W laboratoriach
Bella w USA, kierowany przez
Bardeena
i Brattaina, w 1947 roku wykonał pierwszy tranzystor z małego kawałka
metalopodobnego pierwiastka chemicznego: germanu.
Urządzenie doświadczalne wyglądało prymitywnie, ale mogło wzmacniać moc sygnału
100-krotnie. Dzisiaj wszystkie komputery i urządzenia elektroniczne pracują na
tej samej zasadzie.
Tranzystor ostrzowy - 1948 - J. Bardeen, W.H. Brattain (USA),
Tranzystor warstwowy - 1949 - W. Shockley (USA),
Rok 2001.
Holenderscy naukowcy z Uniwersytetu w Delft stworzyli tranzystor składający się
z jednej cząsteczki! Rozmiar tego cudu miniaturyzacji wynosi zaledwie jeden
nanometr (10 -9 m), a do zmiany swojego stanu (włączony / wyłączony)
potrzebuje on tylko jednego elektronu!
Naukowcy przewidują, że ich wynalazek pozwoli na konstruowanie układów miliony
razy szybszych od obecnie stosowanych, przy czym ich wielkość pozwoli na dalszą
miniaturyzację elektronicznych urządzeń
Tranzystory
bipolarne
Rodzaje
tranzystorów
Tranzystory (z ang. Transfer Resistor) należą do grupy elementów
półprzewodnikowych o regulowanym (sterowanym) przepływie nośników ładunku
elektrycznego. Biorąc pod uwagę zasadę działania, tranzystory dzielimy na:
bipolarne i unipolarne (polowe).
Tranzystory bipolarne są najczęściej wykonywane z krzemu, rzadziej z
germanu. Ze względu na kolejność ułożenia warstw półprzewodnika rozróżniamy:
- tranzystory NPN,
- tranzystory PNP.
Mogą one być z:
- jednorodną bazą (dyfuzyjny),
- niejednorodną bazą (dryftowy).
Tranzystory polowe, zwane również w skrócie FET (ang. Field Effect Transistor),
dzielimy na:
- złączowe (JFET -- ang.
Junction FET);
- z izolowaną bramką (1GFET lub MOSFET -- ang. Insulated Gate FET
lub Metal Oxide Semiconductor FET).
względu na
rodzaj charakterystyki prądowo-napięciowej rozróżniamy tranzystory z:
-kanałem wzbogacanym
(normalnie
wyłączone, tzn. kanał ma przeciwny typ przewodnictwa niż podłoże i przy braku
zewnętrznej polaryzacji nie występuje w tranzystorze);
- kanałem zubożanym
(normalnie
załączone, tzn. w kanale jest mniej nośników niż w podłożu, przy braku
zewnętrznej polaryzacji tranzystora kanał istnieje).
Tranzystory, tak jak i diody, mogą być: małej, średniej i dużej mocy. Maksymalna
moc wydzielana w tranzystorze zależy od powierzchni zajmowanej przez tranzystor
i od sposobu odprowadzania ciepła. Ze względu na zakres przetwarzanych
częstotliwości, tranzystory dzielimy na małej i wielkiej częstotliwości. O
zaliczeniu ich do którejś z tych grup decydują właściwości zastosowanego
półprzewodnika, wymiary konstrukcyjne jego poszczególnych elementów oraz rodzaj
i czas trwania procesów technologicznych, jakim były poddawane.
Struktura
tranzystora
Tranzystor bipolarny składa się z trzech obszarów półprzewodnika o przeciwnym
typie przewodnictwa, co powoduje powstanie dwóch złączy: PN i NP. Każdy z trzech
obszarów półprzewodnika ma swoją nazwę: baza, emiter, kolektor, a złącza nazywa
się -- złączem emiterowym (złącze emiter-baza) i kolektorowym (złącze
baza-kolektor).
Tranzystory
polowe dzielimy na:
-
złączowe (ze złączem PN)
- z izolowaną bramką
Modele
struktury tranzystora:
-
odpowiadające im symbole graficzne
-
schemat graficzny
Tranzystory
polowe (unipolarne -- FET)
Tranzystory polowe w skrócie zwane FET (ang. Field Effect Transistor), są
również nazywane unipolarnymi. Tranzystory te mają kanał typu N lub P, który
może być wzbogacany lub zubożany.
W tranzystorach unipolarnych elektrody mają następujące nazwy i oznaczenia:
S --
źródło (ang. Source),
G -- bramka (ang. Gate),
D -- dren (ang. Drain).
W tranzystorach polowych w przepływie prądu biorą udział nośniki większościowe
jednego rodzaju -- dziury lub elektrony (stąd nazwa unipolarne). W tranzystorach
z kanałem typu N nośnikami prądu są elektrony, a z kanałem typu P -- dziury.
Wartość prądu przepływającego przez tranzystor polowy, zależy od wartości
napięcia przyłożonego między źródłem a drenem oraz od wartości rezystancji
kanału.
Tranzystory
polowe dzielimy na:
- złączowe (ze złączem PN)
- z izolowaną bramką