Что такое транзистор, виды транзисторов и их обозначение

Транзисторы — полупроводниковые приборы, предназначенные для усиления, генерирования и преобразования электрических колебаний. Наиболее распространены так называемые биполярные транзисторы.

Их основа — пластинка монокристаллического полупроводника (чаще всего

кремния или германия), в которой с помощью особых технологических приемов созданы, как минимум, три области с разной электропроводностью: эмиттер, база и коллектор.

Электропроводность эмиттера и коллектора всегда одинаковая (р или п), базы — противоположная (п или р). Иными словами, биполярный транзистор (далее просто транзистор) содержит два р-п перехода: один из них соединяет базу с эмиттером (эмиттерный переход), другой — с коллектором (коллекторный переход).

На схемах транзисторы обозначают, как показано на рис. 1,а. Здесь короткая черточка с линией-выводом от середины символизирует базу, две наклонные линии, проведенные к ней под углом 60°, — эмиттер и коллектор.

 Рис. 1. Внешний вид транзисторов, обозначение транзисторов на принципиальных схемах.

Об электропроводности базы судят по символу эмиттера: если его стрелка направлена к базе (рис. 1,а), то это означает, эмиттер имеет электропроводность типа р, а база — типа п; если же стрелка направлена в противоположную сторону (рис. 1,6), электропроводность эмиттера и базы — обратная (соответственно пир).

Поскольку, как уже отмечалось, электропроводность коллектора та же, что и эмиттера, стрелку на символе коллектора не изображают. Знать электропроводность эмиттера, базы и коллектора необходимо для того, чтобы правильно подключить транзистор к источнику питания. В справочниках эту информацию приводят в виде структурной формулы.

Транзистор, база которого имеет проводимость типа п, обозначают формулой p-n-p, а транзистор с базой, имеющей электропроводность типа P, — формулой n-p-n. В первом случае на базу и коллектор следует подавать отрицательное (по отношению к эмиттеру) напряжение, во втором — положительное.

Для наглядности условное обозначение транзистора обычно помещают в кружок, символизирующий его корпус. Корпус нередко изготовляют из металла и соединяют с одним из выводов транзистора. На схемах это показывают точкой в месте пересечения лиши-вывода с символом корпуса (у транзистора, изображенного на рис. 1,в, с корпусом соединен вывод коллектора).

Если же корпус снабжен отдельным выводом, линию-вывод допускается присоединять к кружку без точки (рис. 1,г). С целью повышения информативности схем рядом с позиционным обозначением транзистора обычно указывают его тип.

Линии-выводы, идущие от символов эмиттера и коллектора, проводят в одном из двух направлений: перпендикулярно или параллельно линии-выводу базы (рис. 1,д). Излом этой линии допускается лишь на некотором расстоянии от символа корпуса (рис. 1,е).

Транзистор может иметь несколько эмиттерных областей (эмиттеров). В этом случае символы эмиттеров обычно изображают с одной стороны символа базы, а кружок-корпус заменяют овалом (рис. 1,ж).

В некоторых случаях ГОСТ 2.730—73 допускает изображать транзисторы и без символа корпуса, например при изображении бескорпуоных транзисторов ИЛ|Ц когда на схеме необходимо показать транзисторы, входящие в так называемые транзисторные сборки или матрицы (их выпускают в тех же корпусах, что и интегральные микросхемы).

 Рис. 2. Транзисторные сборки.

Поскольку буквенный код VT предусмотрен для обозначения транзисторов, выполненных в виде самостоятельных приборов, транзисторы сборок обозначают одним из следующих способов: либо используют код VT и присваивают им порядковые номера наряду с другими транзисторами (в этом случае на поле схемы помещают такую, например, запись: VT1—VT4 К1НТ251), либо берут код аналоговых микросхем DA и указывают принадлежность транзисторов к матрице в позиционном обозначении (рис. 2,а).

У выводов таких транзисторов, как правило, приводят условные номера, присвоенные выводам корпуса, в котором выполнена сборка. Без символа корпуса изображают на схемах и транзисторы аналоговых и цифровых микросхем (для примера на рис. 1,6 показаны транзисторы структуры n-p-n с тремя и четырьмя эмиттерами).

Условные графические обозначения некоторых разновидностей биполярных транзисторов получают введением в основной символ специальных знаков. Так, чтобы изобразить лавинный транзистор, между символами эмиттера и коллектора помещают знак эффекта лавинного пробоя (рис. 3,а). При повороте условного обозначения положение этого знака должно оставаться неизменным.

 Рис. 3. Лавинный транзистор.

Иначе построено обозначение так называемого однопереходного транзистора. У него один р-п переход, но два вывода базы. Символ эмиттера в обозначении этого транзистора проводят к середине символа базы (рис. 3,6). Об электропроводности базы судят по символу эмиттера (все сказанное ранее о транзисторах с двумя р-п переходами полностью применимо и к однрпереход-ному транзистору).

На обозначение однопереходного транзистора похоже условное обозначение довольно большой группы транзисторов с р-п переходом, получивших название полевых. Основа такого транзистора — созданный в полупроводнике и снабженный двумя выводами (исток и сток) канал с электропроводностью n-или p-типа.

Сопротивлением канала управляет третий электрод — затвор, соединенный с его средней частью р-п переходом. Канал полевого транзистора изображают так же, как и базу биполярного транзистора, но помещают в средней части кружка-корпуса , символы истока и стока присоединяют к нему с одной стороны, затвора — с другой.

Чтобы не вводить каких-либо знаков для различения символов истока и стока, затвор изображают на продолжении линии истока. Электропроводность канала указывают стрелкой на символе затвора.

В условном обозначении полевого транзистора с изолированным затворам (его изображают в виде черточки, параллельной символу канала, с выводом на продолже

цветовая маркировка транзисторов

Иногда, ремонтируя поломавшуюся бытовую. или промышленную технику, образуются затруднения с обозначениями на поверхности. Эти обозначения – цветовая маркировка транзисторов, которую нужно знать опытному и практикующему электронщику или просто радиолюбителю. В этих обозначениях определенным образом зашифровывается техническая информация о данной радиодетали.

Маркировка бывает разной, она сильно отличается, допустим от советской и импортной, а также современной российской. Она состоит из определенных таблиц. В данной статье будут приведены все системы маркировки, их расшифровка, значения. В качестве дополнения, в материале содержатся два видеоролика и одна подробная скачиваемая статья.

Цветовая маркировка транзисторов

В данной маркировке используют цветные точки для кодирования параметров транзисторов в корпусах КТ-26 (ТО-92) и КТП-4. При полной цветовой маркировке кодирование типономинала, группы и даты выпуска наносится на срезе боковой поверхности согласно принятой цветовой гамме.

Точку, обозначающую типономинал наносят в левом верхнем углу. Она является началом отсчета. Далее, по часовой стрелке наносятся три точки, означающие группу, год и месяц выпуска соответственно. При сокращении цветовой маркировке дату выпуска опускают (указывается на вкладыше упаковки). Типономинал указывается на срезе боковой поверхности корпуса. Группа указывается на торце корпуса.

Цветовая маркировка транзисторов.

Цветовая и символьно – цветовая маркировка транзисторов

В данной статье речь пойдет об определению основных параметров как отечественных так и зарубежных транзисторов по таблицам цветовой и символьно-цветовой маркировке.

Цветовая маркировка транзисторов

В данной маркировке используют цветные точки для кодирования параметров транзисторов в корпусах КТ-26 (ТО-92) и КТП-4. При полной цветовой маркировке кодирование типономинала, группы и даты выпуска наносится на срезе боковой поверхности согласно принятой цветовой гамме. Точку, обозначающую типономинал наносят в левом верхнем углу.

Она является началом отсчета. Далее, по часовой стрелке наносятся три точки, означающие группу, год и месяц выпуска соответственно. При сокращении цветовой маркировке дату выпуска опускают (указывается на вкладыше упаковки). Типономинал указывается на срезе боковой поверхности корпуса. Группа указывается на торце корпуса.

Маркировка.

Символьно — цветовая маркировка транзисторов

Отличительная особенность данной маркировки – отсутствие цифр и букв. Типономинал транзистора обозначается на срезе боковой поверхности специальными символом (точки, горизонтальные, вертикальные или пунктирные линии) или цветной геометрической фигурой (круг, полукруг, квадрат, треугольник, ромб и др.).

Маркировка группы относится одной (несколькими) точками на торце корпуса (КТ-26, КТП-4). Цветовая гамма точек, обозначающих группу при данной маркировке, не совпадает со стандартной цветовой гаммой по ГОСТ 24709-81. Она определяется производителем. Символ круга на боковом срезе транзистора необходимо отличать от точки, которая не имеет четкой формы, т.к. наносится кистью.

Маркировка по моделям транзисторов.

Применение транзисторов

Наряду с такой системой продолжает действовать и прежняя система обозначения, например П27, П401, П213, МП39 и т.д. Объясняется это тем, что такие или подобные транзисторы были разработаны до введения современной маркировки полупроводниковых приборов. Маломощный низкочастотный транзистор ГТ109 (структуры р — n — р) имеет в диаметре всего 3, 4 мм.

