транзисторные уселители (Приводы роботов)

Транзистор[править]Материал из Википедии — свободной энциклопедииПерейти к: навигация, поискФотография некоторых типов дискретных транзисторовСтруктура биполярного n-p-n транзистора. Ток через базу управляет током «коллекторэмиттер».Транзистор (от англ. transfer — переносить и resistance — сопротивление илиtransconductance — активная межэлектродная проводимость и varistor — переменноесопротивление) — электронный прибор из полупроводникового материала, обычно стремя выводами, позволяющий входным сигналам управлять током в электрической цепи.Обычно используется для усиления, генерирования и преобразования электрическихсигналов.Управление током в выходной цепи осуществляется за счёт изменения входногонапряжения или тока. Небольшое изменение входных величин может приводить ксущественно большему изменению выходного напряжения и тока.

Это усилительноесвойство транзисторов используется в аналоговой технике (аналоговые ТВ, радио, связьи т. п.).В настоящее время в аналоговой технике доминируют биполярные транзисторы (БТ)(международный термин — BJT, bipolar junction transistor). Другой важнейшей отрасльюэлектроники является цифровая техника (логика, память, процессоры, компьютеры,цифровая связь и т. п.), где, напротив, биполярные транзисторы почти полностьювытеснены полевыми.Вся современная цифровая техника построена, в основном, на полевых МОП (металлоксид-полупроводник)-транзисторах (МОПТ), как более экономичных, по сравнению сБТ, элементах.

Иногда их называют МДП (металл-диэлектрик-полупроводник)транзисторы. Международный термин — MOSFET (metal-oxide-semiconductor field effecttransistor). Транзисторы изготавливаются в рамках интегральной технологии на одномкремниевом кристалле (чипе) и составляют элементарный «кирпичик» для построениямикросхем логики, памяти, процессора и т.

п. Размеры современных МОПТ составляют от90 до 32 нм[источник не указан 134 дня]. На одном современном чипе (обычно размером 1—2 см²)размещаются несколько (пока единицы) миллиардов МОПТ. На протяжении 60 летпроисходит уменьшение размеров (миниатюризация) МОПТ и увеличение их количествана одном чипе (степень интеграции), в ближайшие годы ожидается дальнейшееувеличение степени интеграции транзисторов на чипе (см. Закон Мура). Уменьшениеразмеров МОПТ приводит также к повышению быстродействия процессоров.Содержание[убрать]1 История2 Классификация транзисторовo 2.1 По основному полупроводниковому материалуo 2.2 По структуре 2.2.1 Комбинированные транзисторыo 2.3 По мощностиo 2.4 По исполнениюo 2.5 По материалу и конструкции корпусаo 2.6 Прочие типы3 Выделение по некоторым характеристикам4 Применение транзисторов5 Примечания6 Литература7 Ссылки[править] ИсторияКопия первого в мире работающего транзистораПервые патенты на принцип работы полевых транзисторов были зарегистрированы вГермании в 1928 году (в Канаде, 22 октября 1925 года) на имя австро-венгерского физикаЮлия Эдгара Лилиенфельда.[источник не указан 107 дней] В 1934 году немецкий физик ОскарХейл запатентовал полевой транзистор.

Полевые транзисторы (в частности, МОПтранзисторы) основаны на простом электростатическом эффекте поля, по физике онисущественно проще биполярных транзисторов, и поэтому они придуманы изапатентованы задолго до биполярных транзисторов. Тем не менее, первый МОПтранзистор, составляющий основу современной компьютерной индустрии, былизготовлен позже биполярного транзистора, в 1960 году. Только в 90-х годах XX векаМОП-технология стала доминировать над биполярной.В 1947 году Уильям Шокли, Джон Бардин и Уолтер Браттейн в лабораториях Bell Labsвпервые создали действующий биполярный транзистор, продемонстрированный 16декабря. 23 декабря состоялось официальное представление изобретения и именно этадата считается днём изобретения транзистора. По технологии изготовления он относилсяк классу точечных транзисторов.

В 1956 году они были награждены Нобелевской премиейпо физике «за исследования полупроводников и открытие транзисторного эффекта».Интересно, что Джон Бардин вскоре был удостоен Нобелевской премии во второй раз засоздание теории сверхпроводимости.Позднее вакуумные лампы были заменены транзисторами в большинстве электронныхустройств, совершив революцию в создании интегральных схем и компьютеров.Bell нуждались в названии устройства.

