณะดังนี้ ตัวอย่างเช่น ทรานซิสเตอร์ n-p-n โดยที่อีซีแอลและตัวสะสมเป็นชั้นที่มีการนำไฟฟ้าเป็นหลัก และฐานมีรู

เราเชื่อมต่ออีซีแอลกับขั้วลบของแบตเตอรี่ไฟฟ้า และฐานและตัวสะสมกับขั้วบวก สำหรับผู้ที่ชื่นชอบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มือใหม่ คุณสามารถจินตนาการได้ว่า ไตรโอดประกอบด้วยไดโอดสองตัวยิ่งไปกว่านั้น ไดโอดแบบเบส-เบสเปิดในทิศทางไปข้างหน้า และกระแสไหลผ่าน และไดโอดตัวรวบรวมฐานเปิดในทิศทางตรงกันข้าม และไม่มีกระแส

สมมติว่าเราได้รวมตัวต้านทานผันแปรในวงจรฐาน ซึ่งเราสามารถควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับฐานได้ เราจะได้รับผลกระทบอะไรเมื่อแรงดันไฟฟ้าลดลงเป็นศูนย์? กระแสในวงจรฐานอิมิตเตอร์จะหยุดไหล มาเพิ่มความแรงกันหน่อย อิเล็กตรอนจากบริเวณ n - emitter จะพุ่งไปที่ฐานที่เชื่อมต่อกับแบตเตอรี่ plus

รายละเอียดที่สำคัญ - ฐานทำให้บางที่สุด ดังนั้นมวลของอิเล็กตรอนจึงผ่านชั้นนี้และไปสิ้นสุดที่ตัวสะสมภายใต้อิทธิพลของขั้วบวกของแบตเตอรี่ซึ่งถูกดึงดูดเข้าไป ดังนั้นกระแสจึงเริ่มส่งผ่านไม่เฉพาะระหว่างตัวปล่อยและฐาน แต่ยังรวมถึงระหว่างตัวปล่อยและตัวสะสมด้วย ในกรณีนี้ กระแสสะสมจะมากกว่ากระแสฐานมาก

เหตุการณ์สำคัญอีกประการหนึ่ง: การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในกระแสฐานทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่มากขึ้นในกระแสสะสม ดังนั้นเซมิคอนดักเตอร์ไตรโอดจึงทำหน้าที่ขยายสัญญาณต่างๆ โดยทั่วไป ไบโพลาร์ไตรโอดมักใช้ในเทคโนโลยีแอนะล็อกมากกว่า

FETs

ไตรโอดประเภทนี้แตกต่างจากไบโพลาร์ซึ่งไม่ได้อยู่ในคุณสมบัติหรือหน้าที่ แต่ในหลักการทำงาน ในไตรโอดภาคสนาม กระแสจะไหลจากเทอร์มินัลที่เรียกว่าต้นทางไปยังเทอร์มินัลที่เรียกว่าการระบายผ่านสารกึ่งตัวนำที่มีความนำไฟฟ้าประเภทหนึ่ง ตัวอย่างเช่น หน้า และการควบคุมความแรงของกระแสนี้ทำได้โดยการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตที่สาม - ประตู

โครงสร้างดังกล่าวตรงตามข้อกำหนดของเทคโนโลยีดิจิทัลสมัยใหม่อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น ซึ่งส่วนใหญ่จะใช้ field triode ความสามารถทางเทคโนโลยีในปัจจุบันทำให้สามารถวางองค์ประกอบ MOS หลายพันล้านรายการด้วยเกทที่หุ้มฉนวนบนชิปเซมิคอนดักเตอร์ที่มีพื้นที่ 1-2 ตารางเซนติเมตร นี่คือวิธีสร้างหน่วยประมวลผลกลางของคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล

อนาคตสำหรับการพัฒนาอุปกรณ์

ประการแรก อนาคตอยู่ที่การย่อขนาดอุปกรณ์เพิ่มเติม ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันจึงกำลังพัฒนาทรานซิสเตอร์โมเลกุลเดี่ยวที่เรียกว่า องค์ประกอบหลักของอุปกรณ์ดังกล่าวคือโมเลกุลของเบนซีนซึ่งมีอิเล็กโทรดสามขั้วติดอยู่

หากแนวคิดนี้พิสูจน์ตัวเองได้ ก็จะสามารถสร้างระบบคอมพิวเตอร์ที่มีพลังมหาศาลได้ ท้ายที่สุด ขนาดของโมเลกุลนั้นเล็กกว่าขนาดของ MOS triodes ในปัจจุบันมากบนชิปซิลิคอนชิป

องค์ประกอบวิทยุอิเล็กทรอนิกส์ที่ทำจากวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ โดยใช้สัญญาณอินพุต สร้าง ขยายเสียง เปลี่ยนพัลส์ในวงจรรวมและระบบสำหรับการจัดเก็บ ประมวลผล และส่งข้อมูล ทรานซิสเตอร์คือความต้านทานที่มีหน้าที่ควบคุมโดยแรงดันไฟฟ้าระหว่างอีซีแอลกับฐานหรือแหล่งกำเนิดและเกต ขึ้นอยู่กับประเภทของโมดูล