 

Транзисторы этой серии предназначены для миниатюрных радиовещательных приемников. Их используют также в слуховых аппаратах, в электронных медицинских приборах т.д. Диаметр транзисторов ГТ309 (р — n — р) 7,4 мм. Такие транзисторы применяют в различных малогабаритных электронных устройствах для усиления и генерирования колебаний высокой частоты.

Различие маркировок – в осуществлении дополнительной цветовой покраски торца корпуса полупроводника или же конструктивным исполнением корпуса. Абсолютное  и урезанное обозначение транзисторов имеющих среднюю и малую мощность осуществляется с помощью цветных точек (двух или же четырех), или с помощью кодовых знаков в виде геометрических фигур (кодов). При полной маркировке на корпус полупроводника наносится тип, группа дата выпуска.

Транзисторы КТЗ15 (n — p — n) выпускают в пластмассовых корпусах. Эти маломощные приборы предназначены для усиления и генерирования колебаний высокой частоты. Транзисторы МП39 — МП42 (р — n — р) — самые массовые среди маломощных низкочастотных транзисторов. Точно так выглядят и аналогичные им, но структуры n — p — n, транзисторы МП35 — МП38. Диаметр корпуса любого из этих транзисторов 11,5 мм. Наиболее широко их используют в усилителях звуковой частоты.

Материал по теме: Как подключить конденсатор

Так выглядят и маломощные высокочастотные р — n — р транзисторы серий П401 — П403, П416, П423, используемые для усиления высокочастотных сигналов как в промышленных, так и любительских радиовещательных приемниках. Транзистор ГТ402 (р — n — р) — представитель низкочастотных транзисторов средней мощности. Такую же конструкцию имеет его «близнец» ГТ404, но он структуры (n — p — n). Их, обычно используют в паре, в каскадах усиления мощности колебаний звуковой частоты.

Транзистор П213 (германиевый структуры р — n — р) — один из мощных низкочастотных транзисторов, широко используемых в оконечных каскадах усилителей звуковой частоты. Диаметр этого, а также аналогичных ему транзисторов П214 — П216 и некоторых других, 24 мм. Такие транзисторы крепят на шасси или панелях при помощи фланцев. Во время работы они нагреваются, поэтому их обычно ставят на специальные теплоотводящие радиаторы, увеличивающие поверхности охлаждения.

КТ904 — сверхвысокочастотный кремниевый n — p — n транзистор большой мощности. Корпус металлокерамический с жесткими выводами и винтом М5, с помощью которого транзистор крепят на теплопроводящем радиаторе. Функцию радиатора может выполнять массивная металлическая пластина или металлическое шасси радиотехнического устройства. Высота транзистора вместе с выводами и крепежным винтом чуть больше 20 мм. Транзисторы этой серии предназначаются для генераторов и усилителей мощности радиоаппаратуры, работающей на частотах выше 100 МГц, например диапазона УКВ.

Маркировка транзистора цветовыми обозначениями.

Схемы включения и основные параметры биполярных транзисторов

Итак, биполярный транзистор, независимо от его структуры, является трехэлектродным прибором. Его электроды — эмиттер, коллектор и база. Для использования транзистора в качестве усилителя напряжения, тока или мощности входной сигнал, который надо усилить, можно подавать на два каких — либо электрода и с двух электродов снимать усиленный сигнал. При этом один из электродов обязательно будет общим. Он — то и определяет название способа включения транзистора: по схеме общего эмиттера (ОЭ), по схеме общего коллектора (ОК), по схеме общей базы (ОБ).

Включение p-n-р транзистора по схеме ОЭ

Напряжение источника питания на коллекторе V подается через резистор Rк, являющийся нагрузкой, на эмиттер.

Это выполняется через общий «заземленный» проводник, обозначаемый на схемах специальным знаком.

Входной сигнал через конденсатор связи Ссв. подается к выводам базы и эмиттера, т.е. к участку база — эмиттер, а усиленный сигнал снимается с выводов эмиттера и коллектора.

Эмиттер, следовательно, при таком включении является общим для входной и выходной цепей. Транзистор, по схеме с ОЭ, в зависимости от его усилительных свойств может дать 10 — 200 — кратное усиление сигнала по напряжению и 20 — 100 — кратное усиление сигнала по току.

Такой способ включения по схеме с ОЭ пользуется у радиолюбителей наибольшей популярностью.

Существенным недостатком усилительного каскада, включенном по такой схеме, является его сравнительно малое входное сопротивление — всего 500-1000 Ом.

Что усложняет согласование усилительных каскадов, транзисторы которых включают по такой же схеме.

Объясняется это тем, что в данном случае эмиттерный р — n переход транзистора включен в прямом, т.е. пропускном, направлении. А сопротивление пропускного перехода, зависящее от прикладываемого к нему напряжения, всегда мало. Что же касается выходного сопротивления такого каскада, то оно достаточно большое (2-20 кОм) и зависит от сопротивления нагрузки Rк и усилительных свойств.

Интересный материал для ознакомления: что нужно знать об устройстве силового трансформатора.

Включение прибора схеме ОК

Входной сигнал подается на базу и эмиттер через эмиттерный резистор Rэ, который является частью коллекторной цепи. С этого же резистора, выполняющего функцию нагрузки транзистора, снимается и выходной сигнал. Таким образом, этот участок коллекторной цепи является общим для входной и выходной цепей, поэтому и название способа включения транзистора — ОК.

Каскад с полупроводником, включенным по такой схеме, по напряжению дает усиление меньше единицы. Усиление же по току получается примерно такое же, как если бы транзистор был включен по схеме ОЭ. Но зато входное сопротивление такого каскада может составлять 10 — 500 кОм, что хорошо согласуется с большим выходным сопротивлением каскада на транзисторе, включенном по схеме ОЭ.

По существу, каскад не дает усиления по напряжению, а лишь как бы повторяет подведенный к нему сигнал. Поэтому транзисторы, включаемые по такой схеме, называют также эмиттерными повторителями. Почему эмиттерными?

Потому что выходное напряжение на эмиттере практически полностью повторяет входное напряжение. Почему каскад не усиливает напряжение? Давайте мысленно соединим резистором цепь базы с нижним (по схеме) выводом эмиттерного резистора Rэ, как показано на (рис. 5, б) штриховыми линиями.

Этот резистор — эквивалент внутреннего сопротивления источника входного сигнала Rвх., например микрофона или звукоснимателя. Таким образом, эмиттерная цепь оказывается связанной через резистор Rвх. с базой. Когда на вход усилителя подается напряжение сигнала, на резисторе Rэ, являющемся нагрузкой транзистора.

Выделяется напряжение усиленного сигнала, которое через резистор Rвх. оказывается приложенным к базе в противофазе. При этом между эмиттерной и базовой цепями возникает очень сильная отрицательная обратная связь, сводящая на нет усиление каскада. Это по напряжению. А по току усиления получается такое же, как и при включении транзистора по схеме с ОЭ.

Цветовая маркировка.

Включение транзистора по схеме с ОБ

В этом случае база через конденсатор Сб по переменному току заземлена, т. е. соединена с общим проводником питания. Входной сигнал через конденсатор Ссв. подают на эмиттер и базу, а усиленный сигнал снимают с коллектора и с заземленной базы. База, таким образом, является общим электродом входной и выходной цепей каскада.

Такой каскад дает усиление по току меньше единицы, а по напряжению — такое же, как транзистор, включенный по схеме с ОЭ (10 — 200). Из — за очень малого входного сопротивления, БК превышающего нескольких десятковом (30-100) Ом, включение транзистора по схеме ОБ используют главным образом в генераторах электрических колебаний, в сверхгенеративных каскадах, применяемых, например, в аппаратуре радиоуправления моделями.

Чаще всего как я уже говорил применяются схемы с включением транзистора с ОЭ, реже с ОК. Но это только способы включения. А режим работы транзистора как усилителя определяется напряжениями на его электродах, токами в его цепях и, конечно, параметрами самого транзистора. Качество и усилительные свойства биполярных транзисторов оценивают по нескольким электрическим параметрам, которые измеряют с помощью специальных приборов.

Вас же, с практической точки зрения, в первую очередь должны интересовать три основных параметра: обратный ток коллектора Iкбо, статический коэффициент передачи тока h313 (читают так: аш два один э) и граничная частота коэффициента передачи тока Fгр.

Заключение

Рейтинг автора

Автор статьи

Инженер по специальности «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем», МИФИ, 2005–2010 гг.

Написано статей

В статье описаны все особенности маркировки. Более подробно о них можно узнать из стать Маркировка транзисторов. В нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессиональных электронщиков. Чтобы подписаться на группу, вам необходимо будет перейти по следующей ссылке: https://vk.com/electroinfonet. В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию:

www.radioingener.ru

www.radioschema.ru

www.diodnik.com

www.go-radio.rul

www.raschet.info

Предыдущая

ПолупроводникиЧто такое ультрафиолетовые светодиоды?

