Транзисторы: виды, типы, классы

Транзистор (или полупроводниковый триод) — это полупроводниковый прибор, позволяющий при помощи небольшого сигнала управлять значительными токами. Транзистор бывает самостоятельным компонентом, либо состоящим из нескольких компонентов, вместе выполняющих функцию одиночного транзистора. В настоящее время транзистор надежно закрепил статус неотъемлемой части большинства электронных устройств и интегральных схем.

Долгое время основой всех радиоэлектронных устройств была электронная лампа. Она имела большие размер и потребляемую мощность при низкой прочности и коротком сроке службы. Но не имела альтернатив. Не имела вплоть до 1947 года, когда сотрудниками Bell Telephone Laboratories Уильямом Шокли, Уолтером Браттейном и Джоном Бардином был создан первый рабочий транзистор имевший форму металлического цилиндра длиной всего 13мм. К слову, за это достижение спустя 9 лет все трое ученых были удостоены нобелевской премии в области физики. Мало-помалу мир оценил преимущества транзистора, лишенного недостатков электронной лампы, и новинка постепенно вытеснила устаревшего предшественника.

Как правило, транзистор имеет три выхода. Варианты форм-фактора транзисторов лежат в довольно широком диапазоне, включающем в себя, в том числе, SMD, THT и винтовое исполнение. Выделяют два базовых класса транзисторов — биполярные и полевые, а также ряд вторичных категорий.

Биполярные транзисторы — это устройства, в полупроводниковой структуре которых сформированы два p-n-перехода. Заряд через них переносят носители дух полярностей — электроны и "дырки". Такие транзисторы состоят из трех слоев с чередующимся типом проводимости — эмиттера, базы и коллектора. Тип проводимости может быть p-n-p либо n-p-n. Биполярные транзисторы управляются током.

Полевые (униполярные) транзисторы состоят из полупроводниковой пластины с электродами (стоком и истоком) на противоположных концах и управляющей пластины (затвора). Такие транзисторы управляются напряжением.

Транзистор – это своего рода вентиль. При помощи небольшого усилия он открывает или закрывает путь для основного питания. Таким образом, транзисторы нашли широкое применение в качестве активных элементов в усилительных каскадах, генераторах сигналов, электронных ключах.

На сегодняшний день существуют самые разные типы и виды транзисторов. Если обобщить и структурировать их, можно выделить следующую классификацию:

• Биполярные транзисторы;
  • p-n-p-типа;
  • n-p-n-типа;
  • многоэлектродные (например, двухэмиттерные транзисторы);
  • биполярные транзисторы на гетеропереходах (HBT);
• Лавинные транзисторы;
• Однопереходные транзисторы;
  • с p-базой;
  • с n-базой;
• Полевые (униполярные) транзисторы с управляющим переходом;
  • с управляющим p-n-переходом (JFET);
    • с каналом p-типа;
    • с каналом n-типа;
    • статические индукционные транзисторы (VFET/SIT);
    • биполярные статические индукционные транзисторы;
  • с управляющим переходом Шоттки (MESFET)(контакт металл-полупроводник);
  • с управляющим гетеропереходом (HFET/MODFET/HEMT);
• Полевые транзисторы c изолированным затвором (МДП-транзисторы) (MOSFET);
  • со встроенным каналом (МДП-транзисторы обедненного типа);
    • с каналом p-типа;
    • с каналом n-типа;
  • с индуцированным каналом (МДП-транзисторы обогащенного типа);
    • с каналом p-типа;
    • с каналом n-типа (практически не встречаются);
  • многозатворные транзисторы (особенно распространены двухзатворные);
  • биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT);
  • поверхностно-зарядовые транзисторы.

Важность транзистора в современной технике переоценить трудно. Процессоры, микроконтроллеры, ОЗУ/ПЗУ память, сотни других электронных приборов – все это было бы невозможно без появления транзистора и схем на его основе.