Классификация транзисторов по функциональному назначению

Транзисторы. Классификация, характеристики, принцип действия и назначение.

Транзи́стор (англ. transistor), полупроводниковый триод — радиоэлектронный компонент из полупроводникового материала, обычно с тремя выводами, позволяющий входным сигналам управлять током в электрической цепи. Обычно используется для усиления, генерации и преобразования электрических сигналов. В общем случае транзистором называют любое устройство, которое имитирует главное свойство транзистора изменения сигнала между двумя различными состояниями при изменении сигнала на управляющем электроде.

Классификация:

1.По основному полупроводниковому материалу:

Помимо основного полупроводникового материала, применяемого обычно в виде монокристалла, транзистор содержит в своей конструкции легирующие добавки к основному материалу, металлические выводы, изолирующие элементы, части корпуса (пластиковые или керамические). Иногда употребляются комбинированные наименования, частично описывающие материалы конкретной разновидности (например, «кремний на сапфире» или «металл-окисел-полупроводник»). Однако основными являются транзисторы на основе кремния, германия, арсенида галлия.

Другие материалы для транзисторов до недавнего времени не использовались. В настоящее время имеются транзисторы на основе, например, прозрачных полупроводников для использования в матрицах дисплеев. Перспективный материал для транзисторов — полупроводниковые полимеры.

2.1.1 n-p-n структуры, «обратной проводимости».

2.1.2 p-n-p структуры, «прямой проводимости»

В биполярном транзисторе носители заряда движутся от эмиттера через тонкую базу к коллектору. База отделена от эмиттера и коллектора pn переходами. Ток протекает через транзистор лишь тогда, когда носители заряда инжектируются из эмиттера в базу через pn переход. В базе они являются неосновными носителями заряда и легко проникают через другой pn переход между базой и коллектором, ускоряясь при этом. В самой базе носители заряда движутся за счет диффузионного механизма, поэтому база должна быть достаточно тонкой. Управления током между эмиттером и коллектором осуществляется изменением напряжения между базой и эмиттером, от которой зависят условия инжекции носителей заряда в базу.

2.2.1 с p-n переходом

2.2.2 с изолированным затвором

В полевом транзисторе ток протекает от истока до стока через канал под затвором. Канал существует в легированном полупроводнике в промежутке между затвором и нелегированной подложкой, в которой нет носителей заряда, и она не может проводить ток. Преимущественно под затвором существует область обеднения, в которой тоже нет носителей заряда благодаря образованию между легированным полупроводником и металлическим затвором контакта Шоттки. Таким образом ширина канала ограничена пространством между подложкой и областью обеднения. Приложенное к затвору напряжение увеличивает или уменьшает ширину области обеднения и, тем самым, ширину канала, контролируя ток.

2.4. Криогенные транзисторы (на эффекте Джозефсона

2.5. Многоэмиттерные транзисторы

2.6. Баллистические транзисторы

2.7. Одномолекулярный транзистор

По рассеиваемой в виде тепла мощности различают:

3.1маломощные транзисторы до 100 мВт

3.2транзисторы средней мощности от 0,1 до 1 Вт

3.3мощные транзисторы (больше 1 Вт).

4. По исполнению:

4.1 дискретные транзисторы:

4.1.1.1 Для свободного монтажа;

4.1.1.2 Для установки на радиатор;

4.1.1.3 Для автоматизированных систем пайки.

4.2 транзисторы в составе интегральных схем.