Следующая

ПолупроводникиЧто такое транзистор

Что такое транзисторы и как они работают

Рубрика: Статьи про радиодетали Опубликовано 09.06.2020   ·   Комментарии: 0   ·   На чтение: 7 мин   ·   Просмотры:

Post Views: 38

Транзисторы – это основа всей цифровой электроники 21 века. Они выполняют самые разнообразные функции. Это правопреемники и наследники радиоламп, так называемых вакуумных триодов. В этой статье мы на простом примере рассмотрим концепцию, принцип работы и применение транзисторов в электронике.

Концепция транзисторов

Что такое концепция? Это общее представление об объекте или процессе. Например, концепция автомобиля – это четыре колеса, руль, корпус, двигатель и коробка передач. Концепция одна, а выпускаются автомобили с разной конструкцией, устройством и предназначением.

У транзисторов, как и у вакуумных триодов, очень простая концепция и принцип работы.

Триод – это та деталь, у которой три контакта.

Давайте представим бак с водой, в центре которого установлена задвижка.

Что мы можем сделать с потоком воды? Мы можем управлять им за счет задвижки.

Например, если в баке течет вода, и задвижки нет в нем, то вода проходит без препятствия.

В тоже время, если мы полностью перекроем путь задвижкой, то и вода не будет поступать во вторую условную часть бака и поток прекратится.

А еще мы можем полностью управлять потоком воды при помощи регулировки задвижки.

Получается, что при помощи небольшой задвижки можно контролировать огромный поток воды.
Небольшие колебания (перемещения) задвижки позволяют с такой же частотой пропускать большой поток воды.

И именно в этом суть транзисторов и вакуумных триодов. С их помощью можно управлять электрическим током больших значений применяя небольшие усилия.

Но в тоже время, транзисторы могут быть по разному устроены.

Полевые транзисторы

Описанный выше пример – это полевой транзистор. У самого простого полевого транзистора есть сток, исток и затвор.

Транзисторы изготавливаются из полупроводниковых материалов. Поэтому, у них есть второе название — полупроводниковые триоды.

При помощи полупроводников можно изготовить p-n переход.

Любой транзистор состоит из p-n переходов, которые пропускают электрический ток в одном направлении. И этот переход позволят управлять электрическим током как задвижкой.

Полевые транзисторы управляются при помощи напряжения, которое подается на затвор.

Так выглядит состав полевого транзистора с каналом p – типа.

А вот так с n – типом.

Канал транзистора – это область между истоком и стоком.

Почему транзисторы бывают разными по проводимости? Транзистор с n типом управляется при помощи положительного потенциала, а с p типом наоборот, отрицательным потенциалом. Это позволяет усиливать сигналы с разными потенциалами.

Затворов у полевых транзисторов на самом деле два, но их выводы объединены в один, так как функция у них одинакова. Зачем нужно два затвора? Так транзистором проще управлять.

Подавая напряжение на затвор, мы можем регулировать электрический ток проходящий от истока к стоку.

А самое главное не это. Самое главное, что мы можем таким образом не просто включить или выключить электрический ток по цепи, но и управлять его движением.

Например, можно подать на затвор полевого транзистора переменный сигнал 5 мкВ. И он будет модулировать электрический ток, который проходит через исток и сток транзистора. Так можно получить усиленный сигнал.

Также полевые транзисторы имеют разные схемы включения, которые позволяют согласовывать сопротивления и регулировать усилительные функции.

Обозначение (УГО) полевого транзистора с каналом n типа на принципиальных схемах:

Биполярные транзисторы

Это другой тип транзисторов. Такие транзисторы управляются при помощи электрического тока. И они состоят из чередующихся p-n переходов.

Как и у полевого транзистора, у биполярного тоже три контакта. Это эмиттер, база и коллектор. База всегда по типу противоположна эмиттеру и коллектору.

А также размеры базы транзистора намного меньше, чем у коллектора или эмиттера. База только открывает транзистор. И так как через нее протекает ток, она не должна быть большой, чтобы на нее не тратилось много энергии.

Эмиттер — это большой источник основных носителей заряда. А коллектор — это самый большой контакт из этой троицы. С коллектора снимается усиленный сигнал в классической схеме, чтобы получить максимальную мощность. В транзисторах большой мощности коллектор припаян напрямую к корпусу, чтобы рассеивать тепло.

Бывают биполярные транзисторы n-p-n типа.

и p-n-p типа.

Обозначение (УГО) биполярного n-p-n транзистора на принципиальных схемах:

Отличие биполярных транзисторов от полевых

Полевые транзисторы управляются при помощи электрического поля и благодаря этому они очень энергоэффективны. Именно по этой причине они используются при производстве процессоров.

С другой стороны, у полевых транзисторов есть слабое место. Это их тонкий p-n переход. Он очень чувствителен к статическому электричеству. Кстати, именно из-за статического электричества перестают работать флешки и карты памяти, если вы их вытащили из устройства во время работы.

Схемы защиты от статического электричества не успевают сработать, и статика разрушает полевые транзисторы.

А вот биполярные транзисторы наоборот, лучше переносят статику. Но в тоже время, они потребляют больше мощности, так как для их открытия нужен электрический ток.

Схемы включения

Так как у транзисторов три контакта, то можно чередовать вход и выход. Что это даст? У каждого контакта свои особенности. Например, если мы подадим сигнал на базу и эмиттер биполярного транзистора, а снимать итоговый сигнал будем с эмиттера и коллектора, то такая схема будет называются с общим эмиттером.

Этот тип включения позволяет передать максимум мощности в нагрузку.

Прочитать подробнее про работу схемы с общим эмиттером можно в этой статье.

Аналогичным образом можно подключить схему с общим коллектором и с общей базой. По сути, общий контакт — это такой контакт, который работает и на входе и на выходе одновременно с разными контактами.

Все тоже самое справедливо и для полевых транзисторов. Есть схемы с общим стоком, истоком и затвором.

Другие типы транзисторов

А еще бывают однопереходные, комплементарные и КМОП, МДП (MOSFET) и множество других транзисторов. Они разные по своим характеристикам, выполняют разные задачи и предназначены для конкретных целей. Но в целом, принцип работы у всех одинаков. Это управление электрическим током.

Характеристики

Так как полупроводниковые триоды (транзисторы) выполнены из полупроводника, то и на их работу влияет окружающая среда. Например, при изменении температуры окружающей среды, транзистор может вносить нелинейные искажения в выходной сигнал. С этим борются при помощи термпостабидизционных схем, которые позволяют стабилизировать работу транзистора на высоких температурах.

Также у транзисторов есть ВАХ (вольт-амперные характеристики), которые в отличие от вакуумной техники, быстро переходят в насыщение.

У всех транзисторов есть следующие параметры:

• Коэффициент усиления по току;
• Коэффициент усиления по напряжению;
• Коэффициент усиления по току;
• Коэффициент обратной связи;
• Коэффициент передачи по току;
• Входное сопротивление;
• Выходное сопротивление;
• Время включения;
• Максимально допустимый ток и др.

У биполярных:

• Обратный ток коллектор-эмиттер;
• Частота коэффициента передачи тока базы;
• Обратный ток коллектора;
• Граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с общим эмиттером и др.

Режимы работы

В целом, можно выделить несколько режимов работы:

• Номинальный режим;
• Инверсный;
• Насыщения;
• Отсечка;
• Барьерный.

Функции транзисторов

Транзисторы выполняют следующие функции:

1. Позволяют усиливать электрические сигналы. Транзисторы усиливают любые электрические сигналы, как высокие так и низкие частоты.
2. Могут работать как ключ, включать и выключать поступление электрического тока. Благодаря этому простому включению и выключению работают все современные процессоры. Транзисторы – это основа всей современной цифровой техники.
3. Генерируют электрические сигналы за счет положительной обратной связи. На их основе можно сделать генераторы звука и сигналов.
4. Могут согласовывать сопротивления электрических цепях за счет различных схем включения и работают как ограничители тока. В блоках питания транзисторы могут ограничивать ток короткого замыкания, а также работать как предохранитель.

Чем транзисторы уступают лампам

Несмотря на неоспоримые преимущества транзисторов перед лампами, ламповые триоды по прежнему имеют ряд преимуществ., среди которых:

• Устойчивость к высоким электромагнитным наводкам и помехам. Это не значит, что полупроводниковая техника может выйти из строя от любых помех. Но если случится сильнейшая магнитная буря от Солнца (или мощный ЭМИ удар от ядерных бомб), то все p-n переходы в полупроводниковой технике могут выйти из строя из-за высоких токов наводки. Вакуумная техниках намного устойчивее к таким помехам.
• Ламповая техника намного лучше и стабильнее работает на высоких частотах. И это уже особенности конструкции. Так как в транзисторах есть p-n переходы, то у них тоже есть своя емкость. А паразитная емкость на высоких частотах негативно влияет на усиление сигнала. Появляются нелинейные искажения. А в вакуумной технике есть такие лампы, у которых по несколько экранирующих сеток, которые позволяют снизить эффект паразитных емкостей. Пример радиолампы — это клистрон.