Предлагались названия «полупроводниковыйтриод» (semiconductor triode), «Solid Triode», «Surface States Triode», «кристаллическийтриод» (crystal triode) и «Iotatron», но слово «транзистор» (transistor), предложенноеДжоном Пирсом (John R. Pierce), победило во внутреннем голосовании.Первоначально название «транзистор» относилось к резисторам, управляемымнапряжением. В самом деле, транзистор можно представить как некое сопротивление,регулируемое напряжением на одном электроде (в полевых транзисторах — напряжениеммежду затвором и истоком, в биполярных транзисторах — напряжением между базой иэмиттером).[править] Классификация транзисторовБиполярныеp-n-pканал p-типаn-p-nканал n-типаПолевыеОбозначение транзисторов разных типов.Условные обозначения:Э - эмиттер, К - коллектор, Б - база;З - затвор, И - исток, С - сток.[править] По основному полупроводниковому материалуПомимо основного полупроводникового материала, применяемого обычно в видемонокристалла, транзистор содержит в своей конструкции легирующие добавки косновному материалу, металл выводов, изолирующие элементы, части корпуса(пластиковые или керамические).

Иногда употребляются комбинированныенаименования, частично описывающие материалы конкретной разновидности (например,«кремний на сапфире» или «Металл-окисел-полупроводник»). Однако основнымиявляются транзисторы:ГерманиевыеКремниевыеАрсенид-галлиевыеДругие материалы транзисторов до недавнего времени не использовались. В настоящеевремя имеются транзисторы на основе, например, прозрачных полупроводников дляиспользования в матрицах дисплеев.

Перспективный материал для транзисторов —полупроводниковые полимеры. Также имеются отдельные сообщения о транзисторах наоснове углеродных нанотрубок.[править] По структуреТранзисторыБиполярныеpnpПолевыеn-p-nС p-n-переходомСканаломn-типаСканаломp-типаСизолированнымзатворомСоСвстроенным индуцированнымканаломканаломПринцип действия и способы применения транзисторов существенно зависят от их типа ивнутренней структуры, поэтому подробная информация об этом отнесена всоответствующие статьи.Биполярныеo n-p-n структуры, «обратной проводимости».o p-n-p структуры, «прямой проводимости»Полевыеo с p-n переходомo с изолированным затворомОднопереходныеКриогенные транзисторы (на эффекте Джозефсона)[источник не указан 513 дней][править] Комбинированные транзисторыТранзисторы со встроенными резисторами (Resistor-equipped transistors (RETs)) —биполярные транзисторы со встроенными в один корпус резисторами.Транзистор Дарлингтона — комбинация двух биполярных транзисторов,работающая как биполярный транзистор с высоким коэффициентом усиления потоку.o на транзисторах одной полярностина транзисторах разной полярностиЛямбда-диод — двухполюсник, комбинация из двух полевых транзисторов,имеющая, как и туннельный диод, значительный участок с отрицательнымсопротивлением.Биполярный транзистор с изолированным затвором — силовой электронныйприбор, предназначенный в основном, для управления электрическими приводами.o[править] По мощностиПо рассеиваемой в виде тепла мощности различают:маломощные транзисторы до 100 мВттранзисторы средней мощности от 0,1 до 1 Втмощные транзисторы (больше 1 Вт).[править] По исполнениюдискретные транзисторыo корпусные Для свободного монтажа Для установки на радиатор Для автоматизированных систем пайкиo бескорпусныетранзисторы в составе интегральных схем.[править] По материалу и конструкции корпусаметалло-стеклянныйпластмассовыйкерамический[править] Прочие типыОдноэлектронные транзисторы содержат квантовую точку (т.

н. «остров») междудвумя туннельными переходами. Ток туннелирования управляется напряжением назатворе, связанным с ним ёмкостной связью.[1]Биотранзистор[править] Выделение по некоторым характеристикамТранзисторы BISS (Breakthrough in Small Signal, дословно — «прорыв в маломсигнале») — биполярные транзисторы с улучшенными малосигнальными параметрами.Существенное улучшение параметров транзисторов BISS достигнуто за счёт измененияконструкции зоны эмиттера.

Первые разработки этого класса устройств также носилинаименование «микротоковые приборы».Транзисторы со встроенными резисторами RET (Resistor-equipped transistors) —биполярные транзисторы со встроенными в один корпус резисторами. RET транзисторобщего назначения со встроенным одним или двумя резисторами. Такая конструкциятранзистора позволяет сократить количество навесных компонентов и минимизируетнеобходимую площадь монтажа. RET транзисторы применяются для контроля входногосигнала микросхем или для переключения меньшей нагрузки на светодиоды.Применение гетероперехода позволяет создавать высокоскоростные и высокочастотныеполевые транзисторы, такие как HEMT.[править] Применение транзисторовТранзисторы применяются в качестве активных (усилительных) элементов вусилительных и переключательных каскадах.Реле и тиристоры имеют больший коэффициент усиления мощности, чем транзисторы, ноработают только в ключевом (переключательном) режиме.Усилитель мощности на полевых транзисторахЭта схема в различных вариантах известна с конца 70-х годов.

Данный вариант реализованфирмой HITACHI. Мощность можно изменять, меняя число пар выходных транзисторов..