Története a tranzisztor a találmány szerinti 1
2. Az első tranzisztor
3. létrehozása egy bipoláris tranzisztor
4. „hidegháború”, és annak hatása az elektronikai
5. Az első szovjet tranzisztorok
6. FET
7. Alkalmazási tranzisztor
A találmány háttere 1. TRANSISTOR
2. Az első tranzisztor
A fenti példákban a projektek és tervek tranzisztor eredményeket értek el a helyi tör gondolta tehetséges vagy szerencsés ember, nem támogatja a szükséges gazdasági és szervezési támogatást, és nem játszanak jelentős szerepet az elektronika fejlődésével. J .. Bardeen, W. Brattain és William Shockley volt a legjobb körülmények között. Ők dolgoztak a világ egyetlen fókuszált hosszú távú (5 éven túli) programot, elegendő pénzügyi és anyagi támogatást a Bell Telephone Laboratories cég, akkor az egyik legerősebb és a high-tech az Egyesült Államokban. Műveik kezdték a második felében a harmincas években, a munka által vezetett Dzhozef Beker, aki vonzódik hozzá nagy teoretikus William Shockley és W. Brattain ragyogó kísérletező. 1939-ben g. Shockley javasolt az ötlet, hogy változtatni a vezetőképessége egy vékony félvezető lemez (réz-oxid), a rá ható külső elektromos mező. Ez olyasmi, mint egy szabadalmi és Yu Lilienfeld, később készült és lett egy hatalmas térvezérlésű tranzisztoros. 1940-ben, Shockley és Brattain vett egy jó megoldás, hogy korlátozza a vizsgálatban csak egyszerű elemek - germánium és szilícium. Azonban minden megpróbálja felépíteni szilárdtest erősítő sem hiába, és Pearl Harbor után (a gyakorlati elején a második világháború, az Egyesült Államok) hoztak a hátsó égő. Shokkli és Brattain küldtek a Research Center, aki dolgozott a létrehozása radar. 1945-ben, mind visszatértek Bell Labs. Ott, irányítása alatt a Shockley erős csapat fizikus hozott létre a kémikusok dolgozni szilárdtest eszközök. Ez szerepel William Brattain és elméleti fizikus John. Bardin. Shockley orientált csoport végrehajtásáról szóló háború előtti ötleteket. De a készülék makacsul megtagadják a munkát, és Shockley Bardeen és Brattain bízott, hogy azt szem előtt tartva, hogy gyakorlatilag megszűnt témáról. Két éve csak hozott negatív eredményt a kemény munka. Bardin azt javasolta, hogy a felesleges elektronok erősen telepedett le a felületet a külső tér és szitáljuk. Ezt a hipotézist kéri további lépéseket. Lapos helyébe vezérlőelektródjával tip próbál cselekedj lokálisan felületén a félvezető vékony.
3. LÉTREHOZÊSA bipoláris tranzisztor
Spot tranzisztor által Bardeen és Brattain - bizonnyal egy hatalmas javulást a vákuumcsövek. De nem lesz az alapja a mikroelektronika, kiderült, hogy rövid kor, körülbelül 10 éves. Shockley hamar rájött, a kollégák, és létrehozott egy sík változata egy bipoláris tranzisztor, amely ma is él, és élni fog, amíg van mikroelektronika. Szabadalmi érte, megkapta 1951-ben és 1952-ben William Shockley létre és üvöltés FETtranzisztorból, mivel szabadalmaztatott. Annak érdekében, hogy a részvétel a Nobel-díjat elnyerte őszintén.
1950-ben a cég GSI fejlesztette ki az első szilícium tranzisztor, és 1954 g. Átszellemült a Texas Instruments. kezdi meg a tömegtermelés.
4. „hidegháború”, és annak hatása az elektronikára
5. Az első szovjet tranzisztorok
Májusban 1953 különleges tudományos kutatóintézet alakult (NII-35, később - SRI „Pulsar”), amelyet az Inter-Agency Tanács félvezetők. 1955-ben a kereskedelmi termelés megkezdését tranzisztorok a „Svetlana” Leningrádban és a gyárban létrehozott iroda fejlesztésére félvezető eszközök. 1956-ban, Moszkvában NII-311 kísérleti üzem átkeresztelték RI „Sapphire” gyárilag „optocsatoló”, és előtérbe helyezte a fejlesztési félvezető diódák és tranzisztorok. A 50-es években az országban már kidolgozott egy sor új termelési sík tranzisztorok Technológia: rafting, ötvözött-diffúzió, mesa-diffúzió. A félvezető ipar a Szovjetunió fejlődő elég gyorsan: 1955-ben megjelent 96 ezer, 1957-2700000 és 1966-ban - több mint 11 millió tranzisztort .. És ez csak a kezdet volt.
