Что такое транзистор
Транзистор (Transistor от transfer - переносить и resistance - сопротивление) - полупроводниковый электронный компонент с тремя контактами. Изменяя сигнал малой мощности, подведенный к среднему, управляющему, контакту транзистора, можно регулировать его проводящую способность, таким образом управляя намного более мощным сигналом.
Это определяет применение транзистора в качестве усилителя тока или напряжения, для преобразования и согласования цепей, генерирования и др. Так же транзистор является основным элементом в цифровой электронике для коммутации сигналов, где работает, как правило, в ключевом режиме. Ключевой режим транзистора - когда он может находиться только в двух крайних состояниях - максимально открытом (насыщение) или закрытом (отсечка).
Типы транзисторов
Принципиально транзисторы бывают двух основных типов - биполярные и полевые или униполярные. Первыми появились биполярные транзисторы (BJT - Bipolar Junction Transistor). Они имеют два p-n-перехода, проводимость которых регулируется величиной тока, проходящего через управляющий электрод - базу (Base).
В полевых транзисторах используется переход одной проводимости - n или p, на который действует электрическое поле, создаваемое напряжением на управляющем электроде - затворе (Gate). Такие транзисторы имеют очень высокое входное сопротивление, поэтому ток управления в них очень мал и практически не зависит от уровня открытия основного канала.
В свою очередь полевые транзисторы делятся на два вида: полевые транзисторы с управляющим p-n-переходом (JFET - Junction-Gate Field-Effect Transistor), в которых затвор является полупроводником и образует с основным каналом p-n-переход; транзисторы с изолированным затвором, в которых затвор изолирован от основного канала. Изолятором во вторых служит оксид кремния, поэтому они называются Металл-оксид-полупроводниковые транзисторы - МОПТ (MOSFET - Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor).
Относительно недавно, в 1990-х годах, был изобретен еще один тип транзистора - биполярный транзистор с изолированным затвором - БТИЗ (IGBT - Insulated-Gate Bipolar Transistor). Он представляет собой симбиоз из двух транзисторов - силовой канал образует мощный биполярный, а управляет им полевой с изолированным затвором. Такие транзисторы особенно эффективны в силовой электронике.
Отдельное место занимают германиевые биполярные транзисторы. Изначально именно германий был основным материалом для производства полупроводников, но впоследствии был вытеснен кремнием, который позволил получить транзисторы с более высокими техническими параметрами. Однако германиевые полупроводники имеют почти вдвое меньшее напряжение отпирания перехода, чем кремниевые, поэтому германиевые транзисторы до сих пор находят применение в низковольтных цепях.