Устройство и принцип действия транзисторов

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего образования

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра

«Промышленная электроника и светотехника»

РЕФЕРАТ

Тема «Транзисторы»

г. Казань

2016 год

Содержание

Введение…………………………………………………………………. 3

1. Устройство и принцип действия транзисторов…………..………4

2. Схема включения транзисторов…………………………………..6

3. Классификация и маркировка транзисторов………….…………7

4. Характеристики…………………………………………………….9

5. Применение…………………………………………………….….12

Заключение………………...……….……………………….………….13

Список используемой литературы………………….………………..14

Введение

Транзисторами называют трехэлектродные полупроводниковые приборы, предназначенные для преобразования различных электрических сигналов. Слово транзистор произошло от комбинации английских слов "transfer of resistor", что в переводе означает (преобразователь сопротивления). Их можно разделить на 2 основные группы - биполярные и полевые (униполярные), принцип действия которых отличается. В биполярных транзисторах происходит перемещение как основных, так и неосновных носителей заряда. В биполярных транзисторах управление потоком носителей заряда осуществляется путём изменения уровня их инжекции (или экстракции), в полевых транзисторах поток носителей заряда управляется электрическим полем.

Устройство и принцип действия транзисторов

Биполярный транзистор - это трёхэлектродный полупроводниковый прибор с двумя взаимодействующими электронно-дырочными переходами. Он представляет собой трёхслойный полупроводниковый монокристалл с чередующимся типом электропроводности. Существуют n-p-n структуры и p-n-p структуры.

Центральную часть монокристалла называют базой (Б). С одной стороны к базе примыкает область с высокой концентрацией примеси, называемая эмиттером (Э), с другой – область с низкой концентрацией примеси, называемая коллектором (К). Между базой и эмиттером находится эмитерный переход (ЭП), между базой и коллектором – коллекторный переход (КП). Взаимодействие между переходами будет существовать, если толщина базы много меньше диффузионной длины не основных носителей заряда. На рисунке 1.1 показана структура кремневого монокристалла, изготовленного по эпитаксиально-планарной технологии, которая характерна для большинства современных транзисторов. На сильнолегированной подложке 1 n+-типа методом эпитаксии сформирован слаболегированный слой 2 n-типа толщиной около 10 мкм, в котором методом локальной диффузии созданы слой базы 3 с дырочной электропроводностью и слой эмиттера 4 n+-типа. Толщина базового слоя составляет около 1 мкм. На поверхности кристалла расположен защитный слой диоксида кремния SiO2 толщиной порядка 1мкм, через отверстия в котором осуществлены металлические выводы от эмиттера и базы. Тонкая база имеет значительную протяженность в горизонтальном направлении, поэтому она обладает сравнительно большим сопротивлением. Чтобы снизить это сопротивление, от базы делают два вывода, которые соединяют вместе.

Рис. 1.1.

Основные физические процессы в такой структуре протекают под эмиттером. Эту область называют активной. Остальная часть структуры является пассивной, не оказывающей существенного влияния на работу транзистора. Поэтому в дальнейшем будет рассматриваться упрощенная модель транзистора, показанная на рис. 1.1 (б). На рис. 1.1 (в) представлено схематическое изображение транзисторов. У полевых транзисторов, ток обусловлен носителями заряда только одного знака. Эти транзисторы относятся к классу униполярные. Основу полевого транзистора составляет полупроводник электронной (n) или дырочной (р) проводимости. В этом полупроводнике образуется проводящий канал – это область, в которой регулируется поток носителей заряда (тока). При этом ток, протекающий через канал, управляется электрическим полем, создаваемым напряжением. Электрод, на который подается управляющий электрический сигнал, называется затвором (З). Электрод, через который в проводящий канал втекают носители заряда, называется истоком (и). Электрод, через который носители заряда вытекают из канала, называются стоком (с).

Существует два вида полевых транзисторов: с управлением p-n-переходом; с изолированным затвором. У полевых транзисторов с управляющем p-n-переходом с противоположных сторон основного полупроводника (в котором образуется проводящий канал) создаётся область противоположной проводимости. Она является затвором и управляет с помощью электрического поля током через канал рис 2.1 (а).

В зависимости от типа канала полевые транзисторы с управляющем p-n-переходом бывают (n) типа и (p) типа. условно графические обозначения этих транзисторов приведены на рис 2.1 (б), (в).

Рис. 2.1.