6. A térvezérlésű tranzisztor
A rendszer a szabadalom ábrán látható. ahol:
A kapu elektród (1) szolgál a gate-elektród (3) szolgál egy leeresztő elektród (4) A szerepe a forrás. Etetés egy váltakozó jelet a kapuhoz, nagyon közel található a vezeték, félvezető megkapjuk az ellenállás értékének változását (2) között a lefolyó és a forrás. Alacsony frekvencia oszcilláció látható nyilak árammérő (7). A jelen találmány egy prototípus FET szigetelt gate. A következő időszakban a hullám találmányok tranzisztorok jött 1939-ben, amikor, miután három éves kutatás szilárdtest erősítő a cég „BTL” (Bell Telephone Laboratories) Shockley meghívást kapott a tanulmány Brattain a mednookisnomu egyenirányító. A munka szakította meg a második világháború, de indulás előtt az első Shockley javasolt a két tranzisztor. Kutatás a tranzisztorok
Bipoláris tranzisztorok félvezető eszközök nagyszámú réteg különböző vezetési típusú elhelyezett különböző kombinációja. Tekintsünk egy bipoláris tranzisztor.
A működési elve egy bipoláris tranzisztor, hogy a két pn átmenetet olyan közel vannak egymáshoz, hogy a kölcsönös befolyás jelentkezik, amelyek révén erősíti az elektromos jeleket.
Amint ábrán látható. . Ez a három terület - N-, P- és N (elvileg lehet az ellenkezője: P-, p, p, tekintetében minden az érveket ez a tranzisztor ugyanaz lesz, az egyetlen különbség a polaritása feszültségek, a tranzisztor úgynevezett pn p, és az egyszerűség kedvéért meg kell vizsgálni a n-p-n ábrán látható.)
Így, ábrán. három réteget ábrázoltuk: az elektronikus vezetőképesség, egy erős, ami azt jelenti, plusz - emitter lyuk - bázis, majd az elektronikus, de gyengén adalékolt (koncentrációja elektronok legkisebb) - kollektor. A vastagság a bázis, azaz, A távolság a két p-n átmenetek, egyenlő Lb. nagyon kicsi. Meg lehet kevesebb, mint az elektron diffúziós hossz a bázis. Ez csak néhány, egy tucat mikron. A vastagság a bázis nem lehet több egység mikron. (Vastagság egy emberi hajszál 20-50 mikron. Vegyük észre azt is, hogy közel van a felbontás határa az emberi szem, hiszen nem látok semmit kevesebb, mint a fény hullámhossza, azaz körülbelül 0,5 mikron). Minden más tranzisztor méretek nem nagyobb, mint körülbelül 1 mm.
A felvitt rétegek külső feszültség úgy, hogy az emitter pn átmenetet eltoljuk az előre irányba, és rajta keresztül áramlik a nagy áram, és a kollektor pn átmenetet eltoljuk az ellenkező irányba, úgy, hogy rajta keresztül nem szivároghat a jelenlegi. Azonban, mivel a PN átmenetek vannak elrendezve szoros, befolyásolják egymást, és a kép változik elektron áram eltelt emitter pn átmenetet továbbhalad, eléri a kollektor pn átmenetet, és egy elektromos mező utóbbi elektronok behúzza kollektor. Ennek eredményeként csaknem a teljes minőségű tranzisztorok kollektor árama egyenlő a kibocsátó aktuális. jelenlegi veszteségek nagyon alacsony: a kamat, vagy akár frakciók egy százalék.
Általában áramkörök bipoláris tranzisztorok következőképpen jelennek meg:
Mint látható, a sematikus messze a tényleges építkezés. De így elfogadott. A kör szimbolizálja a test a tranzisztor. Alsó index „b” jelöli a kapcsolati a bázis, „a” jelöli a kapcsolati a kollektor terület és az „e” -, hogy az emitter régióban. Irány nyilak kapcsolatba meghatározza a tranzisztor emittere típusú (n-p-n vagy p-n-p).
Reakcióvázlat közös alap: a nyereség<1
Látjuk, hogy az emitter pn átmenetet visszük előre elfogultság: plusz a sífelvonóhoz, és negatív az emitter kapcsolatot. Ahhoz, hogy a kollektor pn átmenetet fordított előfeszítést alkalmaznak. Ebben az esetben a jó tranzisztor kollektor árama csak valamivel kevesebb, mint a kibocsátó.
Rendszer közös emitteres
Ebben az esetben, a bázis és az emitter feszültsége egyik jel etetik, de az adatbázis szolgáltatja nem nagyobb, mint 0,7 V, és a kollektor - 5. 15 V. Az erősítés b> 1
7. ALKALMAZÁS TRANSISTOR
Egy első tranzisztor kibocsátott hazai ipar voltak dot tranzisztorok, amelyek célja az amplifikációhoz és a rezgés generációs gyakorisága legfeljebb 5 MHz. A termelés a világ első tranzisztort dolgoztak ki az egyes folyamatok és a fejlett ellenőrzési módszerek paramétereket. A tapasztalat azt mehetnek a kibocsátás több korszerű eszközök, amelyek már képesek működni frekvencián 10 MHz. Ezt követően helyére pont jött planáris tranzisztorok, amelyek nagy elektromos és teljesítmény jellemzők. Első tranzisztorok P1 és P2 típusú célja, hogy megerősítsék, és ezáltal az elektromos rezgések frekvenciája 100 kHz-ig.