5. По материалу и конструкции корпуса:

6.1 Одноэлектронные транзисторы содержат квантовую точку (т. н. «остров») между двумя туннельными переходами. Ток туннелирования управляется напряжением на затворе, связанном с ним ёмкостной связью.[5]

Характерестики:

Принцип действия:

В полевых и биполярных транзисторах управление током в выходной цепи осуществляется за счёт изменения входного напряжения или тока. Небольшое изменение входных величин может приводить к существенно большему изменению выходного напряжения и тока. Это усилительное свойство транзисторов используется в аналоговой технике (аналоговые ТВ, радио, связь и т. п.). В настоящее время в аналоговой технике доминируют биполярные транзисторы (БТ) (международный термин — BJT, bipolar junction transistor). Другой важнейшей отраслью электроники является цифровая техника (логика, память, процессоры, компьютеры, цифровая связь и т. п.), где, напротив, биполярные транзисторы почти полностью вытеснены полевыми.

Назначение:

Вне зависимости от типа транзистора, принцип применения его един:

Источник питания питает электрической энергией нагрузку, которой может быть громкоговоритель, реле, лампа накаливания, вход другого, более мощного транзистора, электронной лампы и т. п. Именно источник питания даёт нужную мощность для «раскачки» нагрузки.

Транзистор же используется для ограничения силы тока, поступающего в нагрузку, и включается в разрыв между источником питания и нагрузкой. То есть транзистор представляет собой некий вариант полупроводникового резистора, сопротивление которого можно очень быстро изменять.

Выходное сопротивление транзистора меняется в зависимости от напряжения на управляющем электроде. Важно то, что это напряжение, а также сила тока, потребляемая входной цепью транзистора, гораздо меньше напряжения и силы тока в выходной цепи. Таким образом, за счёт контролируемого управления источником питания достигается усиление сигнала.

Если мощности входного сигнала недостаточно для «раскачки» входной цепи применяемого транзистора, или конкретный транзистор не даёт нужного усиления, применяют каскадное включение транзисторов, когда более чувствительный и менее мощный транзистор управляет энергией источника питания на входе более мощного транзистора. Также подключение выхода одного транзистора ко входу другого может использоваться в генераторных схемах типа мультивибратора. В этом случае применяются одинаковые по мощности транзисторы.

Транзистор применяется в:

1.Усилительных схемах. Работает, как правило, в усилительном режиме. Существуют экспериментальные разработки полностью цифровых усилителей, на основе ЦАП, состоящих из мощных транзисторов.Транзисторы в таких усилителях работают в ключевом режиме.

2.Генераторах сигналов. В зависимости от типа генератора транзистор может использоваться либо в ключевом (генерация прямоугольных сигналов), либо в усилительном режиме (генерация сигналов произвольной формы).

3.Электронных ключах. Транзисторы работают в ключевом режиме. Ключевые схемы можно условно назвать усилителями (регенераторами) цифровых сигналов. Иногда электронные ключи применяют и для управления силой тока в аналоговой нагрузке. Это делается, когда нагрузка обладает достаточно большой инерционностью, а напряжение и сила тока в ней регулируются не амплитудой, а шириной импульсов. На подобном принципе основаны бытовые диммеры для ламп накаливания и нагревательных приборов, а также импульсные источники питания.

Функциональное назначение и параметры транзисторов

ВНИМАНИЕ! САЙТ ЛЕКЦИИ.ОРГ проводит недельный опрос. ПРИМИТЕ УЧАСТИЕ. ВСЕГО 1 МИНУТА.

В справочниках наряду с нашедшей отражение в системе условных обозначений типа транзисторов классификацией приведена классификация биполярных транзисторов по частоте: низкочастотные (fгр.- fгр.>ЗОО МГц).

Биполярные транзисторы в соответствии с основными областями применения подразделяются на следующие группы: усилительные (сверхвысокочастотные, высоковольтные, высокочастотные линейные); генераторные (высокочастотные, сверхвысокочастотные, сверхвысокочастотные с согласующими цепями); переключательные и импульсные (переключательные высоковольтные и импульсные высоковольтные).

По своему основному назначению полевые транзисторы делятся на усилительные, генераторные и переключатели

Каждая и перечисленных групп характеризуется специфической системой параметров и справочных зависимостей, отражающих особенности применения транзисторов в радиоэлектронной аппаратуре. Информационный материал, приведенный в таблице 1, расположен применительно рассмотренной классификации транзисторов.

