O que é um Transistor e Suas Funções e Características[Vídeo]

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introdução

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I What is Transistor?

II desenvolvimento de transístores

2.1 tríodo de vácuo

2.2 transístores de contacto ponto

2.3 transístores bipolares e unipolares

2.4 transístor de silício

2.5 circuitos integrados

2.6 transistor de efeito de Campo (FET) e transistor MOS

2.7 Microprocessador (CPU)

III Classificação do Transistor

3.1 Como classificar o transistor

3.2 Tipos de transistor e suas características

IV Principais Parâmetros dos Transistores

4.1 DC de Corrente Fator de Amplificação

4.2 Corrente CA do Fator de Amplificação

4.3 Dissipação de Potência

4.4 Característica de Frequência (fT)

4.5 Frequência Máxima (fM)

4.6 Máxima Corrente de Colector (ICM)

4.7 Máxima Tensão Reversa

Perguntas mais Frequentes sobre o Transistor e Suas Funções e Características

Sugestão de Livro

Introdução

Este artigo será, principalmente, introduzir o que é exatamente um transistor e detalhados, características e funções. Transistor é um tipo de dispositivo semicondutor sólido, que tem muitas funções, tais como a detecção, retificação, amplificação, comutação, estabilização de tensão, modulação de sinal e assim por diante. Como um interruptor de corrente variável, o transistor pode controlar a corrente de saída com base na tensão de entrada. Ao contrário geral interruptores mecânicos (tais como, relés ans muda), transistores de uso de telecomunicações sinais para controlar seus ligar e desligar, e a comutação de velocidade pode ser muito rápido, o que pode chegar a mais de 100 GHz em laboratório.Em 2016, uma equipe do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, quebrou o limite físico e corte o mais sofisticado transistor processo disponível a partir de 14nm para 1nm, fazendo um avanço na tecnologia de computação.

o Que é um Transistor? Definition, Function & Uses

I What is Transistor?transístores são dispositivos semicondutores, que são comumente usados em amplificadores ou interruptores eletricamente controlados. Transístores são o bloco básico de construção que regula a operação de computadores, telefones celulares e todos os outros circuitos eletrônicos modernos.por causa de sua alta resposta e alta precisão, transístores podem ser usados para uma grande variedade de funções digitais e analógicas, incluindo amplificadores, interruptores, estabilizadores de tensão, modulação de sinal e osciladores. Os transistores podem ser embalados independentemente ou em uma área muito pequena, acomodando parte de 100 milhões ou mais de circuitos integrados transistores.

(Intel 3D tecnologia de transistor)

Estritamente falando, os transistores se referir a todos os elementos simples com base em materiais semicondutores, incluindo diodos, transistores de efeito de campo de transistores, tiristores, etc. que são feitos de vários materiais semicondutores. Transístores referem-se principalmente ao triodo cristal.

os transistores estão divididos em duas categorias principais: transistores bipolares (BJT) e transistores de efeito de campo (FET).

estrutura de transistor

O transistor possui três pólos: os três pólos do transistor bipolar são compostos do tipo N e tipo P, respectivamente: Emissor, Base e Coletor; os três pólos do transistor de efeito de campo são: Origem, Porta, Dreno.

devido às três polaridades do transistor, existem também três maneiras de usá-las.: emissor de aterrissagem (também chamado de configuração comum amplificador/CE de emissão), base de aterrissagem (também chamado de configuração comum amplificador / CB) e coletor de aterrissagem (também chamado de conjunto comum amplificador / configuração CC/acoplador emissor).

II Development of Transistors

In December 1947, a team of Belle Labs, Shockley, Barding and Bratton, developed a point-contact germanium transistor, the advent of which was a major invention in 20th century and the forerunner of the Microelectronics Revolution. Com o advento dos transistores, as pessoas foram capazes de usar um pequeno dispositivo eletrônico de baixa potência em vez de um tubo com grande volume e grande consumo de energia. A invenção do transistor soou a buzina para o nascimento do circuito integrado.no início da década de 1910, os sistemas de comunicações começaram a usar semicondutores. A primeira metade do século XX, rádios de minério que são amplamente populares nos amantes de rádio são usados para detecção usando tais semicondutores. As propriedades elétricas dos semicondutores também se aplicaram em sistemas telefônicos.

• 2.1 tríodo de vácuo

Em fevereiro de 1939, há uma grande descoberta do Bell laboratory – – – – a junção de silício PN. Em 1942, um estudante chamado Seymour Benzer do Purdue University research group liderado por Lark Horovitz descobriu que os cristais simples de germânio têm excelentes propriedades rectificativas que outros semicondutores não têm. Estas duas descobertas atenderam às exigências do governo dos Estados Unidos e estabeleceram o palco para a subsequente invenção dos transistores.