ประเภทของทรานซิสเตอร์

คอนเวอร์เตอร์ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตไมโครเซอร์กิตดิจิทัลและแอนะล็อกเพื่อให้กระแสผู้บริโภคคงที่เป็นศูนย์และได้ความเป็นเส้นตรงที่ดีขึ้น ประเภทของทรานซิสเตอร์แตกต่างกันไปโดยบางส่วนถูกควบคุมโดยการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้า ส่วนหลังถูกควบคุมโดยค่าเบี่ยงเบนกระแส

โมดูลภาคสนามทำงานด้วยความต้านทานกระแสตรงที่เพิ่มขึ้น การแปลงความถี่สูงไม่เพิ่มต้นทุนด้านพลังงาน ถ้าเราบอกว่าทรานซิสเตอร์คืออะไรในแง่ง่าย ๆ นี่คือโมดูลที่มีอัตราขยายสูง ลักษณะนี้มีลักษณะเฉพาะในสปีชีส์ภาคสนามมากกว่าชนิดไบโพลาร์ อดีตไม่มีการดูดซับของตัวพาประจุซึ่งเร่งการทำงาน

มีการใช้เซมิคอนดักเตอร์ภาคสนามบ่อยขึ้นเนื่องจากมีข้อดีเหนือประเภทไบโพลาร์:

• ความต้านทานอันทรงพลังที่อินพุตที่กระแสคงที่และความถี่สูง ซึ่งช่วยลดการสูญเสียพลังงานสำหรับการควบคุม
• ขาดการสะสมของอิเล็กตรอนเล็กน้อยซึ่งเร่งการทำงานของทรานซิสเตอร์
• การขนส่งอนุภาคเคลื่อนที่
• ความเสถียรด้วยการเบี่ยงเบนอุณหภูมิ
• เสียงรบกวนเล็กน้อยเนื่องจากขาดการฉีด
• ใช้พลังงานต่ำระหว่างการทำงาน

ประเภทของทรานซิสเตอร์และคุณสมบัติของทรานซิสเตอร์เป็นตัวกำหนดวัตถุประสงค์ การให้ความร้อนแก่ตัวแปลงชนิดไบโพลาร์จะเพิ่มกระแสตามเส้นทางจากตัวสะสมไปยังตัวปล่อย พวกมันมีค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานเป็นลบและผู้ให้บริการมือถือจะไหลไปยังอุปกรณ์รวบรวมจากตัวปล่อย ฐานบางแยกจากกันโดยทางแยก p-n และกระแสจะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่ออนุภาคเคลื่อนที่สะสมและถูกฉีดเข้าไปในฐาน ตัวพาประจุบางตัวถูกจับโดยทางแยก p-n ที่อยู่ติดกันและเร่งความเร็ว นี่คือวิธีคำนวณพารามิเตอร์ของทรานซิสเตอร์

FETs มีข้อได้เปรียบอีกประเภทหนึ่งที่ต้องกล่าวถึงสำหรับหุ่นจำลอง พวกเขาเชื่อมต่อแบบขนานโดยไม่ทำให้ความต้านทานเท่ากัน ตัวต้านทานไม่ได้ใช้เพื่อจุดประสงค์นี้ เนื่องจากตัวบ่งชี้จะเพิ่มขึ้นโดยอัตโนมัติเมื่อโหลดเปลี่ยนแปลง เพื่อให้ได้ค่ากระแสสลับสูง จำเป็นต้องมีโมดูลที่ซับซ้อน ซึ่งใช้ในอินเวอร์เตอร์หรืออุปกรณ์อื่นๆ

เป็นไปไม่ได้ที่จะเชื่อมต่อทรานซิสเตอร์สองขั้วในแบบคู่ขนาน การกำหนดพารามิเตอร์การทำงานนำไปสู่ความจริงที่ว่าตรวจพบการสลายทางความร้อนของลักษณะที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ คุณสมบัติเหล่านี้เกี่ยวข้องกับคุณสมบัติทางเทคนิคของช่อง p-n อย่างง่าย โมดูลเชื่อมต่อแบบขนานโดยใช้ตัวต้านทานเพื่อทำให้กระแสในวงจรอีซีแอลเท่ากัน ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติการทำงานและลักษณะเฉพาะของแต่ละบุคคล ประเภทไบโพลาร์และฟิลด์มีความแตกต่างในการจำแนกประเภทของทรานซิสเตอร์

ทรานซิสเตอร์สองขั้ว

การออกแบบแบบไบโพลาร์นั้นผลิตขึ้นเป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่มีตัวนำไฟฟ้าสามตัว อิเล็กโทรดแต่ละชั้นจะมีชั้นที่มีรู p- conductivity หรือ n-conductivity ที่เจือปนอยู่ในอิเล็กโทรด การเลือกชุดเลเยอร์ที่สมบูรณ์จะเป็นตัวกำหนดการปล่อยอุปกรณ์ประเภท pnp หรือ n-p-n ในขณะที่อุปกรณ์เปิดอยู่ ประจุประเภทต่างๆ จะถูกถ่ายโอนโดยรูและอิเล็กตรอนพร้อมกัน โดยมีอนุภาค 2 ประเภทที่เกี่ยวข้อง

