✖


Jump to content

Транзистор

Edit links
(Перенаправлено с Transistorized )
Чтобы узнать о других значениях, см. Транзистор (значения) .

Сравнение размеров корпусов биполярных транзисторов , включая (слева направо): СОТ-23 , ТО-92 , ТО-126 и ТО-3.
Полевой транзистор металл-оксид-полупроводник (MOSFET) с выводами затвора (G), корпуса (B), истока (S) и стока (D). Ворота отделены от корпуса изоляционным слоем (белого цвета).

Транзистор используемое — это полупроводниковое устройство, для усиления или переключения электрических сигналов и мощности . Это один из основных строительных блоков современной электроники . [1] Он состоит из полупроводникового материала и обычно имеет как минимум три клеммы для подключения к электронной схеме. Напряжение , или ток приложенный к одной паре выводов транзистора, контролирует ток через другую пару выводов. Поскольку управляемая (выходная) мощность может быть выше управляющей (входной) мощности, транзистор может усиливать сигнал. Некоторые транзисторы упакованы индивидуально, но многие другие в миниатюрной форме встроены в интегральные схемы . Поскольку транзисторы являются ключевыми активными компонентами практически всей современной электроники , многие считают их одним из величайших изобретений 20-го века. [2]

Физик Юлиус Эдгар Лилиенфельд предложил концепцию полевого транзистора (FET) в 1926 году, но сконструировать работающее устройство в то время не удалось. [3] Первым работающим устройством стал точечный транзистор, изобретенный в 1947 году физиками Джоном Бардином , Уолтером Брэттеном и Уильямом Шокли в Bell Labs ; за свои достижения все трое получили Нобелевскую премию по физике 1956 года . [4] Наиболее широко используемый тип транзистора — полевой транзистор металл-оксид-полупроводник (MOSFET), изобретенный Мохамедом Аталлой и Давоном Кангом в Bell Labs в 1959 году. [5] [6] [7] Транзисторы произвели революцию в области электроники и проложили путь к меньшим и дешевым радиоприемникам , калькуляторам , компьютерам и другим электронным устройствам.

Большинство транзисторов изготавливаются из очень чистого кремния , некоторые из германия , но иногда используются и другие полупроводниковые материалы. Транзистор может иметь только один тип носителей заряда в полевых транзисторах или может иметь два типа носителей заряда в на биполярных транзисторах устройствах . По сравнению с электронными лампами транзисторы, как правило, меньше по размеру и требуют меньше энергии для работы. Некоторые электронные лампы имеют преимущества перед транзисторами при очень высоких рабочих частотах или высоких рабочих напряжениях, например, лампы бегущей волны и гиротроны . Многие типы транзисторов производятся в соответствии со стандартизированными спецификациями несколькими производителями.

История

[ редактировать ]
Основная статья: История транзистора
Юлиус Эдгар Лилиенфельд предложил концепцию полевого транзистора в 1925 году.

Термоэлектронный изобретенная триод , вакуумная лампа, в 1907 году, позволила усилить радиотехнологии на большие расстояния и обеспечить телефонную связь . Однако триод был хрупким устройством, потреблявшим значительное количество энергии. В 1909 году физик Уильям Экклс открыл кварцевый диодный генератор. [8] Физик Юлиус Эдгар Лилиенфельд подал патент на полевой транзистор (FET) в Канаде в 1925 году. [9] предназначен как твердотельная замена триода. [10] [11] Он подал идентичные патенты в США в 1926 году. [12] и 1928 год. [13] [14] Однако он не публиковал никаких исследовательских статей о своих устройствах, а в его патентах не упоминались какие-либо конкретные примеры работающего прототипа. Поскольку до производства высококачественных полупроводниковых материалов оставалось еще несколько десятилетий, идеи Лилиенфельда о твердотельных усилителях не нашли бы практического применения в 1920-х и 1930-х годах, даже если бы такое устройство было создано. [15] В 1934 году изобретатель Оскар Хайль запатентовал аналогичное устройство в Европе. [16]

Биполярные транзисторы

[ редактировать ]
Дополнительная информация: Точечный транзистор и биполярный транзистор.
Джон Бардин , Уильям Шокли и Уолтер Браттейн из Bell Labs в 1948 году; Бардин и Браттейн изобрели точечный транзистор в 1947 году, а Шокли изобрел биполярный переходной транзистор в 1948 году.
Точная копия первого рабочего транзистора, точечного транзистора, изобретенного в 1947 году.
Герберт Матаре (на фото 1950 года) независимо изобрел точечный транзистор в июне 1948 года.
Транзистор с поверхностным барьером Philco разработан и произведен в 1953 году.