• 2.Em 1945, o transistor point-contact inventado por Shockley e outros cientistas se tornou o precursor da revolução microeletrônica humana. Por esta razão, Shockley apresentou o pedido de patente para o primeiro transistor para Bell. Finalmente, obteve a autorização da primeira patente de transistor.

  • 2.3 transistores bipolares e unipolares

  em 1952, Shockley propôs o conceito de transistor de junção unipolar baseado no transistor bipolar em 1952, que é chamado transistor de junção hoje. Sua estrutura é semelhante à do transistor bipolar PNP ou NPN, mas há uma camada de depleção na interface de material PN para formar um contato retificador entre a porta e o canal condutor de drenagem fonte. Ao mesmo tempo, o semicondutor em ambas as extremidades é usado como a porta. A corrente entre a fonte e o dreno é ajustada pelo portal.

  Um olhar detalhado sobre como um NPN bipolar junction transistor funciona e o que ele faz

  • 2.4 transistor de Silício

  Fada de Semicondutores que produzem transistor tem crescido de uma companhia de várias pessoas em uma empresa de grande porte, com 12.000 funcionários.

  • 2.5 circuitos Integrados

  Após a invenção do transistor de silício, em 1954, o grande aplicação perspectiva de transistores tem sido mais e mais evidente. O próximo objetivo dos cientistas é conectar transistores, fios e outros dispositivos de forma eficiente.

  • 2.6 transistor de efeito de Campo (FET) e transistor MOS

  Em 1962, Stanley, Heiman e Hofstein, que trabalhou na RCA de Integração de dispositivos Grupo de Investigação, descobriu que os transistores, isto é, os transistores mosfet, poderia ser construído através de difusão e oxidação térmica de condução de bandas, de alta resistência e canais de óxido de isoladores em substratos de Si.

  • 2.7 microprocessador (CPU)

  no início da Fundação da Intel, a empresa ainda se concentrava em barras de memória. Hoff integrou todas as funções do processador central em um único chip, mais memória. E é o primeiro microprocessador do mundo—-4004 (1971). O nascimento de 4004 está marcando o início de uma era. A partir daí, a Intel tornou-se incontrolável e dominante no campo da pesquisa de microprocessadores.

  em 1989, Intel introduziu 80486 processadores. Em 1993, a Intel desenvolveu uma nova geração de processadores. E em 1995, a Intel lançou o Pentium_Pro. PentiumII processor é lançado em 1997. Em 1999, o processador Pentium III é lançado, e o processador Pentium 4 é em 2000.

  III Classificação do Transistor

  • 3.1 Como classificar o transistor

  > Material utilizado na transistor

  de Acordo com os materiais semicondutores utilizados na transistor, ele pode ser dividido em transistor de silício e germânio transistor. De acordo com a polaridade do transistor, ele pode ser dividido em transistor NPN de germânio, transistor PNP de germânio, transistor NPN de silício e transistor PNP de silício.

  > tecnologia

  de acordo com a sua estrutura e processo de fabrico, os transístores podem ser divididos em transístores difusivos, transístores de liga metálica e transístores planares.

  > capacidade de corrente

  de acordo com a capacidade de corrente, transístores podem ser divididos em transístores de baixa potência, transístores de média potência e transístores de alta potência.

  > frequência de funcionamento

  de acordo com a frequência de funcionamento, transístores podem ser divididos em transístores de baixa frequência, transístores de alta frequência e transístores de ultra-alta frequência.

  > estrutura da embalagem

  de acordo com a estrutura da embalagem, os transístores podem ser divididos em transístores de embalagens metálicas, transístores de embalagens de plástico, transístores de embalagens de vidro, transístores de embalagens de superfície e transístores de embalagens de cerâmica, etc.

  > Funções e usos

  de Acordo com funções e usos, os transistores podem ser divididos em amplificador de baixo ruído transistores de média-alta freqüência do amplificador de transistor, transistores de comutação, transistores Darlington, elevada tensão de transistores, band-deixar de transistores, o amortecimento de transistores, micro-ondas transistores, transistor ótico e magnético transistor e muitos outros tipos.

  • 3.2 Types of transistor and their characteristics

  > transistor gigante (GTR)

  GTR é um transistor de junção bipolar de alta tensão (BJT), por isso é às vezes chamado de power BJT.

  Características: Alta Tensão, alta corrente, boas características de comutação, alta potência de condução, mas o circuito de condução é complexo; o princípio de funcionamento do GTR e transístores de junção bipolares comuns é o mesmo.