ตัวพาเคลื่อนที่เนื่องจากกลไกการแพร่กระจาย อะตอมและโมเลกุลของสารแทรกซึมเข้าไปในโครงตาข่ายระหว่างโมเลกุลของวัสดุข้างเคียง หลังจากนั้นความเข้มข้นของสารจะลดระดับลงตลอดปริมาตร การขนส่งเกิดขึ้นจากพื้นที่ที่มีการบดอัดสูงไปยังพื้นที่ที่มีปริมาณต่ำ

อิเล็กตรอนยังแพร่กระจายภายใต้การกระทำของสนามแรงรอบอนุภาคที่มีสารเจือปนเจือปนเจือปนในมวลฐานไม่สม่ำเสมอ เพื่อเร่งการทำงานของอุปกรณ์ อิเล็กโทรดที่เชื่อมต่อกับชั้นกลางจะบาง ตัวนำด้านนอกสุดเรียกว่าอีซีแอลและตัวสะสม ลักษณะแรงดันย้อนกลับของการเปลี่ยนแปลงนั้นไม่สำคัญ

FETs

ทรานซิสเตอร์แบบ field-effect ควบคุมความต้านทานโดยใช้สนามไฟฟ้าตามขวางที่เกิดจากแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ สถานที่ที่อิเล็กตรอนเคลื่อนเข้าสู่ช่องสัญญาณเรียกว่าแหล่งกำเนิด และท่อระบายน้ำดูเหมือนจุดสิ้นสุดของประจุ แรงดันควบคุมไหลผ่านตัวนำที่เรียกว่าเกท อุปกรณ์แบ่งออกเป็น 2 ประเภท:

• ด้วยการควบคุม p-n-junction;
• ทรานซิสเตอร์ MIS พร้อมเกทหุ้มฉนวน

อุปกรณ์ประเภทแรกประกอบด้วยแผ่นเซมิคอนดักเตอร์ในการออกแบบซึ่งเชื่อมต่อกับวงจรควบคุมโดยใช้อิเล็กโทรดที่ด้านตรงข้าม (ท่อระบายน้ำและแหล่งกำเนิด) สถานที่ที่มีค่าการนำไฟฟ้าต่างกันเกิดขึ้นหลังจากที่แผ่นเชื่อมต่อกับประตู แหล่งกำเนิดอคติคงที่ที่ใส่เข้าไปในวงจรอินพุทจะสร้างแรงดันบล็อกที่ทางแยก

แหล่งที่มาของพัลส์ขยายนั้นอยู่ในวงจรอินพุตเช่นกัน หลังจากเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าที่อินพุต ตัวบ่งชี้ที่เกี่ยวข้องที่ทางแยก p-n จะถูกแปลง ความหนาของชั้นและพื้นที่หน้าตัดของทางแยกช่องในคริสตัลซึ่งส่งผ่านการไหลของอิเล็กตรอนที่มีประจุถูกแก้ไข ความกว้างของช่องขึ้นอยู่กับช่องว่างระหว่างพื้นที่พร่อง (ด้านล่างเกต) และวัสดุพิมพ์ กระแสควบคุมที่จุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดถูกควบคุมโดยการเปลี่ยนความกว้างของขอบเขตการพร่อง

ทรานซิสเตอร์ MIS มีลักษณะเฉพาะโดยที่เกตของมันถูกแยกจากกันโดยฉนวนจากเลเยอร์ช่องสัญญาณ ในคริสตัลเซมิคอนดักเตอร์ที่เรียกว่าสารตั้งต้นจะมีการสร้างไซต์เจือด้วยเครื่องหมายตรงข้าม มีการติดตั้งตัวนำไฟฟ้า - ท่อระบายน้ำและแหล่งกำเนิดซึ่งไดอิเล็กตริกตั้งอยู่ในระยะน้อยกว่าไมครอน บนฉนวนมีอิเล็กโทรดโลหะ - ชัตเตอร์ เนื่องจากโครงสร้างที่ได้ประกอบด้วยโลหะ ชั้นไดอิเล็กตริก และเซมิคอนดักเตอร์ ทรานซิสเตอร์จึงได้รับชื่อย่อ MIS

อุปกรณ์และหลักการทำงานสำหรับผู้เริ่มต้น

เทคโนโลยีไม่เพียงแต่ทำงานด้วยประจุไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังมีสนามแม่เหล็ก ควอนตัมแสง และโฟตอนด้วย หลักการทำงานของทรานซิสเตอร์อยู่ในสถานะระหว่างที่อุปกรณ์เปลี่ยน ตรงข้ามกับสัญญาณขนาดเล็กและขนาดใหญ่ สถานะเปิดและปิด - นี่คือการทำงานสองครั้งของอุปกรณ์

เมื่อรวมกับวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ในองค์ประกอบที่ใช้ในรูปแบบของผลึกเดี่ยวเจือในบางสถานที่ ทรานซิสเตอร์มีในการออกแบบ:

