Транзистор қалай металлдарды және электр ағынын электрондарды пайдаланады?
Транзисторлар қалай металдарды және ағын электрондарын қолданады?
Транзисторлар - бұл негізінен сигналдарды кеңейтуде немесе схемаларды ауыстыруда қолданылатын полупроводниковік приборлар. Транзисторлардың ішкі механизми (мисалы, кремний немесе германий сызықтары) полупроводниковік материалдарға негізделген, бірақ олар тіпті металлар мен ағын электрондарын прямді қолданбайды. Бірақ, транзисторлардың өндірілуі және қызмет етуі металл компоненттері мен электрон ағынына байланысты көп түрлі идеялармен қамтылады. Төменде транзисторлар қалай жұмыс істейтіні және алардың металлар мен ағын электрондарымен қандай байланысы бары туралы толығырақ түсіндірілген.
Транзисторлардың негізгі құрылымы және жұмыс əсибі
1. Негізгі құрылым
Транзисторлар үш негізгі түрлеріне бөлінеді: Двуполярлық қоңырау транзисторлары (BJT), Электротартылы транзисторлар (FET) және Метал-оксид-полупроводниковік электротартылы транзисторлар (MOSFET). Мұнда біз ең көп кездесетін түрді, NPN BJT-ді қарастырамыз:
Эмиттер (E): Көбінесе жоғары деңгейде допталған, көптеген ұзақ электрондарды ұсынады.
База (B): Ешқандай деңгейде допталған, ағынды басқарады.
Коллектор (C): Ешқандай деңгейде допталған, эмиттерден шыққан электрондарды жинау үшін.
2. Жұмыс əсибі
Эмиттер-база қоңырауы (Е-В қоңырауы): База эмиттерге қарағанда ағымды бағыттау кезінде, Е-В қоңырауы өткізеді, электрондар эмиттерден базага қатысады.
База-коллектор қоңырауы (В-С қоңырауы): Коллектор базага қарағанда ағымды тағындау кезінде, В-С қоңырауы өткізу режимінде болады. Бірақ, базада жеткілікті ағын болса, коллектор мен эмиттер арасында үлкен ағын қатысады.
Металдардың және ағын электрондарының рөлі
1. Метал контакттары
Шығындар: Транзистордың эмиттері, базасы және коллекторы көбінесе металл шығындар арқылы сыртқы схемаларға қосылады. Бұл металл шығындар надеждесі ағынды ауыстыруға қолданылады.
Металлау слойлары: Интегралды схемаларда транзистордың әртүрлі аймақтары (мисалы, эмиттер, база, коллектор) көбінесе металл слойлар арқылы (көбінесе алюминий немесе мисы) ішкі қосылады.
2. Ағын электрондары
Электрон ағыны: Транзистордың ішінде ағын электрондардың қозғалуы арқылы пайда болады. Мысалы, NPN BJT-де база эмиттерге қарағанда ағымды бағыттау кезінде, электрондар эмиттерден базага қатысады, және бұл электрондардың көпшілігі коллекторға қатысады.
Позитивді зарядты қозғалтқыштар: p-типі полупроводниковіктерде, ағынды электрондың жоқ болуынан туындап шыққан оралар арқылы қозғалуы мүмкін, бұларды позитивді зарядты қозғалтқыштар деп атайды.
Айнымалы мысалдар
1. NPN BJT
Ағымды бағыттау: База эмиттерге қарағанда ағымды бағыттау кезінде, Е-В қоңырауы өткізеді, электрондар эмиттерден базага қатысады.
Ағымды тағындау: Коллектор базага қарағанда ағымды тағындау кезінде, В-С қоңырауы өткізу режимінде болады. Бірақ, базада жеткілікті ағын болса, коллектор мен эмиттер арасында үлкен ағын қатысады.
2. MOSFET
Шекара (G): Полупроводниковік каналмен (көбінесе кремний диоксид) изоляциялық слой арқылы бөлінген, шекара напряжениесы каналдың өткізгіштігін басқарады.
Жер (S) және Су (D): Металл шығындар арқылы сыртқы схемаларға қосылады, шекара напряжениесы бойынша жер мен су арасындағы ағын басқарылады.
Қорытынды
Транзисторлардың негізгі жұмыс əсибі полупроводниковік материалдарда электрондардың және оралардың қозғалуына негізделген, бірақ металлар транзисторлардың өндірілуі мен қызмет етуінде маңызды рөл атқарады. Металл шығындар және металл слойлар надеждесі ағынды ауыстыруға қолданылады, ал ағын электрондары - полупроводниковік приборлардың қызмет етуінің негізгі негізі. Бұл механизмдер арқылы транзисторлар сигналдарды кеңейту немесе схемаларды ауыстыру үшін әсерлі түрде қызмет ете алады.
