מהו טרנזיסטור וסוגו?

מושגים בסיסיים של טרנזיסטורים
טרנזיסטור, המכונה גם טרנזיסטור מוליכים למחצה, הוא מכשיר אלקטרוני העשוי מחומרים מוליכים למחצה כמו סיליקון וגרמניום. הופעתו מסמנת את המעבר של הטכנולוגיה האלקטרונית מעידן שפופרות הוואקום לעידן האלקטרוניקה של המצב המוצק, מה שמקדם מאוד את המיזעור, צריכת החשמל הנמוכה ופיתוח האמינות הגבוהה של מכשירים אלקטרוניים. המבנה הבסיסי של טרנזיסטור כולל שלושה אזורים עיקריים: פולט, בסיס וקולטן. על ידי שליטה בזרם או במתח בין הבסיס לפולט, ניתן להשיג שליטה יעילה בזרם בין הקולט והפולט, ובכך להשיג הגברה, מיתוג ופונקציות אחרות של האות.
עקרון העבודה של טרנזיסטורים
עקרון העבודה של טרנזיסטורים מבוסס על מאפייני צומת PN של חומרים מוליכים למחצה. בצומת PN, בגלל הפרש הריכוזים בין אלקטרונים לחורים, נוצר שדה חשמלי מובנה, המונע דיפוזיה חופשית של נושאי מטען. עם זאת, כאשר מופעל מתח חיצוני מתאים, מצב שיווי משקל זה יכול להיות מופרע, מה שמאפשר לנושאי מטען לעבור דרך צומת ה-PN וליצור זרם. טרנזיסטורים מנצלים מאפיין זה כדי להשיג אפנון משמעותי של הזרם מהאזור הפולט לאזור האיסוף על ידי שליטה בזרם אזור הבסיס (או המתח). באופן ספציפי, ככל שזרם הבסיס גדל, הוא ימשוך יותר אלקטרונים מאזור הפליטה להיכנס לאזור הבסיס, מה שיאפשר ליותר אלקטרונים לחצות את מחסום הפוטנציאל בין אזור הבסיס לאזור האספן ולהיכנס לאזור האספן, וליצור זרם אספן מוגבר. . להיפך, כאשר זרם הבסיס יורד, גם זרם האספן יקטן בהתאמה או אפילו ייפסק.
הסוגים העיקריים של טרנזיסטורים
על פי המבנים השונים ועקרונות העבודה שלהם, ניתן לסווג טרנזיסטורים לסוגים שונים, כאשר הנפוצים והחשובים ביותר הם טרנזיסטורים דו-קוטביים (BJT) וטרנזיסטורי אפקט שדה (FET).
טרנזיסטור דו קוטבי (BJT)
טרנזיסטור דו קוטבי, הידוע גם כטרנזיסטור דו-נשאי, הוא הסוג המוקדם ביותר של טרנזיסטור שהומצא ונמצא בשימוש נרחב. הוא כולל שני סוגים של מבנים: סוג NPN וסוג PNP. ב-BJT, אפקט ההגברה של הזרם מושג באמצעות דיפוזיה ושילוב מחדש של נשאי מיעוטים באזור הבסיס. כאשר זרם הבסיס עולה, הוא מקדם הזרקת אלקטרונים מהאזור הפולט לאזור הבסיס ומגביר את יעילות איסוף האלקטרונים באזור האיסוף, ובכך משיג הגברת זרם. ל-BJT יש את היתרונות של רווח זרם גבוה ומאפייני תדר טובים, והוא נמצא בשימוש נרחב במעגלים אנלוגיים ודיגיטליים.
טרנזיסטור אפקט שדה (FET)
טרנזיסטור אפקט שדה הוא מכשיר מוליכים למחצה מבוקר מתח הפועל בעקרון שונה לחלוטין מ-BJT. ב-FET, זרימת נושאי המטען בערוץ מווסתת על ידי שדה חשמלי הנשלט על ידי מתח השער. על פי הערוצים המוליכים השונים, ניתן לחלק FETs לשני סוגים: FETs N-channel ו-P-channel FETs; על פי מבני השער השונים, ניתן לחלק אותו עוד לתת-קטגוריות כגון FETs מסוג צומת (JFETs) ו-FETs מוליכים למחצה מתכת תחמוצת (MOSFETs). נעשה שימוש נרחב ב-MOSFET במעגלים משולבים בשל עכבת הכניסה הגבוהה, הרעש הנמוך וקלות האינטגרציה שלהם, והפכו למרכיבי הליבה של מעגלים דיגיטליים מודרניים כגון מיקרו-מעבדים וזיכרון.
בנוסף לשני הסוגים העיקריים שהוזכרו לעיל, ישנם גם סוגים מיוחדים של טרנזיסטורים, כגון פוטו-טרנזיסטורים, מגנטו-טרנזיסטורים וכו', המנצלים את האפקט הפוטואלקטרי והאפקט המגנו-אלקטרי כדי להשיג פונקציות ספציפיות. לסוגים מיוחדים אלה של טרנזיסטורים יש ערך יישום חשוב בתחומים כגון אופטואלקטרוניקה ומגנטיות.

https://www.trrsemicon.com/transistor/npn-transistor-bc817w.html