• ข้อสรุปจากโลหะ
• ฉนวนอิเล็กทริก
• กล่องทรานซิสเตอร์ที่ทำจากแก้ว โลหะ พลาสติก เซอร์เม็ท

ก่อนการประดิษฐ์อุปกรณ์สองขั้วหรือขั้วหลอดสุญญากาศอิเล็กทรอนิกส์ถูกใช้เป็นองค์ประกอบที่ใช้งานได้ วงจรที่พัฒนาขึ้นสำหรับพวกเขาหลังจากการดัดแปลงจะใช้ในการผลิตอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ พวกเขาสามารถเชื่อมต่อเป็นทรานซิสเตอร์และใช้งานได้เนื่องจากลักษณะการทำงานหลายอย่างของหลอดไฟเหมาะสำหรับการอธิบายการทำงานของสายพันธุ์ภาคสนาม

ข้อดีและข้อเสียของการเปลี่ยนหลอดไฟด้วยทรานซิสเตอร์

การประดิษฐ์ทรานซิสเตอร์เป็นปัจจัยกระตุ้นสำหรับการแนะนำเทคโนโลยีที่เป็นนวัตกรรมใหม่ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เครือข่ายใช้องค์ประกอบเซมิคอนดักเตอร์ที่ทันสมัยเมื่อเปรียบเทียบกับวงจรหลอดไฟแบบเก่า การพัฒนาดังกล่าวมีข้อดี:

• ขนาดเล็กและน้ำหนักเบาซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก
• ความสามารถในการใช้กระบวนการอัตโนมัติในการผลิตอุปกรณ์และขั้นตอนกลุ่ม ซึ่งช่วยลดต้นทุน
• การใช้แหล่งกระแสไฟฟ้าขนาดเล็กเนื่องจากความต้องการไฟฟ้าแรงต่ำ
• เปิดสวิตช์ทันทีไม่จำเป็นต้องให้ความร้อนกับแคโทด
• เพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานเนื่องจากการกระจายพลังงานลดลง
• ความแข็งแกร่งและความน่าเชื่อถือ
• การโต้ตอบที่มีการประสานงานที่ดีกับองค์ประกอบเพิ่มเติมในเครือข่าย
• ทนต่อแรงสั่นสะเทือนและการกระแทก

ข้อเสียปรากฏในบทบัญญัติต่อไปนี้:

• ทรานซิสเตอร์ซิลิกอนไม่ทำงานที่แรงดันไฟฟ้ามากกว่า 1 กิโลวัตต์ หลอดไฟมีประสิทธิภาพที่อัตราสูงกว่า 1-2 กิโลวัตต์
• เมื่อใช้ทรานซิสเตอร์ในเครือข่ายกระจายเสียงกำลังสูงหรือเครื่องส่งสัญญาณไมโครเวฟ จำเป็นต้องมีการจับคู่เครื่องขยายเสียงกำลังต่ำที่เชื่อมต่อแบบขนาน
• ความอ่อนแอขององค์ประกอบเซมิคอนดักเตอร์ต่อผลกระทบของสัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้า
• ปฏิกิริยาไวต่อรังสีคอสมิกและการแผ่รังสี จำเป็นต้องมีการพัฒนาไมโครวงจรรังสีต้านทานในเรื่องนี้

แผนการสลับ

ในการทำงานในวงจรเดียว ทรานซิสเตอร์ต้องการ 2 เอาต์พุตที่อินพุตและเอาต์พุต อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์แทบทุกประเภทมีจุดเชื่อมต่อเพียง 3 จุดเท่านั้น เพื่อออกจากสถานการณ์ที่ยากลำบาก ปลายด้านหนึ่งได้รับมอบหมายให้เป็นแบบทั่วไป สิ่งนี้นำไปสู่รูปแบบการเชื่อมต่อทั่วไป 3 แบบ:

• สำหรับทรานซิสเตอร์สองขั้ว
• อุปกรณ์ขั้ว;
• ด้วยท่อระบายน้ำแบบเปิด (ตัวสะสม)

โมดูลไบโพลาร์เชื่อมต่อกับอีซีแอลทั่วไปสำหรับการขยายทั้งแรงดันและกระแส (MA) ในกรณีอื่นๆ จะจับคู่พินของชิปดิจิทัลเมื่อมีแรงดันไฟฟ้าขนาดใหญ่ระหว่างวงจรภายนอกและแผนการเชื่อมต่อภายใน นี่เป็นวิธีการทำงานของการเชื่อมต่อตัวรวบรวมทั่วไป และสังเกตได้เฉพาะกระแสที่เพิ่มขึ้น (OK) เท่านั้น หากคุณต้องการเพิ่มแรงดันไฟฟ้า องค์ประกอบนั้นจะถูกแนะนำด้วยฐานร่วม (OB) ตัวเลือกนี้ทำงานได้ดีในวงจรเรียงซ้อนแบบผสม แต่ไม่ค่อยถูกตั้งค่าในโปรเจ็กต์ทรานซิสเตอร์เดี่ยว

อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ภาคสนามของ MIS และการใช้จุดเชื่อมต่อ p-n รวมอยู่ในวงจร:

• ด้วยอีซีแอลทั่วไป (CI) - การเชื่อมต่อที่คล้ายกับ OE ของโมดูลประเภทสองขั้ว
• ด้วยเอาต์พุตเดียว (OS) - แผนประเภทตกลง
• พร้อมชัตเตอร์ร่วม (OZ) - คำอธิบายที่คล้ายกันของ OB

ในแผนเปิด-ปิด ทรานซิสเตอร์จะถูกเปิดด้วยอีซีแอลทั่วไปซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของไมโครเซอร์กิต เอาต์พุตคอลเลคเตอร์ไม่ได้เชื่อมต่อกับส่วนอื่นๆ ของโมดูล และโหลดไปที่คอนเน็กเตอร์ภายนอก ทางเลือกของความเข้มของแรงดันไฟฟ้าและความแรงของกระแสของตัวเก็บประจุจะทำหลังจากการติดตั้งโครงการ อุปกรณ์ระบายน้ำแบบเปิดทำงานในวงจรที่มีสเตจเอาต์พุตอันทรงพลัง ไดรเวอร์บัส วงจรลอจิก TTL

ทรานซิสเตอร์มีไว้เพื่ออะไร?

ขอบเขตจะถูกคั่นขึ้นอยู่กับประเภทของอุปกรณ์ - โมดูลสองขั้วหรือฟิลด์หนึ่ง ทำไมทรานซิสเตอร์จึงจำเป็น? หากต้องการกระแสไฟต่ำ เช่น ในแผนดิจิทัล จะใช้มุมมองภาคสนาม วงจรแอนะล็อกให้ค่าเชิงเส้นที่ได้รับสูงในช่วงของแรงดันไฟฟ้าและเอาต์พุต

พื้นที่ติดตั้งสำหรับทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์ ได้แก่ แอมพลิฟายเออร์ ชุดค่าผสม เครื่องตรวจจับ โมดูเลเตอร์ วงจรลอจิสติกส์ทรานซิสเตอร์ และอินเวอร์เตอร์ประเภทลอจิก

สถานที่ที่ใช้ทรานซิสเตอร์ขึ้นอยู่กับลักษณะเฉพาะ ทำงานใน 2 โหมด:

• ในลักษณะการขยายการเปลี่ยนพัลส์เอาต์พุตด้วยการเบี่ยงเบนเล็กน้อยของสัญญาณควบคุม
• ในการควบคุมที่สำคัญซึ่งควบคุมแหล่งจ่ายไฟของโหลดด้วยกระแสอินพุตที่อ่อนแอทรานซิสเตอร์ปิดหรือเปิดอย่างสมบูรณ์

ประเภทของโมดูลเซมิคอนดักเตอร์ไม่เปลี่ยนแปลงเงื่อนไขการทำงาน แหล่งที่มาเชื่อมต่อกับโหลด เช่น สวิตช์ เครื่องขยายเสียง อุปกรณ์ให้แสงสว่าง อาจเป็นเซ็นเซอร์อิเล็กทรอนิกส์หรือทรานซิสเตอร์ที่อยู่ติดกันอันทรงพลัง ด้วยความช่วยเหลือของกระแสไฟฟ้า การทำงานของอุปกรณ์โหลดจะเริ่มต้นขึ้น และทรานซิสเตอร์จะเชื่อมต่อกับวงจรระหว่างการติดตั้งกับแหล่งกำเนิด โมดูลเซมิคอนดักเตอร์จำกัดปริมาณพลังงานที่จ่ายให้กับยูนิต

ความต้านทานที่เอาต์พุตของทรานซิสเตอร์จะเปลี่ยนไปตามแรงดันไฟฟ้าบนตัวนำควบคุม กระแสและแรงดันที่จุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของวงจรจะเปลี่ยนและเพิ่มหรือลดและขึ้นอยู่กับชนิดของทรานซิสเตอร์และวิธีการเชื่อมต่อ การควบคุมแหล่งจ่ายไฟควบคุมทำให้กระแสไฟเพิ่มขึ้น พัลส์กำลัง หรือแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น

ทรานซิสเตอร์ทั้งสองประเภทใช้ในกรณีต่อไปนี้:

1. ในการควบคุมแบบดิจิทัล การออกแบบทดลองของวงจรขยายสัญญาณดิจิตอลโดยใช้ตัวแปลงดิจิตอลเป็นแอนะล็อก (DAC) ได้รับการพัฒนา
2. ในเครื่องกำเนิดพัลส์ ทรานซิสเตอร์ทำงานตามลำดับคีย์หรือเชิงเส้นเพื่อสร้างสัญญาณสี่เหลี่ยมหรือสัญญาณตามอำเภอใจทั้งนี้ขึ้นอยู่กับประเภทของการประกอบ
3. ในอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์อิเล็กทรอนิกส์ เพื่อปกป้องข้อมูลและโปรแกรมจากการโจรกรรม การแฮ็กและใช้งานที่ผิดกฎหมาย งานเกิดขึ้นในโหมดคีย์ ความแรงของกระแสจะถูกควบคุมในรูปแบบแอนะล็อกและควบคุมโดยใช้ความกว้างพัลส์ ทรานซิสเตอร์วางอยู่ในไดรฟ์ของมอเตอร์ไฟฟ้า ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าแบบสวิตชิ่ง