С 17 ноября по 23 декабря 1947 года Джон Бардин и Уолтер Браттейн в AT&T компании лаборатории Bell Labs в Мюррей-Хилл, штат Нью-Джерси , проводили эксперименты и наблюдали, что, когда два золотых точечных контакта были приложены к кристаллу германия , возник сигнал с выходная мощность больше входной. [17] Руководитель группы физики твердого тела Уильям Шокли увидел в этом потенциал и в течение следующих нескольких месяцев работал над значительным расширением знаний о полупроводниках . Термин «транзистор» был придуман Джоном Р. Пирсом как сокращение термина «транссопротивление» . [18] [19] [20] По словам Лилиан Ходдесон и Вики Дэйтч, Шокли предложил, чтобы первый патент Bell Labs на транзистор был основан на полевом эффекте, и чтобы его назвали изобретателем. Обнаружив патенты Лилиенфельда, которые ушли в безвестность несколькими годами ранее, юристы Bell Labs выступили против предложения Шокли, поскольку идея полевого транзистора, использующего электрическое поле в качестве «сетки», не была новой. Вместо этого Бардин, Брэттен и Шокли изобрели в 1947 году первый транзистор с точечным контактом . [15] В знак признания этого достижения Шокли, Бардин и Браттейн совместно получили Нобелевскую премию по физике 1956 года «за исследования полупроводников и открытие транзисторного эффекта». [21] [22]

Команда Шокли первоначально попыталась создать полевой транзистор (FET), пытаясь модулировать проводимость полупроводника, но безуспешно, в основном из-за проблем с поверхностными состояниями , оборванной связью и германия и меди соединениями . Попытка понять загадочные причины этой неудачи привела их к изобретению биполярных транзисторов с точечным контактом и переходом . [23] [24]

В 1948 году точечный транзистор был независимо изобретен физиками Гербертом Матаре и Генрихом Велькером во время работы в Compagnie des Freins et Signaux Westinghouse , дочерней компании Westinghouse в Париже . У Матаре уже был опыт разработки кристаллических выпрямителей из кремния и германия для немецких радаров во время Второй мировой войны . Обладая этими знаниями, он начал исследовать явление «интерференции» в 1947 году. К июню 1948 года, наблюдая токи, протекающие через точечные контакты, он получил последовательные результаты, используя образцы германия, произведенные Велкером, аналогичные тому, что Бардин и Браттейн сделали ранее в Декабрь 1947 года. Понимая, что ученые Bell Labs уже изобрели транзистор, компания поспешила запустить его «транзистрон» в производство для более широкого использования в телефонной сети Франции, подав свою первую заявку на патент на транзистор 13 августа 1948 года. [25] [26] [27]

Первые транзисторы с биполярным переходом были изобретены Уильямом Шокли из Bell Labs, который подал заявку на патент (2 569 347) 26 июня 1948 года. 12 апреля 1950 года химики Bell Labs Гордон Тил и Морган Спаркс успешно создали рабочий биполярный NPN-переход, усиливающий германий. транзистор. Белл объявил об открытии этого нового «сэндвич-транзистора» в пресс-релизе от 4 июля 1951 года. [28] [29]

Первым высокочастотным транзистором стал германиевый транзистор с поверхностным барьером, разработанный компанией Philco в 1953 году и способный работать на частотах до 60 МГц . [30] Они были сделаны путем травления углублений на германиевой основе n-типа с обеих сторон струями сульфата индия (III) до толщины в несколько десятитысячных дюйма. Индий, нанесенный гальваническим способом в углубления, образует коллектор и эмиттер. [31] [32]

AT&T впервые использовала транзисторы в телекоммуникационном оборудовании в системе коммутации междугородной связи № 4А в 1953 году для выбора магистральных каналов из информации маршрутизации, закодированной на картах транслятора. [33] Western Electric № 3A Его предшественник, фототранзистор , считывал механическую кодировку с перфокарт.