Нельзя прямо сказать, что транзисторы полностью искоренили лампы. У каждой детали есть свои преимущества и недостатки в разных областях. Конечно, в цифровой технике транзисторам нет ровни среди ламп. Однако на сверхвысоких частотах транзисторы по-прежнему уступают лампам.

Post Views: 38

Три наиболее распространенных стандартных способа обозначения 1. Joint Electron Device Engineering Council (JEDEC) digit, letter, serial number, [suffix] digit — цифра на единицу меньше, чем количество ножек транзистора, т.е, обычно 2. 4 и 5 соответствуют оптопарам letter — всегда N serial number — серийный номер от 100 до 9999, который ничего определенного не говорит о транзисторе, кроме его приблизительного времени выпуска suffix — (необязательный параметр) группа коэффициента усиления: А- низкий к.у., B- средний к.у., C- высокий к.у. Примеры: 2N3819, 2N2221A, 2N904. 2. Japanese Industrial Standard (JIS)- Японский стандарт digit, two letters, serial number, [suffix] digit — цифра на единицу меньше, чем количество ножек транзистора, т.е, обчыно 2. 4 и 5 соответствуют оптопарам two letters — 2 буквы указывают на функциональную принадлежность прибора SA — PNP HF transistor SB — PNP AF transistor SC — NPN HF transistor SD — NPN AF transistor SE — Diodes SF — Thyristors SG — Gunn devices SH — UJT SJ — P-channel FET/MOSFET SK — N-channel FET/MOSFET SM — Triac SQ — LED SR — Rectifier SS — Signal diodes ST — Avalanche diodes SV — Varicaps SZ — Zener diodes serial number — серийный номер от 10 до 9999 suffix — (необязательный параметр) указывает на то, что прибор одобрен для использования различными организациями Японии Примечание: Так как маркировочный код для транзистора всегда начинается с «2S», очень часто эти два символа опускаются. Например, транзистор 2SC733 может маркироваться C 733. Примеры: 2SA1187, 2SB646, 2SC733. 3. Pro-electron 1 letter, 2 letter, [3 letter], serial number, [suffix] 1 letter — Первая буква указывает на материал, из которого изготовлен прибор: А- Ge, B- Si, C- GaAs, R- составной материал. Большинство начинается с B. 2 letter — Вторая буква указывает на функциональную принадлежность: A — Diode RF B — Variac C — Transistor, AF, small signal D — Transistor, AF, power E — Tunnel diode F — Transistor, HF, small signal K — Hall effect device L — Transistor, HF, power N — Optocoupler P — Radiation sensitive device Q — Radiation producing device R — Thyristor, Low power T — Thyristor, Power U — Transistor, power, switching Y — Rectifier Z — Zener, or voltage regulator diode 3 letter — (необязательный параметр) Третья буква указывает на то, что прибор предназначен больше для промышленного чем для коммерческого использования. Обычно эта буква- W,X,Y или Z. serial number — серийный номер от 100 до 9999 suffix — (необязательный параметр) группа коэффициента усиления: А- низкий к.у., B- средний к.у., C- высокий к.у. Примеры: BC108A, BAW68, BF239, BFY51. Прочие Кроме систем маркировки JEDEC, JIS и Pro-electron фирмы-производители часто вводят собственные типы. Это происходит по коммерческим причинам (для увековечения инициалов названия своей фирмы), либо при маркировке специальных типов приборов. Наиболее распространенные префиксы: MJ — Motorolla power, metal case MJE — Motorolla power, plastic case MPS — Motorolla low power, plastic case RCA — RCA RCS — RCS TIP — Texas Instruments power transistor (platic case) TIPL — TI planar power transistor TIS — TI small signal transistor (plastic case) ZT — Ferranti ZTX — Ferranti Примеры: ZTX302, TIP31A, MJE3055, TIS43.

Цветовая и кодовая маркировка транзисторов

Цветовая и кодовая маркировка в корпусе КТ-26

 

Цветовая кодировка группы

Группа	Цветная точка сверху
А	Темно-красная
Б	Желтая
В	Темно-зеленая
Г	Голубая
Д	Синяя
Е	Белая
Ж	Темно-коричневая
И	Серебристая
К	Оранжевая
Л	Светло-табачная
М	Серая

---

Кодовая маркировка радиоэлементов в корпусе КТ-27

Пример

---

Кодовая маркировка даты выпуска приборов

Год	Кодированное обозначение
1983	R
1984	S
1985	Т
1986	U
1987	V
1988	W
1989	X
1990	A
1991	В
1992	С
1993	D
1994	E
1995	F
1996	H
1997	J
1998	K
1999	L
2000	N

 

Месяц	Кодированное обозначение
Январь	1
Февраль	2
Март	3
Апрель	4
Май	5
Июнь	6
Июль	7
Август	8
Сентябрь	9
Октябрь	0
Ноябрь	N
Декабрь	D

