Tranzystory są trójelektrodowymi półprzewodnikami, które wyróżnia zdolność wzmacniania sygnałów elektrycznych. Tranzystory są jednymi z kluczowych elementów układów elektronicznych i stosowane są w niemal każdym urządzeniu i obwodzie. Sprawdź, jakie rodzaje tranzystorów wyróżniamy oraz jakie są kryteria ich podziału.
Podział tranzystorów
Wynalezienie i upowszechnienie się tranzystorów zapewniło podwaliny do dynamicznego rozwoju współczesnej techniki cyfrowej oraz układów scalonych. Tranzystory szybko zastąpiły energochłonne, zawodne i duże lampy elektronowe, pozwalając na sprawną miniaturyzację elektroniki, a także zwiększenie jej efektywności energetycznej.
Tranzystory dzieli się przede wszystkim ze względu na sposób ich działania. Pod tym kątem wyróżnia się tranzystory bipolarne i unipolarne. Czym różnią się między sobą?
Tranzystory bipolarne
W tranzystorach bipolarnych energia elektryczna jest transportowana przez złącza półprzewodnika o przewodnictwie typu n lub p – zależnie od rodzaju tranzystora. Tranzystory bipolarne skonstruowane są z trzech warstw półprzewodników o przewodnictwie typu pnp lub npn.
Wyprowadzenia tranzystorów mają następujące nazwy: emiter, baza i kolektor. Tranzystory bipolarne wykorzystywane są przede wszystkim w celu sterowania dużego prądu płynącego między emiterem a kolektorem niewielkim prądem, który płynie między emiterem a bazą.
Tranzystory unipolarne
Tranzystory unipolarne (zwane również tranzystorami polowymi) są konstrukcjami, w których energia elektryczna jest transportowana przez półprzewodnik o jednym typie przewodnictwa. Prąd, który wypływa z tranzystora bipolarnego stanowi funkcję napięcia sterującego.
Kanał przewodnictwa w tranzystorach unipolarnych jest tworzony między dwiema elektrodami. Są to elektrody zwane drenem oraz źródłem. Wzdłuż obszaru przewodnictwa między źródłem i drenem dołączona jest trzecia elektroda, którą nazywa się bramką.
W przypadku przyłożenia napięcia do bramki nastąpi zmiana w przewodnictwie kanału, zmieniając parametry płynącego przez tranzystor prądu. W tranzystorach unipolarnych złączowych JFET bramka jest spolaryzowana w kierunku zaporowym, a w tranzystorach unipolarnych MOSFET bramka jest odizolowana od kanału przewodzenia warstwą dielektryka.
Pozostałe kryteria podziału tranzystorów
Tranzystory można również podzielić na wiele innych sposobów. Wśród typowych kryteriów podziału są m.in. typ tranzystorów. Pod tym kątem wyróżniamy tranzystory jednozłączowe oraz tranzystory IGBT. Te pierwsze składają się z półprzewodników, które zawierają jedno złącze p-n i 3 elektrody – emiter i dwie bazy. Z kolei tranzystory IGBT to tranzystory bipolarne z izolowaną bramką. Są to tranzystory, które łączą zalety tranzystorów bipolarnych i unipolarnych. Zwykle wykorzystuje się je w przekształtnikach energoelektronicznych dużych mocy.
Innym kryterium podziału tranzystorów jest również materiał, z którego wykonano półprzewodniki tranzystora. Pod tym względem wyróżnia się tranzystory z: germanu, krzemu, węgliku krzemu, arsenu galu i azotku galu.