  > fototransistor

  fototransistores são dispositivos optoelectrónicos constituídos por transistores bipolares ou transistores de efeito de campo. A luz é absorvida na região ativa de tais dispositivos, produzindo portadores fotogrativos que passam por um mecanismo interno de amplificação elétrica e geram ganho de fotocorrentas. Os fototransistores funcionam em três extremidades, de modo que são fáceis de realizar controle eletrônico ou sincronização elétrica. os materiais utilizados nos fototransistores são geralmente GaAs, que são divididos principalmente em fototransistores bipolares, fototransistores de efeito de campo e seus dispositivos relacionados. Fototransístores bipolares geralmente têm um alto ganho, mas não muito rápido. Para GaAs-GaAlAs, o Fator de ampliação pode ser maior que 1000, o tempo de resposta é maior que nanossegundo, que é frequentemente usado como fotodetector e amplificação óptica.

  Fototransístores de Efeito de campo (FET) respondem rapidamente (cerca de 50 picosegundos), mas a desvantagem é que a área fotossensível e ganho é pequeno, que é muitas vezes usado como um fotodetector de alta velocidade. Existem muitos outros dispositivos optoeletrônicos planar associados, cujas características são de alta velocidade de resposta (tempo de resposta é dezenas de picossegundo) e são adequados para integração. Prevê-se que este tipo de dispositivos seja aplicado na integração Optoelectrónica.

  > Transistor Bipolar

  transistor Bipolar é um tipo de transistor comumente utilizados em circuitos de áudio. O bipolar resulta do fluxo de corrente em dois tipos de materiais semicondutores. Transístores bipolares podem ser divididos em tipo NPN ou tipo PNP de acordo com a polaridade da tensão de funcionamento.

  > Transistor De Junção Bipolar (BJT)

  “Bipolar” significa que tanto elétrons como buracos estão em movimento ao mesmo tempo que funcionam. Transistor de junção Bipolar, também conhecido como triodo semicondutor, é um dispositivo que combina duas junções PN através de um determinado processo. Existem duas estruturas combinadas de PNP e NPN. Elicitação externa de três pólos: coletor, emissor e base. BJT tem função de amplificação, que depende de sua corrente emissor pode ser transmitida através da área de base para a área coletora.

  a fim de garantir que este processo de transporte, por um lado, as condições internas devem ser satisfeitos, isto é, a concentração de impurezas na emissão região deve ser muito maior do que a concentração de impurezas na base de região, e a espessura da superfície de base deve ser muito pequena; por outro lado, as condições externas devem ser satisfeitos. Isto é, a junção de emissão deve ser viés positivo (mais voltagem positiva), e a junção coletor deve ser inversamente tendenciosa. Existem muitos tipos de BJT, de acordo com a frequência, há tubos de alta e baixa frequência; de acordo com a potência, há tubos de pequena, média e alta potência; de acordo com material semicondutor, há tubos de silício e germânio, etc. O circuito amplificador consiste de emissor comum, base comum e coletor comum.

  

  BJT

  > Transistor de Efeito de Campo (FET)

  O significado de “efeito de campo” é que o princípio do transistor é baseado no eléctrica de efeito de campo de semicondutor.transístores de Efeito de Campo São transístores que trabalham sobre o princípio dos efeitos de campo. Existem dois tipos principais de FET: Junction FET (JFET) e Metal-Oxide Semiconductor FETs (MOS-FET). Ao contrário do BJT, FET consiste de apenas um porta-aviões, então ele também é chamado de um transistor unipolar. Pertence a dispositivos semicondutores controlados por tensão que têm as vantagens de alta resistência à entrada, baixo ruído, baixo consumo de energia, ampla gama dinâmica, fácil integração, sem avaria secundária, ampla área de trabalho segura e assim por diante.

  o efeito de campo é mudar a direção ou magnitude do campo elétrico perpendicular à superfície do semicondutor para controlar a densidade ou tipo da maioria dos portadores na camada condutora do semicondutor (canal). A corrente no canal é modulada pela tensão, e a corrente de trabalho é transportada pela maioria dos portadores do semicondutor. Em comparação com transistores bipolares, a FET é caracterizada por impedância de entrada elevada, baixo ruído, alta frequência limite, baixo consumo de energia, processo de fabricação simples e características de boa temperatura, que são amplamente utilizados em vários amplificadores, circuitos digitais e circuitos de microondas,etc. MOSFETs metal based on silicon and Schottky barrier FET (MESFET) based on GaAs are two of the most important field-effect transistors. Eles são os dispositivos básicos do MOS circuito integrado de grande escala e MES circuito integrado de alta velocidade, respectivamente.