---

90000 Working of Transistors as Amplifier and Switch 90001 90002 The first bipolar junction transistor was invented in тисяча дев’ятсот сорок сім at Bell laboratories. «Two polarities» is abbreviated as bipolar, hence the name 90003 Bipolar junction transistor 90004. 90003 BJT 90004 is a three terminal device with Collector (C), Base (B) and Emitter (E). Identifying the terminals of a transistor requires the pin diagram of a particular BJT part. It will be available in the datasheet. There are two types of BJT — 90003 NPN and PNP transistors 90004.In this tutorial we will talk about the PNP transistors. Let us consider the two 90003 examples of PNP transistors 90004 — 2N3906 and PN2907A, shown in the images above. 90011 90002 90011 90002 Based on the fabrication process the pin configuration may change and these details are available in corresponding datasheet of the transistor. Mostly all PNP transistors are of above pin configuration. As the power rating of the transistor increases necessary heat sink need to be attached to the body of transistor.An unbiased transistor or a transistor without potential applied at the terminals is similar to two diodes connected back-to-back as shown in figure below. The most important application of PNP transistor is high side switching and Class B combined amplifier. 90011 90002 90017 90011 90002 The diode D1 has a reverse conducting property based on the forward conduction of diode D2. When a current flows through the diode D2 from emitter to base, the diode D1 senses the current and a proportional current will be allowed to flow in the reverse direction from emitter terminal to collector terminal provided ground potential is applied at the collector terminal.The proportional constant is the Gain (β). 90011 90002 90011 90023 Working of PNP Transistors: 90024 90002 As discussed above, the transistor is a current controlled device which has two depletion layers with specific barrier potential required to diffuse the depletion layer. The barrier potential for a silicon transistor is 0.7V at 25 ° C and 0.3V at 25 ° C for a germanium transistor. Mostly the common type of transistor used is silicon because it is the most abundant element on the earth after oxygen.90011 90002 90011 90029 Internal operation: 90030 90002 The construction of pnp transistor is that the collector and emitter regions are doped with p-type material and the base region is doped with small layer of n-type material. The emitter region is heavily doped when compared with collector region. These three regions form two junctions. They are collector-base junction (CB) and base-emitter junction. 90011 90002 90011 90002 When a negative potential VBE is applied across Base-Emitter junction decreasing from 0V, the electrons and holes start to accumulate at the depletion region.When the potential further decreases below 0.7V, the barrier voltage is reached and the diffusion occurs. Hence, the electrons flow towards the positive terminal and the base current flows (IB) is opposite to the electron flow. Besides, the current from emitter to collector starts to flow, provided the voltage VCE is applied at collector terminal. The PNP transistor can act as a switch and an amplifier. 90011 90002 90011 90029 Operating region versus Mode of operation: 90030 90002 1. Active region, IC = β × IB- Amplifier operation 90011 90002 2.Saturation region, IC = Saturation current — Switch operation (Completely ON) 90011 90002 3. Cut-off region, IC = 0 — Switch operation (Completely OFF) 90011 90002 90011 90023 Transistor as switch: 90024 90002 The application of an PNP transistor is to work as a high side switch. To explain with a PSPICE model, 90003 PN2907A transistor 90004 has been selected. The first important thing to bear in mind to use a current limiting resistor at base. Higher base currents will damage a BJT. From the datasheet the maximum continuous collector current is -600mA and corresponding gain (hFE or β) is given in datasheet as test condition.The corresponding saturation voltages and base currents are also available. 90011 90002 90056 90011 90002 90011 90002 90003 Steps to select components: 90004 90011 90002 1. Find the collector current wiz the current consumed by your load. In this case it will be 200mA (Parallel LEDs or loads) and resistor = 60 Ohms. 90011 90002 2. In order to drive the transistor into saturation condition sufficient base current has to be drawn out such that the transistor is completely ON. Calculating the base current and the corresponding resistor to be used.90011 90002 90069 90011 90002 For complete saturation the base current is approximated to 2.5mA (Not too high or too low). Thus below is the circuit with 12V to base same as that to emitter with respect to ground during which the switch is OFF state. 90011 90002 90074 90075 90011 90002 Theoretically the switch is completely open but practically a leakage current flow can be observed. This current is negligible since they are in pA or nA.For better understanding on current control, a transistor can be considered as a variable resistor across collector (C) and emitter (E) whose resistance varies based on the current through the base (B ).90011 90002 90011 90002 Initially when no current is flowing through base, the resistance across CE is very high that no current flows through it. When an potential difference of 0.7V & above appears at base terminal the BE junction diffuses and causes the CB junction to diffuse. Now current flows from emitter to collector proportionately to that of current flow from emitter to base, also the gain. 90011 90002 90084 90011 90002 Now let us see how to control the output current by controlling the base current.Fix IC = 100mA in spite of load being 200mA, the corresponding gain from datasheet is somewhere between 100 & 300 and following the same formula above we get 90011 90002 90003 90090 90004 90011 90002 The variation of practical value from calculated value is because of the voltage drop across transistor and the resistive load that is used. Also, we have used a standard resistor value of 13kOhm instead of 12.5kOhm at base terminal. 90011 90002 90003 90004 90011 90002 90003 90004 90011 90023 Transistor as amplifier: 90024 90002 Amplification is the converting a weak signal into usable form.The process of amplification has been an important step in many applications like wireless transmitted signals, wireless received signals, Mp3 players, mobile phones, and etc., The transistor can amplify power, voltage and current at different configurations. 90011 90002 Some of the configurations used in transistor amplifier circuits are 90011 90002 1. Common emitter amplifier 90011 90002 2. Common collector amplifier 90011 90002 3. Common base amplifier 90011 90002 Of the above types common emitter type is the popular and mostly used configuration.The operation occurs in active region, Single stage common emitter amplifier circuit is an example for it. A stable DC bias point and a stable AC gain are important in designing an amplifier. The name single stage amplifier when only one transistor is being used. 90011 90002 90118 90011 90002 Above is single stage amplifier where a weak signal applied at base terminal is converted into β times the actual signal at collector terminal. 90011 90002 90003 90124 90004 90011 90029 Part purpose: 90030 90002 CIN is the coupling capacitor which couples the input signal to the base of the transistor.Thus this capacitor isolates the source from transistor and allows only ac signal to pass through. CE is the bypass capacitor which acts as the low resistance path for amplified signal. COUT is the coupling capacitor which couples the output signal from the collector of the transistor. Thus this capacitor isolates the output from transistor and allows only ac signal to pass through. R2 and RE provides the stability to amplifier whereas the R1 and R2 together ensures the stability in DC bias point by acting as a potential divider.90011 90002 90011 90002 90003 Operation: 90004 90011 90002 In case of PNP transistor, the word common indicates the negative supply. Hence, emitter will be negative when compared with collector. The circuit operates instantaneously for each time interval. Simply to understand, when the ac voltage at base terminal increases the corresponding increase in current flows through the emitter resistor. 90011 90002 Thus, this increase in emitter current increases the higher collector current to flow through the transistor which decreases the VCE collector emitter drop.Similarly when the input ac voltage reduces exponentially the VCEvoltage starts to increase due to the decrease in emitter current. All these change in voltages reflect instantaneously at the output which will be inverted waveform of the input, but amplified one. 90011 90141 90142 90143 90144 90002 90003 Characteristics 90004 90011 90149 90144 90002 90003 Common Base 90004 90011 90149 90144 90002 90003 Common Emitter 90004 90011 90149 90144 90002 90003 Common Collector 90004 90011 90149 90168 90143 90144 90002 Voltage gain 90011 90149 90144 90002 High 90011 90149 90144 90002 Medium 90011 90149 90144 90002 Low 90011 90149 90168 90143 90144 90002 Current gain 90011 90149 90144 90002 Low 90011 90149 90144 90002 Medium 90011 90149 90144 90002 High 90011 90149 90168 90143 90144 90002 Power gain 90011 90149 90144 90002 Low 90011 90149 90144 90002 Very High 90011 90149 90144 90002 Medium 90011 90149 90168 90223 90224 90002 90003 Table: Gain comparison table 90004 90011 90002 90011 90002 Based on the above table, the corresponding configuration can be utilized.90011 90002 90011 .90000 What is NPN Transistor? — Definition, Construction & Working 90001 90002 90003 Definition: 90004 The transistor in which one p-type material is placed between two n-type materials is known as 90003 NPN transistor 90004. The NPN transistor 90003 amplifies the weak signal 90004 enter into the base and produces strong amplify signals at the collector end. In NPN transistor, the direction of 90003 movement of an electron 90004 is from the 90003 emitter to collector 90004 region due to which the current constitutes in the transistor.Such type of transistor is mostly used in the circuit because their majority charge carriers are electrons which have high mobility as compared to holes. 