Условные обозначения электрических параметров: I_{K max} — максимально допустимый постоянный ток коллектора, I_{K и max} — максимально допустимый импульсный ток коллектора, U_{KЭ max} — максимально допустимое постоянное напряжение коллектор — эмиттер, U_{ЭБ max} — максимально допустимое постоянное напряжение эмиттер – база, P_{K max} — максимально допустимая импульсная рассеиваемая мощность коллектора, h_21Э — статический коэффициент передачи тока в режимах малого и большого сигнала, U_{КЭ нас} — максимально допустимое постоянное напряжение коллектор – эмиттер в режиме насыщения, I_КБо — максимально допустимый постоянный ток коллектора при токе базы равном нулю, f_ГР — частота высшних гармоник, С_К — емкость коллектора.

РЕЗИСТОРЫ

2.1. Классификация и система условных обозначений

Резистором называется пассивный элемент РЭА, предна­значенный для создания в электрической цепи требуемой величины сопротивления, обеспечивающей перераспределение и регулирование электрической энергии между элементами схемы.

Выпускаемые отечественной промышленностью резисторы классифицируются по различным признакам. В зависимости от влияния внешних факторов на величину сопротивления резисторы подразделяют на пассивные и полупроводниковые. Пассивные не реагируют на воздействие тепла и света, а полупроводниковые реагируют и подразделяются на терморезисторы и фоторезисторы. В зависимости от характера изменения сопротивления резисторы разделяют на постоянные – значение сопротивления фиксировано; пере­менные – с изменяющимся значением сопротивления.

В зависимости от назначения резисторы делятся на об­щего назначения и специальные (прецизионные, сверхпре­цизионные, высокочастотные, высоковольтные, высокомегаомные).

Резисторы общего назначения используются в качестве нагрузок активных элементов, поглотителей, делителей в це­пях питания, элементов фильтров, шунтов, в RC – цепях формирования импульсных сигналов и т. д. Диапазон номи­нальных сопротивлений этих резисторов 1 Ом. 10 МОм, номи­нальные мощности рассеяния – 0,125. 100 Вт. Допускаемые отклонения сопротивления от номинального значения ± 1; ± 2; ± 5; ± 10; ± 20 %.

Прецизионные и сверхпрецизионные резисторы отличают­ся высокой стабильностью параметров и высокой точностью изготовления (допуск ± 0,0005. 0,5 %). Данные резисторы применяются в основном в измерительных приборах, систе­мах автоматики, счетно-решающих устройствах. Диапазон этих резисторов значительно шире, чем резисторов общего назначения.

Высокочастотные резисторы отличаются малыми собствен­ными индуктивностью и емкостью и предназначены для рабо­ты в высокочастотных цепях, кабелях и волноводах.

Высоковольтные резисторы рассчитаны на работу при больших (от единиц до десятков киловольт) напряжениях.

Высокомегаомные резисторы имеют диапазон номиналь­ных сопротивлений от десятков мегаом до единиц тераом. Высокомегаомные резисторы применяются в цепях с рабо­чим напряжением до 400 В и обычно работают в режиме малых токов. Мощности рассеяния их невелики (до 0,5 Вт).

В зависимости от способа защиты от внешних факторов резисторы делятся на неизолированные, изолированные, гер­метизированные и вакуумные.

Неизолированные резисторы с покрытием или без него не допускают касания своим корпусом шасси аппаратуры.

Изолированные резисторы имеют изоляционное покрытие (лак, компаунд, пластмасса) и допускают касание корпусом шасси и токоведущих частей радиоэлектронной аппаратуры (РЭА).

Герметизированные резисторы имеют герметичную кон­струкцию корпуса, которая исключает влияние окружающей среды на его внутреннее пространство. Герметизация осу­ществляется с помощью опрессовки специальным компаун­дом.