  

  FET

  > Single Electron Transistor

  Um transistor que pode gravar um sinal com um ou uma pequena quantidade de elétrons. Com o desenvolvimento da tecnologia de gravação de semicondutores, a integração de circuitos integrados de grande escala está se tornando cada vez mais alta. Tome a memória dinâmica de acesso aleatório (DRAM) como exemplo, sua integração está crescendo a uma taxa de quase quatro vezes a cada dois anos, e espera-se que o único transistor de elétrons será o objetivo final.

  actualmente, a memória média contém 200 000 electrões, enquanto que o único transístor electrónico contém apenas um ou poucos electrões, o que reduzirá grandemente o consumo de energia e melhorará a integração dos circuitos integrados. Em 1989, J. H. F. Scott-Thomas e outros pesquisadores descobriram o fenômeno de bloqueio de Coulomb. Quando há tensão aplicada, não haverá corrente passando através do ponto quântico se a mudança na quantidade de carga elétrica em um ponto quântico que é menos de um elétron.

  assim, a relação tensão-corrente não é uma relação linear normal, mas uma relação em forma de passo.Este experimento é a primeira vez na história que o movimento de um elétron é controlado manualmente, o que fornece a base experimental para a fabricação de um único transistor de elétrons.

  > Transistor Bipolar de porta isolada (IGBT)

  transistor Bipolar de porta isolada combina as vantagens do Transistor-GTR gigante e MOSFETs de potência. Ele tem boas propriedades e tem uma ampla gama de aplicações. IGBT é também um dispositivo de três terminais: portão, colector e emissor.os principais parâmetros do transistor incluem o factor de amplificação da corrente, a potência de dissipação, a frequência Característica, A corrente máxima do colector, a tensão inversa máxima, a corrente inversa, etc.

  • 4.1 Fator de amplificação de corrente contínua

  fator de amplificação de corrente contínua, também chamado fator de amplificação de corrente estática ou fator de amplificação de corrente contínua, refere-se à razão de IC de corrente de coletor transistor para corrente de base IB, que é geralmente expressa por hFE ou β, quando a entrada de sinal estático não é alterada.

  • 4.2 Factor de amplificação de corrente alternada

  factor de amplificação de corrente alternada, também chamado factor de amplificação de CORRENTE ALTERNADA e factor de amplificação de corrente dinâmica, refere-se à relação IC / IB em estado de corrente alternada, que é geralmente expressa por hfe ou β. hfe e β estão intimamente relacionados, mas também diferentes. Os dois parâmetros são próximos em baixa frequência e têm algumas diferenças em alta frequência.

  • 4.3 Potência de dissipação

  potência de dissipação, também conhecida como a potência de dissipação máxima admissível do coletor —- PCM, refere-se à potência de dissipação máxima do coletor quando o parâmetro do transistor não excede o valor prescrito.

  a potência de dissipação está estreitamente relacionada com a junção máxima admissível e a corrente do colector do transístor. O consumo real de energia do transistor não é permitido exceder o valor PCM quando é usado caso contrário o transistor será danificado por sobrecarga.

  o transistor cuja potência de dissipação PCM é inferior a 1W é geralmente chamado um transistor de baixa potência, que é igual ou superior a 1W, o transistor inferior a 5W é chamado um transistor de potência média, e o transistor cujo PCM é igual ou superior a 5W é chamado um transistor de alta potência.

  • 4.4 Característica de Frequência (fT)

  Quando a freqüência de operação do transistor excede a frequência de corte fß ou fa, o atual fator de amplificação β irá diminuir com o aumento da frequência. A frequência característica é a frequência do transistor a que o valor β é reduzido para 1.os transístores cuja frequência característica é menor ou igual a 3MHZ são geralmente chamados transístores de baixa frequência, transístores com fT maior ou igual a 30MHZ são chamados transístores de alta frequência, transístores com fT maior que 3MHZ e transístores com fT menor que 30MHZ são chamados transístores de frequência intermediária.

  • 4.5 frequência máxima (fM)

  a frequência máxima de oscilação é a frequência na qual o ganho de potência do transistor é reduzido para 1.

  em geral, a frequência máxima de oscilação dos transistores de alta frequência é menor do que a frequência de corte de base comum fa, enquanto a frequência característica fT é maior do que a frequência de corte de base comum fa e menor do que a frequência de corte de coletor comum fß.

  • 4.A corrente máxima do coletor (ICM)

  a corrente máxima do coletor (ICM) é a corrente máxima permitida através do coletor transistor. Quando a corrente de coletor IC do transistor exceder ICM, o valor β Do transistor irá mudar obviamente, o que afetará seu funcionamento normal e até mesmo causar danos.

