Презентация по технологии. Содержание Транзисторы -Применение транзисторовПрименение транзисторов -Классификация транзисторовКлассификация транзисторов. - презентация

1 Презентация по технологии

2 Содержание Транзисторы -Применение транзисторов Применение транзисторов -Классификация транзисторов Классификация транзисторов -История создания транзистора История создания транзистора

3 Транзистор-что же это? Транзистор (англ. transistor), полупроводниковый триод радиоэлектронный компонент из полупроводникового материала, обычно с тремя выводами, позволяющий входным сигналом управлять током в электрической цепи. Обычно используется для усиления, порождения и преобразования электрических сигналов. В общем случае транзистором называют любое устройство, которое имитирует главное свойство транзистора изменения сигнала между двумя различными состояниями при изменении сигнала на управляющем электроде.англ.триод радиоэлектронный полупроводникового В полевых и биполярных транзисторах управление током в выходной цепи осуществляется за счёт изменения входного напряжения или тока. Небольшое изменение входных величин может приводить к существенно большему изменению выходного напряжения и тока. Это усилительное свойство транзисторов используется в аналоговой технике (аналоговые ТВ, радио, связь и т. п.). В настоящее время в аналоговой технике доминируют биполярные транзисторы (БТ) (международный термин BJT, bipolar junction transistor). Другой важнейшей отраслью электроники является цифровая техника (логика, память, процессоры, компьютеры, цифровая связьи т. п.), где, напротив, биполярные транзисторы почти полностью вытеснены полевыми.биполярные транзисторы цифровая техникалогикапамятьпроцессорыкомпьютерыцифровая связь полевыми

4 Где применяют транзисторы? Вне зависимости от типа транзистора, принцип применения его един: Источник питания питает электрической энергией нагрузку, которой может быть громкоговоритель, реле, лампа накаливания, вход другого, более мощного транзистора, электронной лампы и т. п. Именно источник питания даёт нужную мощность для «раскачки» нагрузки.громкоговоритель реле лампа накаливания электронной лампы Транзистор же используется для ограничения силы тока, поступающего в нагрузку, и включается в разрыв между источником питания и нагрузкой. То есть транзистор представляет собой некий вариант полупроводникового резистора, сопротивление которого можно очень быстро изменять. Выходное сопротивление транзистора меняется в зависимости от напряжения на управляющем электроде. Важно то, что это напряжение, а также сила тока, потребляемая входной цепью транзистора, гораздо меньше напряжения и силы тока в выходной цепи. Транзистор применяется в: Усилительных схемах. Работает, как правило, в усилительном режиме. [7][8] Существуют экспериментальные разработки полностью цифровых усилителей, на основе ЦАП, состоящих из мощных транзисторов. [9][10] Транзисторы в таких усилителях работают в ключевом режиме. [7][8] [9][10] Генераторах сигналов. В зависимости от типа генератора транзистор может использоваться либо в ключевом (генерация прямоугольных сигналов), либо в усилительном режиме (генерация сигналов произвольной формы). Электронных ключах. Транзисторы работают в ключевом режиме. Ключевые схемы можно условно назвать усилителями (регенераторами) цифровых сигналов. Иногда электронные ключи применяют и для управления силой тока в аналоговой нагрузке. Это делается, когда нагрузка обладает достаточно большой инерционностью, а напряжение и сила тока в ней регулируются не амплитудой, а шириной импульсов. На подобном принципе основаны бытовые диммеры для ламп накаливания и нагревательных приборов, а также импульсные источники питания.шириной импульсовдиммерыимпульсные источники питания

5 Классификация транзисторов Транзисторы делят : -По основному полупроводниковому материалу -По основному полупроводниковому материалу -По структуре -Другие разновидности транзисторов