Вакуумные резисторы имеют резистивный элемент, поме­щенный в стеклянную вакуумную колбу.

По способу монтажа резисторы подразделяются на ре­зисторы для навесного и печатного монтажа.

По материалу резистивного элемента (рис. 2.1) резисторы делятся на проволочные, непроволочные, металлофольговые.

Проволочные – резисторы, в которых резистивным эле­ментом является высокоомная проволока (изготавливается из высокоомных сплавов: константан, нихром, никелин).

Непроволочные – резисторы, в которых резистивным эле­ментом являются пленки или объемные композиции с вы­соким удельным сопротивлением.

Металлофольговые – резисторы, в которых резистивным элементом является фольга определенной конфигурации.

Непроволочные резисторы можно разделить на тонкопле­ночные (толщина слоя в нанометрах), толстопленочные (тол­щина в долях миллиметра), объемные(толщинав единицах миллиметра). Тонкопленочные резисторы подразделяются на металлодиэлектрические, металлоокисные и металлизированные с резистивным элементом в виде микрокомпозиционного слоя из диэлектрика и металла, или тонкой пленки окиси металла, или сплава металла; углеродистые и бороуглеродистые, про­водящий элемент которых представляет собой пленку пиролитического углерода или борорганических соединений.

К толстопленочным относят лакосажевые, керметные и резисторы на основе проводящих пластмасс. Проводящие резистивные слои толстопленочных и объемных резисторов представляют собой гетерогенную систему (композицию) из нескольких фаз, получаемую механическим смешением проводящего компонента, например графита или сажи, металла или окисла металла, с органическими или неорганическими наполнителями, пластификаторами или отвердителем. После термообработки образуется монолитный слой с необходимым комплексом параметров.

В объемных резисторах в качестве связующего компонента используют органические смолы или стеклоэмали. Про­водящим компонентом является углерод.

В резистивных керметных слоях основным проводящим компонентом являются металлические порошки и их смеси, представляющие собой керамическую основу с равномерно распределенными частицами металла.

В соответствии с действующей системой сокращенных и полных обозначений сокращенное условное обозначение, присваиваемое резисторам, должно состоять из следующих элементов: первый элемент – буква или сочетание букв, обознача­ющих подкласс резисторов (Р – резисторы постоянные; РП – резисторы переменные; HP – набор резисторов); второй элемент –цифра, обозначающая группу резисто­ров по материалу резистивного элемента (1 – непроволоч­ные; 2 – проволочные или металлофольговые); третий элемент – регистрационный номер конкретного ти­па резистора.

Между вторым и третьим элементами ставится дефис. Например, постоянные непроволочные резисторы с номером 4 или переменные непроволочные резисторы с номером 46 следует писать Р1-4 и РП1-46 соответственно.

Полное условное обозначение состоит из сокращенного обозначения, варианта конструктивного исполнения (при не­обходимости), значений основных параметров и характерис­тик резистора, климатического исполнения и обозначения документа на поставку.

Параметры и характеристика для постоянных резисторов указываются в следующей последовательности: номинальная мощность рассеяния; номинальное сопротивление и буквенное обозначение еди­ницы измерения; допускаемое отклонение сопротивления в процентах (до­пуск); группа по уровню шумов (для непроволочных резисторов); группа по температурному коэффициенту, сопротивления (ТКС).

Например, постоянный непроволочный резистор с регист­рационным номером 4, номинальной мощностью рассеяния 0,5 Вт, номинальным сопротивлением 10 кОм, с допуском ± 1 %. группой по уровню шумов – А, группы ТКС – Б, все климатического исполнения – В, обозначается: Р1 -4-0,5-10 кОм±1 % А-Б-В ОЖ0.467.157ТУ.