เซมิคอนดักเตอร์แบบโมโนคริสตัลไลน์และโมดูลแบบเปิดและปิดจะเพิ่มพลังงาน แต่ทำหน้าที่เป็นสวิตช์เท่านั้น ในอุปกรณ์ดิจิทัล ทรานซิสเตอร์ชนิดสนามถูกใช้เป็นโมดูลที่ประหยัด เทคโนโลยีการผลิตในแนวคิดของการทดลองแบบบูรณาการมีไว้สำหรับการผลิตทรานซิสเตอร์บนชิปซิลิกอนตัวเดียว

การย่อขนาดคริสตัลทำให้คอมพิวเตอร์ทำงานเร็วขึ้น พลังงานน้อยลง และความร้อนน้อยลง

ทรานซิสเตอร์เป็นส่วนประกอบที่ทำงานอยู่และถูกใช้ทั่วทั้งวงจรอิเล็กทรอนิกส์เป็นเครื่องขยายสัญญาณและอุปกรณ์สวิตชิ่ง (สวิตช์ทรานซิสเตอร์) เป็นอุปกรณ์ขยายสัญญาณ ใช้ในอุปกรณ์ความถี่สูงและต่ำ เครื่องกำเนิดสัญญาณ โมดูเลเตอร์ เครื่องตรวจจับ และวงจรอื่นๆ อีกมากมาย ในวงจรดิจิทัล ในอุปกรณ์จ่ายไฟแบบสวิตชิ่งและไดรฟ์ไฟฟ้าที่ควบคุม พวกมันทำหน้าที่เป็นกุญแจ

ทรานซิสเตอร์สองขั้ว

นี่คือชื่อของทรานซิสเตอร์ชนิดที่พบมากที่สุด แบ่งออกเป็นประเภท npn และ pnp วัสดุสำหรับพวกเขาส่วนใหญ่มักเป็นซิลิกอนหรือเจอร์เมเนียม ตอนแรกทรานซิสเตอร์ทำมาจากเจอร์เมเนียม แต่พวกมันไวต่ออุณหภูมิมาก อุปกรณ์ซิลิคอนมีความทนทานต่อความผันผวนและราคาถูกกว่าในการผลิต

ทรานซิสเตอร์สองขั้วต่างๆ แสดงในภาพด้านล่าง

อุปกรณ์ที่ใช้พลังงานต่ำจะอยู่ในกล่องพลาสติกสี่เหลี่ยมขนาดเล็กหรือทรงกระบอกโลหะ มีสามเอาต์พุต: สำหรับฐาน (B), อีซีแอล (E) และตัวสะสม (K) แต่ละชั้นเชื่อมต่อกับซิลิคอนหนึ่งในสามชั้นที่มี n-conductivity (กระแสเกิดขึ้นจากอิเล็กตรอนอิสระ) หรือ p-type (กระแสเกิดขึ้นจากสิ่งที่เรียกว่า "รู" ที่มีประจุบวก) ซึ่งทำให้ ขึ้นโครงสร้างของทรานซิสเตอร์

ทรานซิสเตอร์สองขั้วถูกจัดเรียงอย่างไร?

ต้องศึกษาหลักการทำงานของทรานซิสเตอร์โดยเริ่มจากอุปกรณ์ พิจารณาโครงสร้างของทรานซิสเตอร์ npn ซึ่งแสดงในรูปด้านล่าง

อย่างที่คุณเห็น มันมีสามชั้น: สองชั้นที่มีการนำไฟฟ้าแบบ n และอีกชั้นหนึ่งเป็นแบบ p ประเภทของการนำไฟฟ้าของชั้นจะถูกกำหนดโดยระดับของการเติมสารเจือปนพิเศษของส่วนต่างๆ ของผลึกซิลิกอน อิมิตเตอร์ชนิด n ถูกเจืออย่างหนักมากเพื่อให้ได้อิเล็กตรอนอิสระจำนวนมากเป็นพาหะกระแสหลัก ฐานชนิด p ที่บางมากถูกเจือด้วยสารเจือปนเล็กน้อยและมีความต้านทานสูง ในขณะที่ตัวสะสมชนิด n นั้นเจือด้วยสารหนักมากเพื่อให้มีความต้านทานต่ำ

ทรานซิสเตอร์ทำงานอย่างไร

วิธีที่ดีที่สุดในการทำความรู้จักกับพวกเขาคือการทดลอง ด้านล่างเป็นแผนภาพของวงจรอย่างง่าย

ใช้ทรานซิสเตอร์กำลังเพื่อควบคุมหลอดไฟ คุณจะต้องใช้แบตเตอรี่ หลอดไฟฉายขนาดเล็กประมาณ 4.5 V / 0.3 A โพเทนชิโอมิเตอร์แบบปรับค่าได้ (5K) และตัวต้านทาน 470 โอห์ม ต้องเชื่อมต่อส่วนประกอบเหล่านี้ดังแสดงในรูปทางด้านขวาของไดอะแกรม