  • 4.7 tensão reversa máxima

  a tensão reversa máxima é a tensão de funcionamento máxima que o transistor pode aplicar quando está em operação. Inclui a tensão de avaria inversa do coletor-emissor, a tensão de avaria inversa do Coletor-base e a tensão de avaria inversa do emissor-base.

  > Coletor Coletor de Tensão de Ruptura Reversa

  Esta tensão refere-se à máxima permitida tensão reversa entre coletor e emissor quando a base do circuito do transistor está aberto, geralmente expressa em VCEO ou BVCEO.

  > Tensão de degradação inversa de Base

  A tensão refere – se à tensão inversa máxima admissível entre o colector e a base quando o transístor é disparado, que é expressa em VCBO ou BVCBO.

  > Emissor – Emissor a Tensão de Ruptura Reversa

  Esta tensão refere-se à máxima permitida tensão inversa entre o emissor e a base, quando o coletor do transistor está aberto, o qual é expresso em VEBO ou BVEBO.

  corrente reversa entre coletor e eletrodo de base

  > corrente reversa de Base de coletor (ICBO)

  ICBO, também chamada corrente de fuga reversa de coletor, refere – se à corrente reversa entre coletor e eletrodo de base quando o emissor do transistor está aberto. A corrente reversa é sensível à temperatura. Quanto menor o valor, melhor é a temperatura característica do transistor.

  > Coletor – Emissor de Ruptura Reversa Atual (ICEO)

  de ruptura Reversa corrente ICEO entre coletor e emissor

  ICEO é o inverso da corrente de fuga entre coletor e emissor quando a base do transistor está aberto. Quanto menor for a corrente, melhor é o desempenho do transistor.

  Perguntas Frequentes sobre Transistor e suas funções e características

  1. O que é um transistor e como ele funciona?um transistor é um componente eletrônico em miniatura que pode fazer dois trabalhos diferentes. Ele pode funcionar tanto como um amplificador ou um interruptor:… Uma pequena corrente elétrica que flui através de uma parte de um transistor pode fazer uma corrente muito maior fluir através de outra parte dela. Em outras palavras, a pequena corrente muda para a maior.2. Quais são as principais funções de um transistor?transístor é um dispositivo semicondutor usado para amplificar ou alternar sinais eletrônicos e energia elétrica. Transístores são um dos blocos básicos da eletrônica moderna. Ele é composto de material semicondutor geralmente com pelo menos três terminais para conexão a um circuito externo.3.Qual é o princípio do transistor?um transístor consiste em dois díodos PN conectados de volta para trás. Tem três terminais: emissor, base e coletor. A idéia básica por trás de um transistor é que ele permite que você controle o fluxo de corrente através de um canal variando a intensidade de uma corrente muito menor que está fluindo através de um segundo canal.4. Quais são os dois principais tipos de transístores?transístores são basicamente classificados em dois tipos; Eles são transístores bipolares de junção (BJT) e transístores de Efeito de campo (FET). Os BJTs são novamente classificados em transistores PNP e NPN.5. Quantos tipos de transístores existem?existem dois tipos de transistores, que têm pequenas diferenças em como eles são usados em um circuito. Um transistor bipolar tem terminais rotulados de base, coletor e emissor.6. O que é PNP e NPN transistor?em um transistor NPN, uma tensão positiva é dada ao terminal coletor para produzir um fluxo de corrente do coletor para o emissor. Em um transístor PNP, uma tensão positiva é dada ao terminal emissor para produzir fluxo de corrente do emissor para coletor.7. Como os transístores são características medidas?
  A característica de saída do transistor é determinada examinando a mudança de tensão entre os terminais coletores-emissores pertencentes à corrente coletora para diferentes correntes de base. O experimento é iniciado pressionando o botão “característica de saída” no dispositivo móvel.8. O que é um transistor em uma CPU?um transistor é um componente elétrico básico que altera o fluxo de corrente elétrica. Transístores são os blocos de construção de circuitos integrados, tais como processadores de computadores, ou CPUs. Transistores em processadores de computador muitas vezes ligam ou desligam sinais.9. Qual é o propósito de um transistor NPN?
  Definition: The transistor in which one p-type material is placed between two N-type materials is known as NPN transistor. O transistor NPN amplifica o sinal fraco entra na base e produz sinais amplificados fortes na extremidade do coletor.10. Para que servem os transístores num telemóvel?eles armazenam uma carga elétrica. Eles armazenam dados. Amplificam o sinal de entrada do telefone.

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