90013 90014 Construction of NPN Transistor 90015 90002 The NPN transistor has two diodes connected back to back. The diode on the left side is called an emitter-base diode, and the diodes on the left side are called collector-base diode. These names are given as per the name of the terminals. 90013 90002 90019 The NPN transistor has three terminals, namely emitter, collector and base.The middle section of the NPN transistor is lightly doped, and it is the most important factor of the working of the transistor. The emitter is moderately doped, and the collector is heavily doped. 90013 90021 Circuit Diagram of NPN Transistor 90022 90002 The circuit diagram of the NPN transistor is shown in the figure below. The collector and the base circuit is connected in reverse biased while the emitter and base circuit is connected in forward biased. The collector is always connected to the positive supply, and the base is in negative supply for controlling the ON / OFF states of the transistor.90013 90002 90026 90013 90014 Working of NPN Transistor 90015 90002 The circuit diagram of the NPN transistor is shown in the figure below. The forward biased is applied across the emitter-base junction, and the reversed biased is applied across the collector-base junction. The forward biased voltage V 90031 EB 90032 is small as compared to the reverse bias voltage V 90031 CB 90032. 90013 90002 90037 90013 90002 The emitter of the NPN transistor is heavily doped. When the forward bias is applied across the emitter, the majority charge carriers move towards the base.This causes the emitter current I 90031 E 90032. The electrons enter into the P-type material and combine with the holes. 90013 90002 The base of the NPN transistor is lightly doped. Due to which only a few electrons are combined and remaining constitutes the base current I 90031 B 90032. This base current enters into the collector region. The reversed bias potential of the collector region applies the high attractive force on the electrons reaching collector junction. Thus attract or collect the electrons at the collector.90013 90002 The whole of the emitter current is entered into the base. Thus, we can say that the emitter current is the sum of the collector or the base current. 90013 .90000 What is PNP Transistor? — Definition, Symbol, Construction & Working 90001 90002 90003 Definition: 90004 The transistor in which one n-type material is doped with two p-type materials such type of transistor is known as PNP transistor. It is a current controlled device. The small amount of base current controlled both the emitter and collector current. The PNP transistor has two crystal diodes connected back to back. The left side of the diode in known as the emitter-base diode and the right side of the diode is known as the collector-base diode.90005 90002 The hole is the majority carriers of the PNP transistors which constitute the current in it. The current inside the transistor is constituted because of the changing position of holes and in the leads of the transistor it is because of the flow of the electrons. The PNP transistor turns on when a small current flows through the base. The direction of current in PNP transistor is from the emitter to collector. 90005 90002 The letter of the PNP transistor indicates the voltage requires by the emitter, collector and the base of the transistor.The base of the PNP transistor has always been negative with respect to the emitter and collector. In PNP transistor, the electrons are taken from the base terminal. The current which enters into the base is amplified into the collector ends. 90005 90010 Symbol of PNP Transistor 90011 90002 The symbol of PNP transistor is shown in the figure below. The inward arrow shows that the direction of current in PNP transistor is from the emitter to collector. 90005 90002 90015 90005 90010 Construction of PNP Transistor 90011 90002 The construction of PNP transistor is shown in the figure below.The emitter-base junction is connected in forward biased, and the collector-base junction is connected in reverse biased. The emitter which is connected in the forward biased attracts the electrons towards the battery and hence constitutes the current to flow from emitter to collector. 90005 90002 90022 90005 90002 The base of the transistor is always kept positive with respect to the collector so that the hole from the collector junction can not enter into the base. And the base-emitter is kept in forward due to which the holes from the emitter region enter into the base and then into the collector region by crossing the depletion region.90005 90026 Working of PNP Transistor 90027 90002 The emitter-base junction is connected in forward biased due to which the emitter pushes the holes in the base region. These holes constitute the emitter current. When these electrons move into the N-type semiconductor material or base, they combined with the electrons. The base of the transistor is thin and very lightly doped. Hence only a few holes combined with the electrons and the remaining are moved towards the collector space charge layer.Hence develops the base current. 90005 90002 90031 90005 90002 The collector base region is connected in reverse biased. The holes which collect around the depletion region when coming under the impact of negative polarity collected or attracted by the collector. This develops the collector current. The complete emitter current flows through the collector current I 90034 C 90035. 90005 .90000 Transistor — Wikipédia 90001 90002 90003 90004 90005 Quelques modèles de transistors. 90006 Le 90007 transistor 90008 est un composant électronique qui est utilisé dans la plupart des circuits électroniques (circuits logiques, amplificateur, stabilisateur de tension, modulation de signal, 90009 etc. 90010) aussi bien en basse qu’en haute tension. 90011 90006 Un transistor est un dispositif semi-conducteur à trois électrodes actives, qui permet de contrôler un courant ou une tension sur l’électrode de sortie (90013 le collecteur 90014 pour le transistor bipolaire et 90013 le drain 90014 sur un transistor à effet de champ) grâce à une électrode d’entrée (90013 la base 90014 sur un transistor bipolaire et 90013 la grille 90014 pour un transistor à effet de champ).90011 90006 C’est un composant fondamental des appareils électroniques et des circuits logiques. 90011 90006 Le terme 90013 transistor 90014 provient de l’anglais 90013 90007 trans 90008 fer res 90007 istor 90008 90014 (résistance de transfert). Il a été sélectionné par un comité directeur de vingt-six personnes 90033 [source insuffisante] 90034 90033 [1] 90034 des Bell Labs le 90037 28 mai тисяча дев’ятсот сорок вісім 90038 90033 [2] 90034, parmi les noms proposés suivants: 90013 semiconductor triode 90014, 90013 surface states triode 90014, 90013 crystal triode 90014, 90013 solid triode 90014, 90013 iotatron 90014, 90013 transistor 90014.Pour des raisons commerciales, il fallait un nom court, sans équivoque avec la technologie des tubes électroniques, et le mot 90013 Transistor 90014 fut retenu 90033 [3] 90034. 90033 [source insuffisante] 90034 90033 [1] 90034 90011 90006 Par métonymie, le terme transistor désigne souvent les 90013 récepteurs radio 90014 équipés de transistors (originellement appelés 90013 poste à transistors 90014). 90011 90068 Une réplique du premier transistor. 90006 À la suite des travaux sur les semi-conducteurs, le transistor a été inventé le 90070 23 décembre 1947 90038 par les Américains John Bardeen, William Shockley et Walter Brattain, chercheurs des Laboratoires Bell 90033 [note 1] 90034.Ces chercheurs ont reçu pour cette invention le prix Nobel de physique en 1956 90033 [4] 90034. 90011 90006 Herbert Mataré et Heinrich Welker deux physiciens allemands ont aussi développé parallèlement et indépendamment le «transistor français» en juin тисячу дев’ятсот сорок вісім alors qu’ils travaillaient à la Compagnie des Freins et Signaux à Paris 90033 [5] 90034. Ils déposent leur première demande de brevets pour un transistor le 90080 13 août 1948 90038. Les études menées par les commissaires montrent qu’ils ne se sont pas appuyés sur l’annonce du transistor du laboratoire américain mais qu’ils ont bien eu l’idée en même temps 90033 [5] 90034.Le 90084 18 mai 1949 90038, cette invention européenne est présentée par la presse au public sous le nom de «Transistron» 90033 [6] 90034. L’objectif est alors de conquérir le marché mondial en premier. A l’époque, la presse technique donne l’avantage au transistron considéré plus résistant et plus stable 90033 [5] 90034. Néanmoins le gouvernement français étant focalisé sur la technologie nucléaire, le transitron est mis à l’écart et perd son avantage face au transistor 90033 [5] 90034. En 1952 Herbert Mataré crée l’entreprise Intermetall qui est la première à produire des transistors et qui atteindra son apogée un an plus tard avec la présentation de la première radio à transistor un an avant celle de Texas Instrument.90011 90006 Avant cela, Herbert Mataré avait déjà approché l’effet transistor alors qu’il travaillait pour l’armée allemande durant la seconde guerre mondiale dans le but d’améliorer les radars. L’urgence de la guerre l’empêcha de se pencher davantage sur le sujet et il qualifia ce phénomène d ‘ «interférences». Lorsque la Russie reprit le village où il travaillait en Pologne, Herbert Mataré dut brûler toutes ces notes de peur qu’elles tombent entre les mains de l’ennemi 90033 [5] 90034. 