หมุนตัวเลื่อนโพเทนชิออมิเตอร์ไปที่ตำแหน่งต่ำสุด สิ่งนี้จะลดแรงดันไฟฟ้าพื้นฐาน (ระหว่างฐานและกราวด์) เป็นศูนย์โวลต์ (UBE = 0) หลอดไฟไม่เรืองแสง ซึ่งหมายความว่าไม่มีกระแสผ่านทรานซิสเตอร์

หากคุณหมุนที่จับจากตำแหน่งด้านล่าง U BE จะค่อยๆ เพิ่มขึ้น เมื่อถึง 0.6 V กระแสจะเริ่มไหลเข้าสู่ฐานของทรานซิสเตอร์และหลอดไฟเริ่มเรืองแสง เมื่อที่จับเลื่อนออกไปอีก แรงดันไฟฟ้า U BE ยังคงอยู่ที่ 0.6 V แต่กระแสฐานจะเพิ่มขึ้น และเพิ่มกระแสผ่านวงจรคอลเลคเตอร์-อิมิตเตอร์ หากเลื่อนที่จับไปที่ตำแหน่งขึ้น แรงดันไฟฟ้าที่ฐานจะเพิ่มขึ้นเล็กน้อยเป็น 0.75 V แต่กระแสจะเพิ่มขึ้นอย่างมากและหลอดไฟจะสว่างขึ้น

และถ้าคุณวัดกระแสของทรานซิสเตอร์?

หากเรารวมแอมมิเตอร์ระหว่างตัวสะสม (C) และหลอดไฟ (เพื่อวัด I C) แอมมิเตอร์อีกตัวหนึ่งระหว่างฐาน (B) และโพเทนชิออมิเตอร์ (เพื่อวัด I B) และโวลต์มิเตอร์ระหว่างสายสามัญกับฐานแล้วทำซ้ำ การทดลองทั้งหมด เราจะได้ข้อมูลที่น่าสนใจ เมื่อปุ่มโพเทนชิออมิเตอร์อยู่ในตำแหน่งต่ำสุด U BE คือ 0 V เช่นเดียวกับกระแส I C และ I B เมื่อย้ายที่จับ ค่าเหล่านี้จะเพิ่มขึ้นจนกว่าแสงจะเริ่มเรืองแสง เมื่อเท่ากัน: U BE = 0.6 V, I B = 0.8 mA และ I C = 36 mA

เป็นผลให้เราได้รับหลักการทำงานของทรานซิสเตอร์ต่อไปนี้จากการทดลองนี้: ในกรณีที่ไม่มีแรงดันอคติบวก (สำหรับประเภท npn) บนฐาน กระแสผ่านขั้วจะเป็นศูนย์และเมื่อมีแรงดันฐานและ ปัจจุบันการเปลี่ยนแปลงจะส่งผลต่อกระแสในวงจรตัวสะสม - อิมิตเตอร์

จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อเปิดทรานซิสเตอร์

ระหว่างการทำงานปกติ แรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับทางแยกเบส-อิมิตเตอร์จะถูกกระจายเพื่อให้ศักยภาพของเบส (ชนิด p) สูงกว่าของอิมิตเตอร์ (ชนิด n) ประมาณ 0.6 โวลต์ ในเวลาเดียวกัน แรงดันไปข้างหน้าถูกนำไปใช้กับทางแยกนี้ โดยเป็นแบบเอนเอียงไปข้างหน้าและเปิดสำหรับกระแสไหลจากฐานไปยังตัวปล่อย

แรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่ามากถูกนำไปใช้กับจุดเชื่อมต่อตัวรวบรวมฐาน โดยที่ศักยภาพของตัวรวบรวม (ชนิด n) จะสูงกว่าของตัวสะสมฐาน (ชนิด p) ดังนั้นแรงดันย้อนกลับจึงถูกนำไปใช้กับทางแยกและมีความเอนเอียงแบบย้อนกลับ ส่งผลให้มีชั้นอิเล็คตรอนที่ค่อนข้างหนาในตัวสะสมใกล้กับฐานเมื่อใช้แรงดันไฟจ่ายผ่านทรานซิสเตอร์ ส่งผลให้ไม่มีกระแสไหลผ่านวงจรคอลเลคเตอร์-อิมิตเตอร์ การกระจายประจุในโซนทรานซิชันของทรานซิสเตอร์ npn แสดงในรูปด้านล่าง

บทบาทของกระแสฐานคืออะไร?