Первый прототип карманного транзисторного радиоприемника был показан компанией INTERMETALL, основанной Гербертом Матаре в 1952 году, на выставке Internationale Funkausstellung в Дюссельдорфе с 29 августа по 6 сентября 1953 года. [34] [35] Первой серийной моделью карманного транзисторного радиоприемника стал Regency TR-1 , выпущенный в октябре 1954 года. [22] TR-1, созданный совместным предприятием Regency Division of Industrial Development Engineering Associates, IDEA и Texas Instruments из Далласа, штат Техас, производился в Индианаполисе, штат Индиана. Это был почти карманный радиоприемник с четырьмя транзисторами и одним германиевым диодом. Промышленный дизайн был передан на аутсорсинг чикагской фирме Painter, Teague and Petertil. Первоначально он был выпущен в одном из шести цветов: черный, слоновая кость, мандариново-красный, облачно-серый, красное дерево и оливково-зеленый. Вскоре последовали и другие цвета. [36] [37] [38]

Первый серийный полностью транзисторный автомобильный радиоприемник был разработан корпорациями Chrysler и Philco и был анонсирован в выпуске The Wall Street Journal от 28 апреля 1955 года . Начиная с осени 1955 года компания Chrysler сделала модель Mopar 914HR доступной в качестве опции для своей новой линейки автомобилей Chrysler и Imperial 1956 года выпуска, которые поступили в автосалоны дилерских центров 21 октября 1955 года. [39] [40]

Sony TR-63, выпущенный в 1957 году, был первым транзисторным радиоприемником массового производства, что привело к широкому распространению транзисторных радиоприемников. [41] К середине 1960-х годов по всему миру было продано семь миллионов TR-63. [42] Успех Sony с транзисторными радиоприемниками привел к тому, что транзисторы заменили электронные лампы в качестве доминирующей электронной технологии в конце 1950-х годов. [43]

Первый рабочий кремниевый транзистор был разработан в Bell Labs 26 января 1954 года Моррисом Таненбаумом . О первом серийном коммерческом кремниевом транзисторе объявила компания Texas Instruments в мае 1954 года. Это была работа Гордона Тила , эксперта по выращиванию кристаллов высокой чистоты, ранее работавшего в Bell Labs. [44] [45] [46]

Полевые транзисторы

[ редактировать ]
Основная статья: Полевой транзистор

Основной принцип полевого транзистора (FET) был впервые предложен физиком Юлиусом Эдгаром Лилиенфельдом, когда он подал патент на устройство, подобное MESFET, в 1926 году, а также на полевой транзистор с изолированным затвором в 1928 году. [11] [47] Концепция полевого транзистора позже была также теоретизирована инженером Оскаром Хейлом в 1930-х годах и Уильямом Шокли в 1940-х годах.

В 1945 году JFET был запатентован Генрихом Велькером . [48] После теоретического рассмотрения Шокли JFET в 1952 году, рабочий практический JFET был создан в 1953 году Джорджем К. Дейси и Яном М. Россом . [49]

В 1948 году Бардин запатентовал прародителя МОП-транзистора — полевой транзистор с изолированным затвором (IGFET) с инверсионным слоем. Патент Бардина и концепция инверсионного слоя составляют сегодня основу КМОП-технологии. [50]

МОП-транзистор (МОП-транзистор)

[ редактировать ]
Основная статья: МОП-транзистор
Мохамед Аталла (слева) и Давон Кан (справа) изобрели МОП-транзистор (МОП-транзистор) в Bell Labs в 1959 году.

В первые годы полупроводниковой промышленности компании сосредоточились на переходном транзисторе , относительно громоздком устройстве, которое было трудно производить массово , что ограничивало его несколькими специализированными приложениями. Полевые транзисторы (FET) теоретически рассматривались как потенциальная альтернатива, но исследователи не смогли заставить их работать должным образом, в основном из-за барьера поверхностного состояния , который не позволял внешнему электрическому полю проникать в материал. [51]

В 1957 году инженер Bell Labs Мохамед Аталла предложил новый метод изготовления полупроводниковых устройств : покрытие кремниевой пластины изолирующим слоем оксида кремния , чтобы электричество могло преодолеть поверхностное состояние и надежно проникнуть в полупроводниковый кремний ниже. Процесс, известный как пассивация поверхности , стал критически важным для полупроводниковой промышленности , поскольку он позволил наладить массовое производство кремниевых интегральных схем . [52] [53] [54] Основываясь на этом методе, он разработал процесс металл-оксид-полупроводник (МОП). [52] и предположил, что его можно использовать для создания первого работающего кремниевого полевого транзистора.

Аталла и его корейский коллега Давон Кан разработали полевой транзистор металл-оксид-полупроводник (MOSFET), или МОП-транзистор , в 1959 году. [52] [5] [6] первый транзистор, который можно было миниатюризировать и производить серийно для широкого спектра применений. [51] В процессе самовыравнивания КМОП транзистор формируется там, где слой затвора (поликремний или металл) пересекает диффузионный слой. [55] : п.1 (см. рис. 1.1) Благодаря высокой масштабируемости , [56] гораздо более низкое энергопотребление и более высокая плотность, чем у транзисторов с биполярным переходом, [57] MOSFET позволил создавать высокой плотности , интегральные схемы [7] позволяющий интегрировать более 10 000 транзисторов в одну микросхему. [58]

КМОП (дополнительная МОП ) была изобретена Чи-Танг Са и Фрэнком Ванлассом в компании Fairchild Semiconductor в 1963 году. [59] Первое сообщение о МОП-транзисторе с плавающим затвором было сделано Давоном Кангом и Саймоном Се в 1967 году. [60] МОП -транзистор с двойным затвором был впервые продемонстрирован в 1984 году исследователями Электротехнической лаборатории Тошихиро Секигава и Ютака Хаяси. [61] [62] FinFET (плавниковый полевой транзистор), тип трехмерного непланарного многозатворного МОП-транзистора, возник в результате исследования Дига Хисамото и его команды в Центральной исследовательской лаборатории Hitachi в 1989 году. [63] [64]

Важность

[ редактировать ]

Поскольку транзисторы являются ключевыми активными компонентами практически всей современной электроники , многие считают их одним из величайших изобретений 20-го века. [2]

Изобретение первого транзистора в Bell Labs было названо вехой IEEE в 2009 году. [65] Другие вехи включают изобретение переходного транзистора в 1948 году и МОП-транзистора в 1959 году. [66]

МОП-транзистор на сегодняшний день является наиболее широко используемым транзистором в компьютерах и электронике. [53] к коммуникационным технологиям, таким как смартфоны . [67] Его считали самым важным транзистором. [68] возможно, самое важное изобретение в электронике, [69] и устройство, которое позволило создать современную электронику. [70] С конца 20 века он стал основой современной цифровой электроники , проложив путь к цифровой эпохе . [71] Ведомство по патентам и товарным знакам США называет это «революционным изобретением, которое изменило жизнь и культуру во всем мире». [67] Возможность массового производства с помощью высокоавтоматизированного процесса ( изготовление полупроводниковых приборов ) из относительно простых материалов позволяет добиться удивительно низких затрат на транзистор. МОП-транзисторы являются наиболее массово производимыми искусственными объектами в истории: к 2018 году было произведено более 13 секстиллионов. [72]

производят более миллиарда МОП-транзисторов в индивидуальном корпусе (известных как дискретные ), Хотя несколько компаний ежегодно [73] Подавляющее большинство из них производится в виде интегральных схем (также известных как ИС , микрочипы или просто чипы ), а также диодов , резисторов , конденсаторов и других электронных компонентов для создания полных электронных схем. состоит Логический вентиль примерно из 20 транзисторов, тогда как усовершенствованный микропроцессор по состоянию на 2022 год может содержать до 57 миллиардов МОП-транзисторов. [74] Транзисторы часто объединяются в логические элементы микропроцессоров для выполнения вычислений. [75]

Низкая стоимость, гибкость и надежность транзистора сделали его повсеместным. Транзисторные мехатронные схемы заменили электромеханические устройства в управлении приборами и механизмами. Зачастую проще и дешевле использовать стандартный микроконтроллер и написать компьютерную программу для выполнения функции управления, чем проектировать эквивалентную механическую систему.

Упрощенная работа

[ редактировать ]
Простая принципиальная схема с маркировкой биполярного транзистора n – p – n.

Транзистор может использовать небольшой сигнал, подаваемый между одной парой его выводов, для управления гораздо более сильным сигналом на другой паре выводов, это свойство называется усилением . Он может генерировать более сильный выходной сигнал, напряжение или ток, пропорциональный более слабому входному сигналу, действуя как усилитель . Его также можно использовать в качестве переключателя с электрическим управлением , где величина тока определяется другими элементами схемы. [76]

Существует два типа транзисторов с небольшими различиями в том, как они используются:

  • Биполярный транзистор (BJT) имеет клеммы, обозначенные как база , коллектор и эмиттер . Небольшой ток на клемме базы, протекающий между базой и эмиттером, может контролировать или переключать гораздо больший ток между коллектором и эмиттером.
  • имеет Полевой транзистор (FET) клеммы, обозначенные затвором , истоком и стоком. Напряжение на затворе может управлять током между истоком и стоком. [77]

Верхнее изображение в этом разделе представляет собой типичный биполярный транзистор в схеме. Заряд течет между клеммами эмиттера и коллектора в зависимости от тока в базе. Поскольку соединения базы и эмиттера ведут себя как полупроводниковый диод, между ними возникает падение напряжения. обозначается как VBE . Величина этого падения, определяемая материалом транзистора , [77] (Напряжение базового эмиттера)

Транзистор как переключатель

[ редактировать ]
BJT используется в качестве электронного переключателя в конфигурации с заземленным эмиттером.

Транзисторы обычно используются в цифровых схемах в качестве электронных переключателей , которые могут находиться либо во включенном, либо в выключенном состоянии, как для приложений с высокой мощностью, таких как импульсные источники питания , так и для приложений с низким энергопотреблением, таких как логические элементы . Важные параметры для этого приложения включают коммутируемый ток, обрабатываемое напряжение и скорость переключения, характеризуемую временем нарастания и спада . [77]

В переключающей схеме цель состоит в том, чтобы как можно ближе смоделировать идеальный переключатель, обладающий свойствами разомкнутой цепи в выключенном состоянии, короткого замыкания во включенном состоянии и мгновенного перехода между двумя состояниями. Параметры выбираются таким образом, что выход «выключено» ограничен токами утечки, слишком малыми, чтобы повлиять на подключенную схему, сопротивление транзистора во «включенном» состоянии слишком мало, чтобы повлиять на схему, а переход между двумя состояниями происходит достаточно быстро. чтобы не было вредного воздействия. [77]

В транзисторной схеме с заземленным эмиттером, такой как показанная схема выключателя света, по мере увеличения напряжения базы токи эмиттера и коллектора растут экспоненциально. Напряжение коллектора падает из-за уменьшения сопротивления между коллектором и эмиттером. Если бы разница напряжений между коллектором и эмиттером была равна нулю (или близка к нулю), ток коллектора ограничивался бы только сопротивлением нагрузки (лампочки) и напряжением питания. Это называется насыщением , поскольку ток свободно течет от коллектора к эмиттеру. Когда он насыщен, говорят, что переключатель включен . [78]

Использование биполярных транзисторов для коммутационных приложений требует смещения транзистора так, чтобы он работал между областью отсечки в выключенном состоянии и областью насыщения ( включено ). Для этого требуется достаточный базовый ток возбуждения. Поскольку транзистор обеспечивает усиление по току, он облегчает переключение относительно большого тока в коллекторе гораздо меньшим током на клемму базы. Соотношение этих токов меняется в зависимости от типа транзистора и даже для конкретного типа меняется в зависимости от тока коллектора. В примере схемы выключателя освещения, как показано, резистор выбран так, чтобы обеспечить достаточный базовый ток для обеспечения насыщения транзистора. [77] Значение базового резистора рассчитывается на основе напряжения питания, падения напряжения на переходе CE транзистора, тока коллектора и коэффициента усиления бета. [79]

Транзистор как усилитель

[ редактировать ]
Схема усилителя, схема с общим эмиттером и схемой смещения делителя напряжения.

Усилитель с общим эмиттером спроектирован таким образом, что небольшое изменение напряжения ( ) Vin изменяет небольшой ток через базу транзистора, усиление тока которого в сочетании со свойствами схемы означает, что небольшие колебания напряжения Vin вызывают большие изменения V. вне . [77]

Возможны различные конфигурации однотранзисторных усилителей, некоторые из которых обеспечивают усиление по току, некоторые по напряжению, а некоторые и то, и другое.

От мобильных телефонов до телевизоров , огромное количество продукции включает в себя усилители для воспроизведения звука , радиопередачи и обработки сигналов . Первые усилители звука на дискретных транзисторах едва выдавали мощность в несколько сотен милливатт, но мощность и точность звука постепенно увеличивались по мере того, как стали доступны более совершенные транзисторы и развивалась архитектура усилителей. [77]

Современные транзисторные усилители звука мощностью до нескольких сотен ватт широко распространены и относительно недороги.