90011 90006 Le transistor est considéré comme un énorme progrès face au tube électronique: beaucoup plus petit, plus léger et plus robuste, fonctionnant avec des tensions faibles, autorisant une alimentation par piles, il fonctionne presque instantanément une fois mis sous tension, contrairement aux tubes électroniques qui demandaient une dizaine de secondes de chauffage, généraient une consommation importante et nécessitaient une source de tension élevée (plusieurs centaines de volts).90011 90006 Une fois le transistor découvert, l’ouverture au grand public ne fut pas immédiate. La première application du transistor fut pour la radio en 1954 90033 [7] 90034, soit 7 ans après la découverte du transistor. Mais à partir de ce moment son influence sur la société fut exponentielle, en particulier chez les scientifiques et les industriels. En effet, à partir du milieu des années 1950 on commence à utiliser le transistor dans les ordinateurs, les rendant assez fiables et relativement petits pour leur commercialisation.90011 90006 Après l’invention du circuit intégré en 1958 groupant en un petit volume plusieurs transistors et composants, en 1969 est inventé le microprocesseur, permettant à des milliers de transistors de fonctionner en harmonie sur un support, ce qui est encore une fois une révolution pour l’informatique moderne 90033 [8] 90034. 90011 90006 De nos jours, le transistor est omniprésent dans la plupart des appareils de notre quotidien. Le nombre de transistor a considérablement augmenté pendant que sa taille diminuait, suivant en cela la Loi de Moore, avec par exemple 18 milliards de transistors pour 398 90108 mm 90033 2 90034 90010 90033 [9] 90034 en 2018.Il a contribué au développement d’une grande variété de domaines 90033 [10] 90034. Il est présent dans tout ce qui contient un tant soit peu d’électronique, de notre cafetière à nos voitures en passant par les feux de signalisation. Dès qu’il y a un choix plus complexe que ouvert / fermé dans un appareil électronique, un transistor entre en jeu 90033 [11] 90034. 90011 90119 Transistor bipolaire [modifier | modifier le code] 90120 90006 Un transistor bipolaire est un dispositif électronique à base de semi-conducteur dont le principe de fonctionnement est basé sur deux jonctions PN, l’une en direct et l’autre en inverse.90011 90119 Transistor à effet de champ [modifier | modifier le code] 90120 90006 Contrairement au transistor bipolaire la grille agit par «effet de champ» (d’où son nom) et non par passage d’un courant électrique. 90011 90006 Parmi les transistors à effet de champ (ou FET, pour 90013 Field Effect Transistor 90014), on peut distinguer les familles suivantes: 90011 90131 90132 Transistors MOSFET: ils utilisent les propriétés des structures Métal / Oxyde / Semi-conducteur; 90133 90132 Transistors JFET: ils utilisent les propriétés des jonctions PN.90133 90136 90119 Transistor à unijonction [modifier | modifier le code] 90120 90006 Le transistor dit 90013 unijonction 90014, n’est quasiment plus utilisé, mais servait à créer des oscillateurs à relaxation. 90011 90119 Technologie hybride [modifier | modifier le code] 90120 90006 L’IGBT, est un hybride bipolaire et de MOSFET, principalement utilisé en électronique de puissance. 90011 90119 Applications [modifier | modifier le code] 90120 90006 Les deux principaux types de transistors permettent de répondre aux besoins de l’électronique analogique et numérique mais aussi à ceux de l’électronique de puissance et haute tension.90011 90131 90132 La technologie bipolaire est plutôt utilisée en analogique et en électronique de puissance. 90133 90132 Les technologies FET et CMOS sont principalement utilisées en électronique numérique (réalisation d’opérations logiques). Ils peuvent être utilisés pour faire des blocs analogiques dans des circuits numériques (régulateur de tension par exemple). Ils sont aussi utilisés pour faire des commandes de puissance (moteurs) et pour l’électronique haute tension (automobile). Leurs caractéristiques s’apparentent plus à celles des tubes électroniques.Ils offrent une meilleure linéarité dans le cadre d’amplificateurs Hi-Fi, donc moins de distorsion. 90133 90136 90006 Un mélange des deux technologies est utilisé chez les IGBT. 90011 90006 Les substrats utilisés sont le germanium (série AC, aujourd’hui obsolète), le silicium, l’arséniure de gallium, le silicium-germanium et plus récemment le carbure de silicium, le nitrure de gallium, l’antimoniure d’indium. 90011 90006 Pour la grande majorité des applications, on utilise le silicium alors que les matériaux plus exotiques tels que l’arséniure de gallium et le nitrure de gallium sont plutôt utilisés pour réaliser les transistors hyperfréquence et micro-onde.90011 90131 90132 Un transistor 90013 bipolaire 90014 se compose de deux parties de substrat semiconducteur dopées identiquement (P ou N) séparées par une mince tranche de semiconducteur dopée inversement; on a ainsi deux types: N-P-N et P-N-P. 90133 90132 Le transistor 90013 à effet de champ 90014 classiquement se compose d’un barreau de semiconducteur dopé N (ou P), et entouré en son milieu d’un anneau de semiconducteur dopé inversement P (ou N). On parle de FET à canal N ou P suivant le dopage du barreau.90133 90132 Le transistor 90013 MOS 90014 se compose d’un barreau de semiconducteur P ou N sur lequel on fait croître par épitaxie une mince couche d’isolant (dioxyde de silicium par exemple), laquelle est surmontée d’une électrode métallique. 90133 90136 90177 90006 Les trois connexions sont appelées: 90011 90006 Dans les deux types de transistors bipolaires, l’électrode traversée par l’ensemble du courant s’appelle l’émetteur. Le courant dans l’émetteur est égal à la somme des courants du collecteur et de la base.90011 90006 La flèche identifie l’émetteur et suit le sens du courant; elle pointe vers l’extérieur dans le cas d’un NPN, vers l’intérieur dans le cas d’un PNP. L’électrode reliée au milieu de la barre centrale figure la base et la troisième électrode figure le collecteur. 90011 90006 Dans le cas de l ‘90013 effet de champ 90014, la flèche disparaît, car le dispositif est symétrique (drain et source sont échangeables). Les traits obliques sont habituellement remplacés par des traits droits.90011 90006 Pour le transistor 90013 MOS 90014, la grille se détache des autres électrodes, pour indiquer l’isolation due à la présence de l’oxyde. 90011 90006 En réalité, il existe une quatrième connexion pour les transistors à effet de champ, le substrat (parfois appelé 90013 bulk 90014), qui est habituellement relié à la source (c’est la connexion entre S et les deux traits verticaux sur le schéma). 90011 90006 Les premiers transistors utilisaient le germanium comme semi-conducteur.Ce matériau, de nouveau utilisé pour certaines applications, a vite été remplacé par le silicium plus résistant, plus souple d’emploi, moins sensible à la température. Il existe aussi des transistors à l’arséniure de gallium utilisés en particulier dans le domaine des hyperfréquences. 90011 90006 Les transistors à effet de champ sont principalement utilisés en amplification grand gain de signal de faible amplitude, très basse tension. Ils sont très sensibles aux décharges électrostatiques. 90011 90006 Les évolutions technologiques ont donné les transistors ou commutateurs MOS de puissance, ils sont de plus en plus utilisés dans toutes les applications de commutation de forte puissance (classe D), basse tension, vu qu’ils n’ont presque plus de résistance de drain contrairement aux transistors, ils ne s’échauffent pas et n’ont donc pas besoin de refroidissement (radiateurs).90011 90006 Le graphène, nouveau matériau très prometteur et performant, pourrait remplacer le silicium dans les transistors de future génération. 90011 90204 Analyseur de transistors. 90006 Les transistors MOS et bipolaires fonctionnent de façons très différentes: 90011 90207 90208 Le transistor bipolaire 90209 90210 amplificateur de courant, on injecte un courant dans l’espace base / émetteur afin de créer un courant multiplié par le gain du transistor entre l’émetteur et le collecteur.Les 90013 transistors bipolaires 90014 NPN (négatif-positif-négatif) qui laissent circuler un courant de la base (+) vers l’émetteur (-), sont plus rapides et ont une meilleure tenue en tension que les transistors PNP base (-) émetteur (+), mais peuvent être produits avec des caractéristiques complémentaires par les fabricants pour les applications le nécessitant. 90213 90208 Le transistor à effet de champ 90209 90210 Son organe de commande est la grille (90013 gate 90014 en anglais). Celle-ci n’a besoin que d’une tension (ou un potentiel) entre la grille et la source pour contrôler le courant entre la source et le drain.Le courant de grille est nul (ou négligeable) en régime statique, puisque la grille se comporte vis-à-vis du circuit de commande comme un condensateur de faible capacité. Il existe plusieurs types de 90013 transistors à effet de champ 90014: transistors à 90007 appauvrissement 90008, à 90007 enrichissement 90008 (de loin les plus nombreux) et à 90007 jonction 90008 (JFET). Dans chaque famille, on peut utiliser soit un canal de type N soit de type P, ce qui fait donc en tout six types différents.90227 — Pour les transistors à appauvrissement ainsi que les JFET, le canal drain-source est conducteur si le potentiel de grille est nul. Pour le bloquer, il faut rendre ce potentiel négatif (pour les canaux N) ou positif (pour les canaux P). 90227 — Inversement, les transistors à enrichissement sont bloqués lorsque la grille a un potentiel nul. Si on polarise la grille d’un transistor N par une tension positive ou celle d’un transistor P par une tension négative, l’espace source-drain du transistor devient passant.90213 90230 90006 Chacun de ces transistors est caractérisé par une tension de seuil, correspondant à la tension de grille qui fait la transition entre le comportement bloqué du transistor et son comportement conducteur. Contrairement aux transistors bipolaires, dont la tension de seuil ne dépend que du semi-conducteur utilisé (silicium, germanium ou As-Ga), la tension de seuil des transistors à effet de champ dépend étroitement de la technologie, et peut varier notablement même au sein d’un même lot.Le transistor à effet de champ à déplétion à canal N est le semi-conducteur dont les caractéristiques se rapprochent le plus des anciens tubes à vide (triodes). À puissance égale, les transistors N sont plus petits que les P. À géométrie égale, les transistors N sont également plus rapides que les P. En effet, les porteurs majoritaires dans un canal N sont les électrons, qui se déplacent mieux que les trous , majoritaires dans un canal P. La conductivité d’un canal N est ainsi supérieure à celle d’un canal P de même dimension.90011 90006 La plupart des circuits intégrés numériques (en particulier les microprocesseurs) utilisent la technologie CMOS qui permet d’intégrer à grande échelle (plusieurs millions) des transistors à effet de champ (à enrichissement) complémentaires (c’est-à-dire qu ‘on retrouve des N et des P). Pour une même fonction, l’intégration de transistors bipolaires consommerait beaucoup plus de courant. En effet, un circuit CMOS ne consomme du courant que lors des basculements. La consommation d’une porte CMOS correspond uniquement à la charge électrique nécessaire pour charger sa capacité de sortie.Leur dissipation est donc quasiment nulle si la fréquence d’horloge est modérée; cela permet le développement de circuits à piles ou batteries (téléphones ou ordinateurs portables, appareils photo …). 