จะทำให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของเราทำงานได้อย่างไร? หลักการทำงานของทรานซิสเตอร์คือการมีอิทธิพลต่อกระแสฐานต่อสถานะของชุมทางแยกเบสแบบปิด เมื่อทางแยกเบส-อิมิตเตอร์มีความเอนเอียงไปข้างหน้า กระแสขนาดเล็กจะไหลเข้าสู่ฐาน ที่นี่ผู้ให้บริการเป็นรูที่มีประจุบวก พวกมันรวมกับอิเล็กตรอนที่มาจากตัวปล่อยเพื่อให้กระแส I BE อย่างไรก็ตาม เนื่องจากอีซีแอลถูกเจือด้วยสารเจือหนักมาก อิเล็กตรอนจำนวนมากจึงไหลจากมันไปยังฐานเกินกว่าจะรวมเข้ากับรูได้ ซึ่งหมายความว่ามีความเข้มข้นสูงของอิเล็กตรอนในฐาน และส่วนใหญ่ข้ามมันและเข้าสู่ชั้นสะสมของอิเล็กตรอนหมด ที่นี่ พวกเขาตกอยู่ภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้าแรงสูงที่ใช้กับชุมทางตัวรวบรวมฐาน ผ่านชั้นที่มีอิเล็กตรอนพร่องลงและปริมาตรหลักของตัวสะสมไปยังเอาต์พุต

การเปลี่ยนแปลงของกระแสที่ไหลเข้าสู่ฐานจะส่งผลต่อจำนวนอิเล็กตรอนที่ดึงดูดจากตัวปล่อย ดังนั้น หลักการทำงานของทรานซิสเตอร์สามารถเสริมด้วยข้อความต่อไปนี้: การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในกระแสฐานทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างมากในกระแสที่ไหลจากอีซีแอลไปยังตัวสะสม กล่าวคือ การขยายสัญญาณปัจจุบันเกิดขึ้น

ประเภทของ FETs

ในภาษาอังกฤษเรียกว่า FETs - Field Effect Transistors ซึ่งสามารถแปลได้ว่า "field effect transistors" แม้ว่าจะมีความสับสนมากมายเกี่ยวกับชื่อสำหรับพวกเขา แต่โดยพื้นฐานแล้วมีสองประเภทหลัก:

1. ด้วยการควบคุม pn-junction ในวรรณคดีอังกฤษจะเรียกว่า JFET หรือ Junction FET ซึ่งสามารถแปลว่า "ทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามแยก" มิฉะนั้นจะเรียกว่า JUGFET หรือ Junction Unipolar Gate FET

2. มีประตูหุ้มฉนวน (มิฉะนั้นทรานซิสเตอร์ MOS หรือ MIS) ในภาษาอังกฤษเรียกว่า IGFET หรือ Insulated Gate FET

ภายนอกคล้ายกับไบโพลาร์มากซึ่งได้รับการยืนยันจากภาพด้านล่าง

อุปกรณ์ FET

ทรานซิสเตอร์แบบ field-effect ทั้งหมดสามารถเรียกได้ว่าเป็นอุปกรณ์ UNIPOLE เนื่องจากตัวพาประจุที่สร้างกระแสผ่านพวกมันนั้นเป็นชนิดเดียวสำหรับทรานซิสเตอร์ที่กำหนด - ไม่ว่าจะเป็นอิเล็กตรอนหรือ "รู" แต่ไม่ใช่ทั้งสองอย่างในเวลาเดียวกัน สิ่งนี้ทำให้หลักการทำงานของทรานซิสเตอร์แบบ field-effect แตกต่างไปจากไบโพลาร์ซึ่งกระแสจะถูกสร้างขึ้นพร้อมกันโดยตัวพาทั้งสองประเภทนี้

ตัวพาปัจจุบันไหลใน FETs ที่มีจุดเชื่อมต่อ pn ควบคุมตามชั้นของซิลิกอนโดยไม่มีจุดเชื่อมต่อ pn เรียกว่าช่องสัญญาณ โดยมีการนำแบบ n- หรือ p-type ระหว่างขั้วสองขั้ว เรียกว่า "แหล่ง" และ "ท่อระบายน้ำ" - แอนะล็อกของอีซีแอลและ ตัวเก็บประจุหรือแคโทดและแอโนดของไตรโอดสุญญากาศ เอาต์พุตที่สาม - เกต (คล้ายกับกริดไตรโอด) - เชื่อมต่อกับชั้นซิลิกอนที่มีค่าการนำไฟฟ้าที่แตกต่างจากช่องสัญญาณแหล่งจ่าย โครงสร้างของอุปกรณ์ดังกล่าวแสดงในรูปด้านล่าง

ทรานซิสเตอร์แบบ field effect ทำงานอย่างไร? หลักการทำงานคือการควบคุมส่วนตัดขวางของช่องสัญญาณโดยใช้แรงดันไฟฟ้ากับทางแยกช่องประตู มีความเอนเอียงแบบย้อนกลับเสมอ ดังนั้นทรานซิสเตอร์จึงแทบไม่มีกระแสไหลผ่านวงจรเกต ขณะที่อุปกรณ์ไบโพลาร์ต้องการกระแสฐานจำนวนหนึ่งจึงจะสามารถทำงานได้ เมื่อแรงดันไฟฟ้าอินพุตเปลี่ยนแปลง พื้นที่เกตสามารถขยายได้ โดยปิดกั้นช่องสัญญาณแหล่งจ่ายจนกระทั่งปิดสนิท จึงควบคุมกระแสระบายออก