Aztán ott voltak erősebb alacsony frekvenciájú tranzisztorok P3 és P4, amelynek alkalmazása a 2-ütemű erősítők lehetővé tette, hogy megkapja a kimenő teljesítmény több tucat watt. Mivel a félvezető ipar fejlődése folyamatos fejlesztése, új típusú tranzisztorok, köztük a P5 és P6, ami összehasonlítva elődeik javított jellemzőket.
Ahogy múlt az idő, hogy megtanulják az új technikákat a gyártási tranzisztorok és tranzisztorok P1 - P6 nem elégíti ki a vonatkozó követelményeket vették ki a termelésből. Ehelyett meg típusú tranzisztorok P13 - P16, P201 - P203, ami szintén egyértelműen az alacsony frekvenciájú legfeljebb 100 kHz. Az ilyen alacsony frekvenciájú határa módszer magyarázata gyártására tranzisztorok által végrehajtott ötvöző.
Ezért a tranzisztorok P1 - P6, P13 - P16, P201 - P203 nevezik úszó. Tranzisztorok képesek generálni és kiegészítik az elektromos rezgések frekvenciája a tíz és több száz MHz jóval később - ezek voltak tipaP401 tranzisztorok - P403, amely kezdeményezte a kérelmet az új diffúziós gyártási eljárás félvezető eszközök. Az ilyen tranzisztorok diffúziós. Továbbfejlesztése követte az utat a javítása mind flotálható és szórt tranzisztorok, valamint a létrehozása és fejlesztése, új eljárások ezek gyártására.
Az Advent a bipoláris térvezérlésű tranzisztorok elkezdték megtestesítik az ötlet a kis számítógépek. Ezek alapján kezdtük létrehozni fedélzeti elektronikai rendszerek repülés és az űrtechnológia.
Az A reakcióvázlat OE bemeneti jelet betápláljuk a bázist, és a kimeneti jelet venni a kollektor. Behajtó és kihajtó jellemzőit a ris.1Vidno, hogy a rendszer már nagyon nehéz. Azonban a lényeg az, hogy van - ez egy ellenállás Rk. amely meghatározza a feszültség erősítés, és amely egy pár ohm egy megaohm (a nagyobb az ellenállás, annál erősítés). Az összes többi elem többé-kevésbé valószínű uslovny.Prezhde RS szükséges termikus stabilizálása a tranzisztor. Ez úgy történik rovására véleménnyel DC, amely megbeszéljük később.
Se - egy kondenzátort, amely söntöli az ellenállás üzemi frekvencián, úgyhogy amikor a változtatható ellenállás nincs jel. Ez kondenzátor - több mikrofaradosokat. Általában ez egy elektrolit kondenzátor.
Cp - blokkoló kondenzátorok, amelyek elválasztják a dc eleme a be- és kimenő külső áramkörök signallov. Jellemzően több mikrofaradosokat.
RB1 - fontos ellenállás, tranzisztor ellenőrzési műveletet, hogy állítsa be a működési ponton. Ez az ellenállás adja a DC komponens a bázis áram. Értéke függ az értéke Rk.
Rb2 - gyakorlatilag felesleges ellenállást, egyszerűen áll védő tranzisztor az égés. Értékét nagynak kell lennie, ahogy áll a bemeneti és lehet rövidre zárni. Általában, ez 1 vagy több kohm, mivel a bemeneti ellenállás a tranzisztor kicsi.
RL - Terhelő ellenállás, jobb, ha nagy, hiszen van kötve az kimeneti tranzisztor, és ha kicsi, akkor a kimenet fog esni.
Ui - a jelet a bemeneti tranzisztor. Mint látható, a bejáratnál sok különböző részből - ellenállások és kondenzátorok. De az üzemi frekvenciák kondenzátorok ellenállás kicsi, és ők is át jeleket. És két párhuzamos ellenállások RB1 és Rb2 elegendően nagy, mint a bemeneti impedanciája a tranzisztor. Ezért figyelembe véve csak a bemeneti ellenállás a tranzisztor maga soprotivlenie.Obychno jelölt kis betűkkel:
rb - ellenállás a tranzisztor bázis tartománya általában nagyon kicsi - több ohm, hogy tíz ohm;
rs - ellenállása az emitter régió (tized vagy század ohm), és az emitter egy pn átmenetet, jellemzően közvetlen ektópiás napryavlenii. Amikor nyitott tranzisztor belül 10. 100 Ohm. A bemenő feszültség Ube szállítjuk. A átfolyó áram a bázis tranzistora.Cherez kollektor áram folyik Ik = BIB. Kiszámítjuk a potenciál a kollektor. Most azt látjuk, a feszültség erősítés Ku = Uki / Ube, de mivel nehéz, akkor keresse meg a differenciál erősítés: