Как транзистор користи метали и електрична струја електрони?
Как транзисторите користат метали и електрони?
Транзисторите се полупроводници кои првенствено се користат за зголемување на сигнали или управување со кола. Иако внатрешниот механизам на транзисторите вклучува полупроводнички материјали (како што се кремниум или германиум), нивната функционалност не директно зависи од метали и електрони. Меѓутоа, производството и работата на транзисторите вклучуваат некои метални компоненти и концепти поврзани со протокот на електрони. Подолу е детално објаснување за тоа како работат транзисторите и нивната врска со метали и електрони.
Основна структура и принцип на работа на транзисторите
1. Основна структура
Постојат три главни видови на транзистори: Биполарни јункцијски транзистори (BJT), Полеви ефекти транзистори (FET) и Метал-оксид-полупроводник полеви ефекти транзистори (MOSFET). Тука ќе се фокусираме на најчесто користениот тип, NPN BJT:
Емитер (E): Обично силно дозиран, што му овозможува да има голем број на слободни електрони.
База (B): Помалку дозирана, контролира протокот.
Колектор (C): Помалку дозиран, собира електрони испуштени од емитерот.
2. Принцип на работа
Јункција Емитер-База (E-B Јункција): Кога базата е напредна биасирана спрема емитерот, E-B јункцијата проводи, овозможувајќи проток на електрони од емитерот до базата.
Јункција База-Колектор (B-C Јункција): Кога колекторот е обратно биасиран спрема базата, B-C јункцијата е во режим на прекин. Меѓутоа, ако постои доволен базен проток, голем проток текне помеѓу колекторот и емитерот.
Улога на метали и електрони
1. Метални контакти
Плускови: Емитерот, базата и колекторот на транзисторот обично се поврзани со надворешни кола преку метални плускови. Овие метални плускови гарантираат надежен проток на струја.
Метализациони слоеви: Во интегрирани кола, различните региони на транзисторот (како што се емитерот, базата и колекторот) често се поврзуваат внатрешно преку метални слоеви (обично алуминиум или меди).
2. Проток на електрони
Проток на електрони: Внатрешно во транзисторот, струјата се создава од движењето на електрони. На пример, во NPN BJT, кога базата е напредна биасирана, електроните текнуваат од емитерот до базата, и повеќето од овие електрони продолжуваат да текнуваат до колекторот.
Проток на црпала: Во p-тип полупроводници, струјата исто така може да се пренесе со црпала, кои се места каде недостасуваат електрони и може да се сметаат за позитивни носители на заред.
Специфични примери
1. NPN BJT
Напредна биаса: Кога базата е напредна биасирана спрема емитерот, E-B јункцијата проводи, и електроните текнуваат од емитерот до базата.
Обратна биаса: Кога колекторот е обратно биасиран спрема базата, B-C јункцијата е во режим на прекин. Меѓутоа, поради присуство на базен проток, голем проток текне помеѓу колекторот и емитерот.
2. MOSFET
Врата (G): Изолована од полупроводничкиот канал со изолаторски слој (обично диоксид на кремниум), напонот на вратата контролира проводливоста на каналот.
Извор (S) и Дренаж (D): Поврзани со надворешни кола преку метални плускови, протокот помеѓу изворот и дренажот се контролира со напонот на вратата.
Заклучок
Иако основниот принцип на работа на транзисторите вклучува движење на електрони и црпала во полупроводнички материјали, метали играат важна улога во производството и работата на транзисторите. Металните плускови и метални слоеви гарантираат надежен проток на струја, а протокот на електрони е основата за функционирањето на полупроводнички устройства. Низ овие механизми, транзисторите можат ефективно да зголемуваат сигнали или да управуваат со кола.