Кодированное обозначение номинальных сопротивлений состоит из трех или четырех знаков, включающих две цифры и букву или три цифры и букву. Буква кода из русского или латинского алфавита обозначает множитель, составляю­щий сопротивление, и определяет положение запятой деся­тичного знака. Буквы R, К, М, G, Т обозначают соответствен­но множители 1, 103, 106, 109, 1012.

Например, 5R1, 150К, 2М2 обозначают 5,1 Ом, 150 кОм, 2,2 МОм соответственно.

Полное обозначение допускаемого отклонения состоит из цифр, а кодированное из буквы (табл. 2.1).

Кодированные обозначения допустимых отклонений сопротивлений

Транзисторы: принцип работы,​ схема подключения, отличие биполярного от полевого

В свое время за открытие транзистора его создатели удостоились Нобелевской премии. Этот маленький прибор изменил человечество навсегда: начиная с простых радиоприемников и заканчивая процессорами, в которых их число достигает нескольких миллиардов. Между тем, чтобы узнать, как он работает, не нужно быть золотым медалистом или лауреатом «нобелевки».

Что такое транзистор

Транзистор – это прибор, изготовленный из полупроводниковых материалов. Выглядит как маленькая металлическая пластинка с тремя контактами. Назначений у него два: усиливать поступающий сигнал и участвовать в управлении компонентами электроприборов.

Принцип действия

Полупроводники занимают промежуточное состояние между проводниками и диэлектриками. В обычном состоянии они не проводят электрический ток, но их сопротивление падает с ростом температуры. Чем она выше, тем больше энергии, которую получает вещество.

В атомах полупроводника электроны отрываются от «родительского» атома и улетают к другому, чтобы заполнить там «дырку», которую оставил такой же электрон. Получается, что внутри такого материала одновременно происходят два процесса: полет электронов (n-проводимость, от слова negative – отрицательный), и образование «дырок» (p-проводимость от слова positive – положительный). В обычном куске кремния эти процессы уравновешены: количество дырок равно количеству свободных электронов.

Однако с помощью специальных веществ можно нарушить это равновесие, добавив «лишние» электроны (вещества – доноры) или «лишние» «дырки» (вещества акцепторы). Таким образом можно получить кристалл полупроводника с преобладающей n-проводимостью, либо p-проводимостью.

Если два таких материала приложить друг к другу, то в месте их соприкосновения образуется так называемый p-n переход. Дырки и электроны проходят через него, насыщая соседа. То есть там, где был избыток дырок, идет их заполнение электронами и наоборот.

В какой-то момент в месте соприкосновения не останется свободных носителей заряда и наступит равновесие. Это своего рода барьер, который невозможно преодолеть, этакая пустыня. Этот слой принято называть обедненным слоем.

Теперь, если приложить к такому материалу напряжение, то оно поведет себя интересным образом: при прямой его направленности обедненный слой истончится и через него пойдет электроток, а при обратном – наоборот, расширится.

Как говорится, если для чайников, то p-n переход обладает способностью пропускать ток только в одном направлении. Это своего рода «обратный клапан» для электрической сети. На этом их свойстве основана работа всех полупроводниковых приборов.

Существует две основные разновидности транзисторов: полевые (иногда их называют униполярными) и биполярными. Различаются они по устройству и принципу действия.

Биполярный транзистор

Биполярный транзистор обладает двумя переходами: p-n-p или n-p-n. Принципиальное различие между ними – направление течения тока.

Коллектор и эмиттер, обладающие одинаковой проводимостью (в n-p-n транзисторе n-проводимостью), разделены базой, которая обладает p-проводимостью. Если даже эмиттер подключен к источнику питания, ему не пробиться напрямую в коллектор. Для этого необходимо подать ток на базу.

В таком случае электроны из эмиттера заполняют «дырки» последней. Но так как база слабо легирована, то и дырок в ней мало. Поэтому большая часть электронов переходит в коллектор и они начинают свое движение по цепи. Ток коллектора практически равен току эмиттера, ведь на базу приходится очень маленькое его значение.

