Площинний транзистор
Зміст
Загальний опис (принцип дії) САЛАБУТІН О. 31 група
Транзистор являє собою двухпереходний прилад. Переходи утворюються на кордонах тих трьох шарів, з яких складається транзистор. Контакти з зовнішніми електродами - омические. Залежно від типу провідності крайніх шарів розрізняють транзистори и зі взаємно протилежними робочими полярностями, що не має аналогії в лампової техніки. Щоб не дублювати всіх міркувань і висновків, в подальшому будемо розглядати тільки транзистори .
Принцип роботи транзистора полягає в тому, що пряма напруга еміттерного переходу, тобто ділянки бази — емітер (U6-е), істотно впливає на струми емітера і колектора: чим більша напруга, тим більші струми еміттера і колектора. При цьому зміна струму колектора лише незначно менша змін струму еміттера. Таким чином, напруга U6-е , тобто вхідна напруга, управляє струмом колектора. Посилення електричних коливань за допомогою транзистора засноване саме на цьому явищі.
Історична довідка
Винахід транзистора
У 1935 р. німецький у чений Оскар Хейл отримав британський патент на підсилювач на основі пятиокиси ванадію. У 1938 р. німецький фізик Поль створив діючий зразок кристалічного підсилювача на нагрітому кристалі броміду калію. Площинний транзистор, розроблений в 1949-1950 рр. американським фізиком В. Шоклі.
У червні 1948 р. (до оприлюднення транзистора) виготовили свій варіант точкового германієвого тріода, названий ними транзітроном, що жили тоді у Франції німецькі фізики Роберт Поль і Рудольф Хілш. На початку 1949 р. було організовано виробництво транзисторів, застосовувалися вони у телефонному обладнанні, причому працювали краще і довше американських транзисторів.
У 1955 р. почалося промислове виробництво транзисторів на заводі «Світлана» в Ленінграді, а при заводі створено ОКБ з розробки напівпровідникових приладів. У 1956 р. московський НДІ-311 з досвідченим заводом перейменований в НДІ «Сапфір» із заводом «Оптрон» і переорієнтований на розробку напівпровідникових діодів і тиристорів. Протягом 50-х років в країні були розроблені ряд нових технологій виготовлення площинних транзисторів.
Технічні характеристики
Оскільки транзистор має три електроди, то для кожного із струмів через два електроди транзистора, існує сімейство вольт-амперних характеристик при різних значеннях напруги на третьому електроді, або струму, який протікає через нього.
У багатьох застосуваннях важливі частотні характеристики транзисторів — швидкість перемикання між різними станами.
Площинний транзистор складається з кристала напівпровідника (германію, кремнію, арсеніду, індію, астату, та ін.), Що має три шари різної провідності p і n. Провідність типу p створюється надлишковими носіями позитивних зарядів, так званими "дірками", які утворюються в разі нестачі електронів в шарі. У шарі типу n провідність здійснюється надлишковими електронами.
Маса транзистора, не більше 0,3 грама.
Взагалі характеристики площинного транзистора в основному нелінійні і виражаються складними формулами, незручними на практиці. Тому простіше і наочніше використовувати графіки залежності параметрів транзистора між собою . Так само зручніше зображувати виміряні показання параметрів конкретного транзистора графічним способом.
Сфера застосування
Нові площинні транзистори володіють характеристиками (коефіцієнт посилення, ККД, тепловий опір і т.д.), в сукупності що перевершують характеристики біполярних транзисторів. Цільовим ринком для цих пристроїв є сегмент промислових, наукових і медичних додатків (ISM): системи магнітно-резістівной томографії (MRI) з надвисоким дозволом, мовне устаткування з високою потужністю, метеорадари, промислові лазери, плазмові генератори і т.д. Нові пристрої засновані на шостому поколінні високовольтної LDMOS-технології (VHV6 50V LDMOS). Ця технологія є першою технологією подібного ряду, представленою спеціально для ринку мовних, промислових, наукових і медичних застосувань.
До транзисторів в мовних і промислових пристроях пред’являються дуже строгі вимоги для забезпечення необхідної ефективності і надійності роботи готових пристроїв. Пристрої на базі VHV6 50V LDMOS-технології відрізняються високим значенням коефіцієнта посилення і ККД.
У поєднанні з новим дизайном корпусу і теплоотвода ця технологія дозволяє за рахунок збільшення питомої потужності, що доводиться на кожен транзистор, значно зменшити кількість необхідних допоміжних компонентів. Це, у свою чергу, зменшує займану площу на друкарській платі і загальну вартість готового пристрою в порівнянні з традиційно вживаними рішеннями.
Фото, відео-матеріали
