Применение транзисторов.

Принцип применения.

1.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.

2.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.

3.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.

Транзисторы применяются в усилительных схемах, генераторах сигналов, усилительных системах, а также в качестве активных элементов в усилительных и переключательных каскадах (так как реле и тиристоры имеют больший коэффициент усиления мощности, чем транзисторы, но работают только в ключевом режиме).

Вся современная цифровая техника построена, в основном, на полевых МОП (металл-оксид-полупроводник)-транзисторах(МОПТ), как более экономичных, по сравнению с БТ, элементах. Иногда их называют МДП (металл-диэлектрик-полупроводник)-транзисторы. Международный термин — MOSFET (metal-oxide-semiconductor field effect transistor). Транзисторы изготавливаются в рамках интегральной технологии на одном кремниевом кристалле (чипе) и составляют элементарный «кирпичик» для построения микросхем логики, памяти, процессора. Размеры современных МОПТ составляют от 90 до 8 нм. В настоящее время на одном современном кристалле площадью 1—2 см² могут разместиться несколько миллиардов МОПТ. На протяжении 60 лет происходит миниатюризация МОПТ и увеличение их количества на одном чипе (т.н степени интеграции), в ближайшие годы ожидается дальнейшее увеличение количества транзисторов на чипе. Уменьшение размеров МОПТ приводит, также, к повышению быстродействия процессоров, снижению энергопотребления и тепловыделения.

До разработки транзисторов, в качестве активных компонентов в электронном оборудовании широко применялись вакуумные (электронные) лампы. По принципу работы электронной лампе наиболее родственен полевой транзистор. Многие схемы, разработанные для электронных ламп стали применяться и для транзисторов и даже получили некоторое развитие, поскольку электронные лампы имеют фактически только один тип проводимости — электронный, транзисторы же могут иметь как электронный, так и дырочный тип проводимости, что привело к широкому использованию комплементарных схем; некоторые формулы, описывающие работу ламп, применяются для описания работы полевых транзисторов.

Выводы:

Преобразователь электрической энергии – электротехническое устройство, преобразующее электрическую энергию с одними значениями параметров и показателей качества в электрическую энергию с другими значениями параметров и показателей качества. По степени управляемости, преобразователи электрической энергии подразделяются на неуправляемые и управляемые.

Компонентная база играет огромную роль в работе преобразователей энергии. На сегодняшний день, существует тенденция совершенствования компонентной базы и внедрение новых, прежде неизвестных и кажущихся по сей день невероятными, технологий (миниатюризация метал-оксид-полупроводниковых транзисторов, технологии криогенных транзисторов, мономолекулярные транзисторы). На сегодняшний день активно ведутся работы по разработке мономолекулярных транзисторов, мономолекулярные транзисторы получали и прежде, но поток носителей заряда в них контролировался с помощью Кулоновской блокады и эффекта Конда, а не изменением свойств молекулы. Появление новых приборов не устраняет необходимости использовать ряд приборов существовавших прежде. Например, многие полупроводниковые приборы используют трансформаторы, но в более выгодном высокочастотном диапазоне. В результате устройство приобретает преимущества и тех, и других компонентов.

Используемая литература:

1.С. Ю. Забродин. Промышленная электроника: учебник для вузов. — Москва: Высшая школа, 1982.

2. Горбачев Г.Н., Чаплыгин Е.Е. Промышленная электроника: Учебник для вузов.

3. Ю.К. Разанов, ЕМ. Соколов «Электронные устройства Электромеханических систем». Москва 2004