Чтобы нагляднее себе это представить, можно воспользоваться аналогией с водопроводной трубой. Для управления количеством воды нужен вентиль (транзистор). Если приложить к нему небольшое усилие, он увеличит свое проходное сечение трубы и через него начнет проходить больше воды.

Полевой транзистор

Если в биполярном транзисторе управление происходило с помощью тока, то в полевом – с помощью напряжения. Состоит он из пластинки полупроводника, которую называют каналом. С одной стороны к ней подключен исток – через него в канал входят носители электрического тока, а с другой сток – через него они покидают канал.

Сам канал как бы «зажат» между затвором, который обладает обратной проводимостью, то есть если канал имеет n-проводимость, то затвор – p-проводимость. Затвор электрически отделен от канала. Изменяя напряжение на затворе, можно регулировать зону p-n перехода. Чем она больше, тем меньше электрической энергии проходит через канал. Существует значение напряжения, при котором затвор полностью перекроет канал и ток между истоком и стоком прекратится.

Наиболее наглядная иллюстрация в этом случае – садовый шланг, который проходит через камеру небольшого колеса. В таком случае, даже когда в него подается небольшое давление воздуха (напряжение затвор-исток), оно значительно увеличивается в размерах и начинает пережимать шланг, перекрывается просвет шланга и прекращается подача воды (увеличивается зона p-n перехода и через канал перестает идти электроток).

Описанный выше тип полупроводникового прибора является классическим и называется транзистором с управляющим p-n переходом. Часто можно встретить аббревиатуру JFET – Junction FET, что просто перевод русского названия на английский.

Другой тип полевого триода имеет небольшое различие в конструкции затвора. На слое кремния с помощью окисления образуется слой диэлектрика оксида кремния. Уже на него методом напыления металла наносят затвор. Получаются чередующиеся слои Металл -Диэлектрик – Полупроводник или МДП-затвор.

Такой полевой транзистор с изолированным затвором обозначается латинскими буквами MOSFET.

Существует два вида МДП-затвора:

1. МДП-затвор с индуцированным (или инверсным) каналом в обычном состоянии закрыт, то есть при отсутствии напряжения на затворе электроток через канал не проходит. Для того, чтобы открыть его, к затвору необходимо приложить напряжение.
2. МДП-затвор со встроенным (или собственным) каналом в обычном состоянии открыт, то есть при отсутствии напряжения на затворе электроток через канал проходит. Для того, чтобы закрыть его, к затвору необходимо приложить напряжение.

Основные характеристики

Основная особенностью всех видов транзисторов является способность управлять мощным током с помощью небольшого по силе. Их отношение показывает насколько эффективен полупроводниковый прибор.

В биполярных транзисторах этот показатель называется статическим коэффициентом передачи тока базы. Он характеризует, во сколько раз основной коллекторный ток больше вызвавшего его тока базы. Этот параметр имеет очень широкое значение и может достигать 800.

Хотя на первый взгляд кажется, что здесь важен принцип «чем больше, тем лучше», но в действительности это не так. Скорее, тут применимо изречение «лучше меньше, да лучше». В среднем биполярные транзисторы имеют коэффициент передачи тока базы в пределах 10 – 50.

Для полевых транзисторов схожий по типу параметр называется крутизной входной характеристики или проводимостью прямой передачи тока. Если вкратце, он показывает, на сколько изменится напряжение, проходящее через канал, если изменить напряжение затвора на 1 В.

Если на транзистор подать сигнал с определенной частотой, то он многократно усилит его. Это свойство полупроводниковых приборов применяется в радиоэлектронике. Однако существует предел усиления частоты, за которым триод уже не в состоянии усилить сигнал.

Поэтому оптимальным считается максимальная рабочая частота сигнала, в 10-20 раз ниже предельного усиления частоты транзистора.

