Основные характеристики и параметры транзисторов

Классификация транзисторов. Проводимость, усиление, параметры, определяющие мощность, допустимое напряжение, частотные и шумовые свойства транзистора

Транзистор, в общем понимании этого слова – это полупроводниковый прибор, как правило, с тремя выводами, способный усиливать поступающий на него сигнал. Выполняя ряд функций, тках как: усиление, преобразование, генерирование, а также коммутация сигналов в электрических цепях, в данный момент времени транзистор является основным компонентом подавляющего большинства электронных устройств и интегральных микросхем.

На принципиальных схемах транзистор обычно обозначается латинскими буквами «VT» или «Q» с добавлением позиционного номера (например, VT12 или Q12). В отечественной документации прошлого века применялись обозначения «Т», «ПП» или «ПТ».

Преобладающее применение в промышленных и радиолюбительских конструкциях находят два типа транзисторов – биполярные и полевые. Какими они бывают?

Классификация, параметры и характеристики транзисторов

Основная классификация, определяющая область применения транзисторов, ведётся по: исходному материалу, на основе которого они сделаны, структуре проводимости, максимально допустимому напряжению, максимальной мощности, рассеиваемой на коллекторе, частотным свойствам, шумовым характеристикам, крутизне передаточной характеристики (для полевых) или статическому коэффициенту передачи тока (для биполярных транзисторов) .
Рассмотрим перечисленные пункты классификации более детально.

По исходному материалу транзисторы классифицируются на:
— германиевые (в настоящее время не производятся);
— кремниевые (наиболее широко представленный класс);
— из арсенида галлия (в основном СВЧ транзисторы) и др.

По структуре транзисторы классифицируются на:
— p-n-p структуры – биполярные транзисторы «прямой проводимости»;
— n-p-n структуры – биполярные транзисторы «обратной проводимости»;
— p-типа – полевые транзисторы с «p-типом проводимости»;
— n-типа – полевые транзисторы с «n-типом проводимости».
В свою очередь, полевые транзисторы подразделяются на приборы с управляющим p-n-переходом (JFET-транзисторы) и транзисторы с изолированным затвором (МДП или МОП-транзисторы).

По параметру мощности транзисторы делятся на:
— транзисторы малой мощности (условно Рmах < 0,3 Вт);
— транзисторы средней мощности (0,3 < Рmах <1,5 Вт);
— мощные транзисторы (Рmах >1,5 Вт).
Также косвенным показателем мощности транзистора является параметр максимально допустимого тока коллектора (Iк_max).

По параметру максимального напряжения Uкэ и Uси транзисторы делятся на:
— транзисторы общего применения (условно Uкэ_mах < 100 В);
— высоковольтные транзисторы (Uкэ_mах > 100 В).
У современных биполярных и полевых транзисторов параметр Uкэ_mах (Uси_mах) может достигать нескольких тысяч вольт!

По частотным характеристикам транзисторы делятся на:
— низкочастотные транзисторы (условно Fгр < 3 МГц);
— среднечастотные транзисторы (3 < Fгр < 30 МГц);
— высокочастотные транзисторы (30 < Fгр < 300 МГц);
— сверхвысокочастотные транзисторы (Fгр > 300 МГц);
Основным параметром, характеризующим быстродействия транзистора, является граничная частота коэффициента передачи тока (Fгр). Косвенным – входная и выходная ёмкости.
Для транзисторов, разработанных для использования в ключевых схемах, также может указываться параметр задержки переключения (tr и ts).

По шумовым характеристикам транзисторы делятся на:
— транзисторы с ненормированным коэффициентом шума;
— транзисторы с нормированным коэффициентом шума (Кш).

Коэффициент передачи тока (h21 – для биполярного транзистора) и крутизна передаточной характеристики (S – для полевого) являются одними из основных параметров полупроводника. От него зависят как качественные показатели транзисторного усилительного каскада, так и требования, предъявляемые к предыдущим и последующим каскадам.

Однако давайте будем считать эту статью вводной, а углубляться и подробно рассуждать о влиянии тех или иных параметров на работу и поведение биполярного или полевого транзистора будем на следующих страницах.
Полный перечень статей, посвящённых описанию работы транзистора, а также расчётам каскадов на полевых и биполярных полупроводниках, приведён в рубрике "Это тоже может быть интересно".

Дальше