6 История создания транзистора Первые патенты на принцип работы полевых транзисторов были зарегистрированы в Германии в 1928 году (в Канаде, 22 октября 1925 года) на имя австро-венгерского физика Юлия Эдгара Лилиенфельда [1][2]. В 1934 году немецкий физик Оскар Хайл (англ.)русск. запатентовал полевой транзистор. Полевые транзисторы (в частности, МОП-транзисторы) основаны на простом электростатическом эффекте поля, по физике они существенно проще биполярных транзисторов, и поэтому они придуманы и запатентованы задолго до биполярных транзисторов. Тем не менее, первый МОП-транзистор, составляющий основу современной компьютерной индустрии, был изготовлен позже биполярного транзистора, в 1960 году. Только в 90-х годах XX века МОП-технология стала доминировать над биполярной.Германии 1928 году Канаде 22 октября 1925 года Юлия Эдгара Лилиенфельда [1][2]1934 году Оскар Хайлрусск.полевой транзисторМОП-транзисторы 1960 году 90-х годах XX века В 1947 году Уильям Шокли, Джон Бардин и Уолтер Браттейн в лабораториях Bell Labs впервые создали действующий биполярный транзистор, продемонстрированный 16 декабря.23 декабря состоялось официальное представление изобретения и именно эта дата считается днём изобретения транзистора. По технологии изготовления он относился к классу точечных транзисторов. В 1956 году они были награждены Нобелевской премией по физике «за исследования полупроводников и открытие транзисторного эффекта». Интересно, что Джон Бардин вскоре был удостоен Нобелевской премии во второй раз за создание теории сверхпроводимости.1947 году Уильям Шокли Джон Бардин Уолтер БраттейнBell Labsбиполярный транзистор 16 декабря 23 декабря 1956 году Нобелевской премией по физике теории сверхпроводимости Позднее транзисторы заменили вакуумные лампы в большинстве электронных устройств, совершив революцию в создании интегральных схем и компьютеров.вакуумные лампы интегральных схем компьютеров Bell нуждались в названии устройства. Предлагались названия «полупроводниковый триод» (semiconductor triode), «Solid Triode», «Surface States Triode», «кристаллический триод» (crystal triode) и «Iotatron», но слово «транзистор» (transistor, образовано от слов transfer передача и resist сопротивление), предложенное Джоном Пирсом (John R. Pierce), победило во внутреннем голосовании.Джоном ПирсомJohn R. Pierce Первоначально название «транзистор» относилось к резисторам, управляемым напряжением. В самом деле, транзистор можно представить как некое сопротивление, регулируемое напряжением на одном электроде (в полевых транзисторах напряжением между затвором и истоком, в биполярных транзисторах напряжением между базой и эмиттером). током базы.резисторам сопротивление электроде полевых транзисторах биполярных транзисторах

7 Фотографии транзисторов Первый транзистор в мире Современные транзисторы

8 По основному полупроводниковому материалу Помимо основного полупроводникового материала, применяемого обычно в виде монокристалла, транзистор содержит в своей конструкции легирующие добавки к основному материалу, металлические выводы, изолирующие элементы, части корпуса (пластиковые или керамические). Иногда употребляются комбинированные наименования, частично описывающие материалы конкретной разновидности (например, «кремний на сапфире» или «металл-окисел-полупроводник»). Однако основными являются транзисторы на основе кремния, германия, арсенида галлия.полупроводникового материала кремния германия арсенида галлия Другие материалы для транзисторов до недавнего времени не использовались. В настоящее время имеются транзисторы на основе, например, прозрачных полупроводников для использования в матрицах дисплеев. Перспективный материал для транзисторов полупроводниковые полимеры. Также имеются отдельные сообщения о транзисторах на основе углеродных нанотрубок [3], о графеновых полевых транзисторах.углеродных нанотрубок [3]графеновых полевых транзисторах

9 По структуре Принцип действия и способы применения транзисторов существенно зависят от их типа и внутренней структуры, поэтому подробная информация об этом отнесена в соответствующие статьи. Биполярные n-p-n структуры, «обратной проводимости». p-n-p структуры, «прямой проводимости». В биполярном транзисторе носители заряда движутся от эмиттера через тонкую базу к коллектору. База отделена от эмиттера и коллектора p-n переходами. Ток протекает через транзистор лишь тогда, когда носители заряда инжектируются из эмиттера в базу через p-n переход. В базе они являются неосновными носителями заряда и легко проникают через другой p-n переход между базой и коллектором, ускоряясь при этом. В самой базе носители заряда движутся за счет диффузионного механизма, поэтому база должна быть достаточно тонкой. Управление током между эмиттером и коллектором осуществляется изменением напряжения между базой и эмиттером, от которого зависят условия инжекции носителей заряда в базу.носители зарядаp-n переходамидиффузионногоинжекции Полевые с p-n переходом. с изолированным затвором МДП-транзистор. с изолированным затворомМДП-транзистор В полевом транзисторе ток протекает от истока до стока через канал под затвором. Канал существует в легированном полупроводнике в промежутке между затвором и нелегированной подложкой, в которой нет носителей заряда, и она не может проводить ток. Преимущественно под затвором существует область обеднения, в которой тоже нет носителей заряда благодаря образованию между легированным полупроводником и металлическим затвором контакта Шоттки. Таким образом ширина канала ограничена пространством между подложкой и областью обеднения. Приложенное к затвору напряжение увеличивает или уменьшает ширину области обеднения и, тем самым, ширину канала, контролируя ток.подложкой

10 Другие разновидности транзисторов Однопереходные (Двухбазовый диод) Однопереходные Криогенные транзисторы (на эффекте Джозефсона) [источник не указан 2488 дней]эффекте Джозефсона [источник не указан 2488 дней] Многоэмиттерные транзисторы [4] [4] Баллистические транзисторы Одномолекулярный транзистор [5] [5] Фототранзисторы