Еще одной показательной характеристикой транзистора является максимальная допустимая рассеиваемая мощность. Дело в том, что при работе любого электрического прибора вырабатывается тепло. Оно тем больше, чем выше значения силы тока и напряжения в цепи.

Отводится оно несколькими способами: с помощью специальных радиаторов, принудительного обдува воздухом и другими. Таким образом, существует некий предел количества теплоты для любого триода (для каждого он разный), который он может рассеять в пространство. Поэтому при выборе прибора исходят из характеристик электрической цепи, на который предстоит установить транзистор.

Типы подключений

Основная задача транзистора – усиливать поступающий сигнал. Проблема в том, что у любого триода имеются только три контакта, в то время как сам усилитель имеет четыре полюса – два для входящего сигнала и два для выходящего, то есть усиленного. Выход из положения – использовать один из контактов транзистора дважды: и как вход, и как выход.

По этому принципу различают три вида подключения. Стоит отметить, что не имеет принципиальной разницы, какой тип прибора используется – полевой или биполярный.

1. Подключение с общим эмиттером (ОЭ) или общим истоком (ОИ). Эта схема подключения имеет наибольшие значения усиления мощности по току и напряжению. Однако из-за эффекта Миллера его частотные характеристики значительно хуже. Борются с этим негативным явлением несколькими способами: используют подключение с общей базой, применяют каскодное подключение двух транзисторов (подключённому по общему эмиттеру добавляется второй, подключенный по общей базе).
2. Подключение с общей базой (ОБ) или общим затвором (ОЗ). Здесь полностью исключено влияние эффекта Миллера. Однако за это приходиться платить: в этой схеме усиления тока практически не происходит, зато имеется широкий диапазон для изменения частоты сигнала.
3. Подключение с общим коллектором (ОК) или общим стоком (ОС). Такой тип подключения часто называют эмиттерным или истоковым повторителем. Это «золотая середина» между двумя предыдущими видами схем: частотные характеристики и мощность усиления по току и напряжению находятся где-то посередине между двумя первыми.

Все три описанных выше типа подключения применяются в зависимости от того, какие цели преследуют конструкторы.

Виды транзисторов

В первых транзисторах применялся германий, который работал не совсем стабильно. Со временем от него отказалось в пользу других материалов: кремния (самый распространённый) и арсенида галлия. Но все это традиционные полупроводники.

В настоящее время начинают набирать популярность триоды на основе органических материалов и даже веществ биологического происхождения: протеинов, пептидов, молекул хлорофилла и целых вирусов. Биотранзисторы используются в медицине и биотехнике.

Другие классификации транзисторов:

1. По мощности подразделяются на маломощные (до 0,1 Вт), средней мощности (от 0,1 до 1 Вт) и просто мощные (свыше 1 Вт).
2. Также разделяются по материалу корпуса (металл или пластмасса), типу исполнения (в корпусе, бескорпусные, в составе интегральных схем).
3. Нередко их объединяют друг с другом для улучшения характеристик. Такие транзисторы называются составными или комбинированными и могут состоять из двух и более полупроводниковых приборов. Строение и у них простое: эмиттер первого является базой для второго и так далее до необходимого количества триодов. Бывает нескольких типов: Дарлинга (все составляющие с одинаковым типом проводимости), Шиклаи (тип проводимости разный), каскодный усилитель (два прибора, работающие как один с подключением по схеме с общим эмиттером).
4. К составным относится также и IGBT-транзистор, представляющий собой биполярный, который управляется при помощи полярного триода с изолированным затвором. Такой тип полупроводниковых приборов применяется в основном там, где нужно управлять большим током (сварочные аппараты, городские электросети) или электромеханическими приводами (электротранспорт).
5. В качестве управления может применяться не ток, а другое электромагнитное воздействие. К примеру, в фототранзисторах в качестве базы используется чувствительный фотоэлемент, а в магнитотранзисторах – материал, индуцирующий ток при воздействии на него магнитного поля.