90011 90207 90208 Autres transistors 90209 90238 90230 90131 90132 90131 90132 IGBT (90013 Insulated Gate Bipolar Transistor 90014): hybride qui a les caractéristiques d’un transistor à effet de champ en entrée et les caractéristiques d’un transistor bipolaire en sortie. Uniquement utilisé dans l’électronique de puissance.90133 90132 Transistor unijonction: ce transistor est utilisé pour ses caractéristiques de résistance dynamique négative, ce qui permet de réaliser simplement un oscillateur. N’est plus utilisé de nos jours. 90133 90132 Phototransistor: c’est un transistor bipolaire, dont la jonction base-collecteur est sensible à la lumière. Par rapport à une photodiode, il est plus sensible, car il bénéficie de l’effet amplificateur propre au transistor. 90133 90132 L’opto-isolateur: le phototransistor est monté dans le même boîtier qu’une diode électroluminescente.C’est la lumière qui assure la transmission des signaux entre le phototransistor et la diode électroluminescente. Le pouvoir d’isolation très élevé (de l’ordre de 5 90252 kV 90010) en fait le composant idéal pour isoler galvaniquement un circuit de commande, d’un circuit de puissance. Il existe aussi des opto-isolateurs utilisant d’autres composants en sortie tels le thyristor, le triac. 90133 90136 90133 90136 90006 Sauf dans le domaine des fortes puissances, il est devenu rare de n’avoir qu’un seul transistor dans un boîtier (pour les fortes puissances, on optera pour un montage Darlington, permettant d’obtenir un gain en courant plus important).90011 90006 Les circuits intégrés ont permis d’en interconnecter d’abord des milliers, puis des millions. L’intégration de plus d’un milliard de transistors sur un seul composant a été atteinte en 90261 juin 2008 90038 par Nvidia avec la GT200. La puce, utilisée comme processeur graphique (GPU) atteint 1,4 milliard de composants électriques gravés en 65 nanomètres, sur une surface d’environ 600 90108 mm 90033 2 90034 90010. 90011 90006 Ces circuits intégrés servent à réaliser des microprocesseurs, des mémoires et la plupart des composants actifs.90011 90270 90271 90007 Évolution du nombre de transistors intégrés dans un microprocesseur 90008 90274 90275 90276 90277 90006 Processeurs grand public: 90011 90131 90132 1971: 4004 2 300 90133 90132 1978: 8086: 29 000 90133 90132 1982: 80286: 134 000 90133 90132 1985: 80386: 275 000 90133 90132 1989: 80486: 1,16 million 90133 90132 1993: Pentium / Pentium MMX: 3,1 millions 90133 90132 1995: Pentium Pro: 5,5 millions 90133 90132 1997: Pentium II: 27 millions 90133 90132 1997: K6: 8,8 millions 90133 90132 1998: K6-II: 9,3 millions 90133 90132 1999: Athlon: 37 millions 90133 90132 2001: Pentium 4 HT: 42 millions 90133 90132 2001: Athlon XP-Duron Palomino / Thoroughbred / Thorton / Barton-Spitfire / Morgan / Applebred: 37.2 millions 90133 90132 2003: Athlon 64 ClawHammer: 105,9 millions 90133 90132 2004: Pentium Extreme Edition: 169 millions 90133 90132 2004: Athlon 64 Newcastle: 68,5 millions 90133 90132 2004: Athlon 64 Winchester: 77 millions 90133 90132 2005: Athlon 64 Venice: 76 millions 90133 90132 2005: Athlon 64 / Athlon 64 X2 Manchester / Toledo: 233 millions 90133 90132 2006: Core 2 Duo: 291 millions 90133 90132 2006: Core 2 Quad: 582 millions 90133 90132 2006: Athlon 64 / Athlon 64 X2 Windsor: 227 millions 90133 90132 2006: Athlon 64 X2 / Athlon X2 / Sempron Brisbane: 221 millions 90133 90132 2008: Core i7 Bloomfield: 730 millions 90133 90132 2008: Phenom X4 / X3 / Athlon X2 Agena / Toliman / Kuma: 450 millions 90133 90132 2009: Intel Core i57 / i5 Lynnfield: 774 millions 90133 90132 2010: Core i5 / i3 / Pentium G Clarkdale: 382 millions 90133 90132 2010: Core i7 Gulftown: 1,17 milliard 90133 90132 2010: Phenom II X4 / X3 / X2-Athlon II X4 / X3 / X2: Deneb / Heka / Callisto-Propus / Rana / Regor: 758 millions 90133 90132 2011: Core i7 / i5 / i3 / Pentium G Sandy bridge: 1,16 milliard (i7 et i5) — 504 millions (i3 et Pentium G) 90133 90132 2012: Core i7 Sandy Bridge: 2,27 milliards 90133 90132 2012: Core i7 / i5 / i3 / Pentium G Ivy Bridge: 1,40 milliard 90133 90132 2012: FX-4100/6100/8100 Zambezï (Buldozer): 1,20 milliard 90133 90132 2012: FX-4300/6300/8300 Vishera: 1,20 milliard 90133 90132 2013: FX-9590 Vishera: 1,6 milliard 90133 90132 2014: Core i7 Haswell: 2,6 milliards 90133 90136 90006 Domaine graphique: 90011 90131 90132 1997: SST-1 (3Dfx Voodoo 1): 1 million 90133 90132 1998: SST-2 (3Dfx Voodoo 2): 4 millions 90133 90132 1998: NV4 (Nvidia TNT): 7 millions 90133 90132 1998: Rage 5 (ATI Rage 128): 8 millions 90133 90132 1999: NV5 (Nvidia TNT2): 15 millions 90133 90132 1999: Avenger (3Dfx Voodoo 3): 3 millions 90133 90132 1999: G4 + (Matrox Millenium): 9 millions 90133 90132 1999: NV10 (Nvidia GeForce256): 23 millions 90133 90132 2000: NV15 (Nvidia GeForce2): 25 millions 90133 90132 2000: R100 (ATI Radeon 7500): 30 millions 90133 90132 2000: VSA-100 (3Dfx Voodoo 4/5): 14 millions 90133 90132 2001: NV20 (Nvidia GeForce3 Ti): 57 millions 90133 90132 2001: R200 (ATI Radeon 8500): 60 millions 90133 90132 2003: NV28 (Nvidia GeForce4 Ti): 63 millions 90133 90132 2003: R360 (ATI Radeon 9800): 115 millions 90133 90132 2003: NV35 (Nvidia GeForce FX5900): 135 millions 90133 90132 2004: R480 (ATI Radeon X850): 160 millions 90133 90132 2004: NV40 (Nvidia GeForce 6800): 222 millions 90133 90132 2005: G71 (Nvidia GeForce 7900): 278 millions 90133 90132 2005: R580 (ATI Radeon X1950): 384 millions 90133 90132 2006: G80 (Nvidia GeForce 8800): 681 millions 90133 90132 2006: G92 (Nvidia GeForce 9800): 754 millions 90133 90132 2006: R600 (ATI Radeon HD2900): 700 millions 90133 90132 2007: RV670 (ATI Radeon HD3800): 666 millions 90133 90132 2007: POWER6 (IBM): 291 millions 90133 90132 2008: GT200 (Nvidia GeForce GTX200): 1,40 milliard 90133 90132 2008: RV770 (ATI Radeon HD4800): 956 millions 90133 90132 2009: RV870 (ATI Radeon HD5800 / 5900): 2,154 milliards 90133 90132 2010: GF100 (Nvidia GeForce GTX400): 3,00 milliards 90133 90132 2011: RV970 (ATI Radeon HD6900): 2,64 milliards 90133 90132 2011: GF110 (Nvidia GeForce GTX500: 3,00 milliards 90133 90132 2012: RV1070 (ATI Radeon HD7900): 4,313 milliards 90133 90132 2012: GK104 (Nvidia GeForce GTX600): 3,54 milliards 90133 90132 2013: GK110 (Nvidia GeForce GTX Titan et 780 Ti): 7,10 milliards 90133 90132 2014: Hawaii (AMD Radeon R9 290X): 6,2 milliards 90133 90132 2014: GM204 (Nvidia GTX 980): 5,2 milliards 90133 90132 2015: GM200 (Nvidia GTX 980 Ti): 8 milliards 90133 90132 2016: GP102 (Nvidia GTX Titan X): 12 milliards 90133 90132 2019: TU102 (Nvidia RTX titan): 18,6 milliards 90133 90136 90006 Serveurs: 90011 90438 90439 90440 90441 90119 Notes [modifier | modifier le code] 90120 90444 90132 ↑ Comme souvent en histoire des sciences, la paternité de cette découverte est parfois remise en cause, pour être attribuée à Julius Edgar Lilienfeld qui, en 1925 avait déjà découvert le principe du transistor à effet de champ.Cependant, Bardeen, Shockley et Brattain restent universellement reconnus comme les pères de cette invention, parce qu’ils ont effectivement 90013 fabriqué 90014 le premier transistor. 90133 90449 90119 Références [modifier | modifier le code] 90120 90444 90132 ↑ 90033 a et b 90034 «90456 bell labs holding page 90457», sur www.smecc.org 90458 (consulté le 8 mai 2018) 90459 90133 90132 ↑ Mémo 48-130-10 — Archive 90133 90132 ↑ voir «Prononc. Et Orth .:», sur le site cnrtl.fr, consulté le 9 juin 2015 90133 90132 ↑ «The Nobel Prize in Physics тисяча дев’ятсот п’ятьдесят шість» 90013. Nobelprize.org. Nobel Media AB. 90014 Archived 90013 from the original on December 16, 2014. Retrieved December 7, 2014. 90014 90133 90132 ↑ 90033 a b c d et e 90034 90474 (en) 90010 Michael Riordan, «90456 How Europe Missed The Transistor 90457», 90013 IEEE spectrum 90014, 90480 90481 1 90033 er 90034 90010 novembre 2005 90038 90458 (lire en ligne) 90459 90133 90132 ↑ 90474 (en) 90010 «90456 A History of French Transistors 90457» 90458 (consulté le 6 novembre 2016) 90459, Copyright Mark Burgess 2010 90133 90132 ↑ «Le poste à transistors à la conquête de la France: La radio nomade (1954-1970)» [archive], sur franceculture.fr, avril 2012 (consulté le 28 février 2018). 90133 90132 ↑ 90474 (en) 90010 Andrew Tanenbaum, 90502 Operating systems: design and implementation 90457, Englewood Cliffs, N.J, Prentice-Hall, 90504 1 987 90038, 719 90506 p. 90010 90458 (ISBN 978-0-136-37406-0 et 978-0-136-37331-5, OCLC 801855787) 90459 90133 90132 ↑ 90474 (en) 90010 «Qualcomm Datacenter Technologies Announces Commercial Shipment of Qualcomm Centriq 2400 — The World’s First 10 90514 nm 90010 Server Processor and Highest Performance Arm-based Server Processor Family Ever Designed | Qualcomm».Qualcomm. Retrieved 22-02-2018. 90133 90132 ↑ 90474 (en) 90010 National Academy of Sciences, National Academy of Engineering, and Institute of Medicine. 1993. «Science, Technology, and the Federal Government: National Goals for a New Era.» , The National Academies Press. Washington, DC 90133 90132 ↑ 90474 (en) 90010 Vaclav Smil, 90502 Transforming the twentieth century: technical innovations and their consequences 90457, Oxford New York, Oxford University Press, 90504 2006 90038, 358 90506 p.90010 90458 (ISBN 978-0-195-16875-4, lire en ligne) 90459 90133 90449 90006 Sur les autres projets Wikimedia: 90011 90119 Articles connexes [modifier | modifier le code] 90120 90119 Liens externes [modifier | modifier le code] 90120 .