Технологический предел для транзисторов еще не достигнут. Их размеры уменьшаются с каждым голом, а различные научно-исследовательские институты ведут поиск новых материалов для использования в качестве полупроводника. Можно сказать, что эти полупроводниковые приборы еще не сказали миру своего последнего слова.

Классификация транзисторов.

По основному полупроводниковому материалу.

Помимо основного полупроводникового материала, применяемого обычно в виде монокристалла, транзистор содержит в своей конструкции легирующие добавки к основному материалу, металлические выводы, изолирующие элементы, части корпуса (пластиковые или керамические). Иногда употребляются комбинированные наименования, частично описывающие материалы конкретной разновидности (например, «кремний на сапфире» или «металл-окисел-полупроводник»). Однако основными материалами транзисторов являются кремний, германий и арсенид галлия. Другие материалы для транзисторов до недавнего времени не использовались. В настоящее время имеются транзисторы на основе прозрачных полупроводников для использования в матрицах дисплеев. Перспективный материал для транзисторов — полупроводниковые полимеры.

Биполярные транзисторы — трёх электродные полупроводниковые приборы. Электроды подключены к трём последовательно расположенным слоям полупроводника с чередующимся типом примесной проводимости. По этому способу чередования различают n-p-n и p-n-p транзисторы (n (negative) — электронный тип примесной проводимости, p (positive) — дырочный). Работа биполярного транзистора основана на переносе зарядов одновременно двух типов, носителями которых являются электроны и дырки. Делятся на:

· p-n-p «прямой проводимости»

· n-p-n «обратной проводимости»

Рис. 3. Обозначение биполярных транзисторов на схемах.

Полевые транзисторы — полупроводниковые приборы, через которые протекает поток основных носителей зарядов, регулируемый поперечным электрическим полем, которое создаётся напряжением, приложенным между затвором и стоком или между затвором и истоком. Делятся на:

С затвором в виде p-n-перехода:

· С каналом n-типа.

· С каналом р-типа.

С изолированным затвором(В отличие от биполярных транзисторов, которые управляются током, транзисторы с изолированным затвором управляются напряжением, так как, по причине изолированного управляющего электрода (затвора) такие транзисторы обладают очень высоким входным сопротивлением.):

· Со встроенным каналом.

· С индуцированным каналом.

Рис.4. Обозначение полевых транзисторов на схеме.

Другие разновидности транзисторов.

· Однопереходный транзистор (двухбазовый диод) — полупроводниковый прибор с тремя электродами и одним p-n переходом. Однопереходный транзистор принадлежит к семейству полупроводниковых приборов с вольтамперной характеристикой, имеющей участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением.

· Фототранзисторы — оптоэлектронные полупроводниковые приборы, вариант биполярного транзистора. Отличаются от классического варианта тем, что область базы доступна для светового облучения, за счёт чего появляется возможность управлять усилением электрического тока с помощью оптического излучения. Фототранзисторы имеют структуру n-p-n или p-n-p транзистора и могут усиливать ток. едостаткнедостатк

· Транзисторы со встроенными резисторами— биполярные транзисторы со встроенными в один корпус резисторами.

· Транзистор Дарлингтона, пара Шиклаи — комбинация двух биполярных транзисторов, работающая как биполярный транзистор с высоким коэффициентом усиления по току.

· на транзисторах одной структуры

· на транзисторах разной структуры

· Лямбда-диод — двухполюсник, комбинация из двух полевых транзисторов, имеющая, как и туннельный диод, значительный участок с отрицательным сопротивлением.

· Биполярный транзистор, управляемый полевым транзистором с изолированным затвором — силовой электронный прибор, предназначенный в основном, для управления электрическими приводами

Классификация транзисторов по рассеиваемой в виде тепла мощности.