Сравнение с электронными лампами

[ редактировать ]

До того, как были разработаны транзисторы, вакуумные (электронные) лампы (или в Великобритании «термоэлектронные клапаны» или просто «клапаны») были основными активными компонентами электронного оборудования.

Преимущества

[ редактировать ]

Ключевые преимущества, которые позволили транзисторам заменить электронные лампы в большинстве применений:

  • Отсутствие катодного нагревателя (который дает характерное оранжевое свечение трубок), что снижает энергопотребление, устраняет задержку при прогреве трубчатых нагревателей и защищает катод от отравления и истощения.
  • Очень малый размер и вес, что позволяет уменьшить размер оборудования.
  • Большое количество очень маленьких транзисторов может быть изготовлено в виде одной интегральной схемы .
  • Низкое рабочее напряжение совместимо с батареями, состоящими всего из нескольких ячеек.
  • Обычно возможны схемы с большей энергоэффективностью. В частности, для маломощных приложений (например, усиления напряжения) потребление энергии может быть намного меньше, чем для ламп.
  • Доступны дополнительные устройства, обеспечивающие гибкость конструкции, включая схемы комплементарной симметрии, что невозможно при использовании электронных ламп.
  • Очень низкая чувствительность к механическим ударам и вибрации, что обеспечивает физическую прочность и практически исключает паразитные сигналы, вызванные ударами (например, микрофоны в аудиоприложениях).
  • Не подвержен разрушению стеклянной колбы, протечкам, газовыделению и другим физическим повреждениям.

Ограничения

[ редактировать ]

Транзисторы могут иметь следующие ограничения:

  • Им не хватает более высокой подвижности электронов, обеспечиваемой вакуумом электронных ламп, что желательно для работы на высокой мощности и высокой частоте, например, используемой в некоторых передатчиках эфирного телевидения и в лампах бегущей волны, используемых в качестве усилителей в некоторых устройствах. спутники
  • Транзисторы и другие полупроводниковые устройства подвержены повреждениям в результате очень кратковременных электрических и тепловых воздействий, включая электростатический разряд при обращении с ними. Вакуумные лампы электрически гораздо более прочны.
  • Они чувствительны к радиации и космическим лучам специальные радиационно-стойкие чипы). ( для приборов космических кораблей используются
  • В аудиоприложениях транзисторам не хватает искажений нижних гармоник – так называемого лампового звука – который характерен для электронных ламп и некоторые предпочитают его. [80]

Типы

[ редактировать ]

Классификация

[ редактировать ]
ПНП P-канал
НПН N-канал
БЮТ JFET
Символы BJT и JFET
Биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT)
P-канал
N-канал
МОП-транзистор отдел МОП-транзисторов
Символы МОП-транзисторов

Транзисторы классифицируются по

Следовательно, конкретный транзистор можно описать как кремниевый, для поверхностного монтажа, BJT, NPN, маломощный, высокочастотный переключатель .

Мнемоника

[ редактировать ]

Удобная мнемоника для запоминания типа транзистора (представленного электрическим символом ) предполагает направление стрелки. Для BJT на символе npn -транзистора стрелка будет « Point i Not N » . На символе pnp- транзистора стрелка указывает гордо « » . Однако это не относится к символам транзисторов на основе MOSFET, поскольку стрелка обычно перевернута (т.е. стрелка для npn указывает внутрь).

Полевой транзистор (FET)

[ редактировать ]
Основная статья: Полевой транзистор
См. также: JFET
Работа полевого транзистора и его кривая I d - V g . Сначала, когда напряжение на затвор не подается, в канале нет инверсионных электронов, поэтому устройство выключается. По мере увеличения напряжения на затворе увеличивается плотность инверсионных электронов в канале, увеличивается ток и устройство включается.

, Полевой транзистор иногда называемый униполярным транзистором , использует для проводимости либо электроны (в n-канальном полевом транзисторе ), либо дырки (в p-канальном полевом транзисторе ). Четыре вывода полевого транзистора называются исток , затвор , сток и тело ( подложка ). У большинства полевых транзисторов корпус подключен к источнику внутри корпуса, и в следующем описании это будет предполагаться.

В полевом транзисторе ток сток-исток протекает через проводящий канал, который соединяет область истока с областью стока . Проводимость изменяется электрическим полем, которое создается, когда напряжение прикладывается между клеммами затвора и истока, следовательно, ток, текущий между стоком и истоком, контролируется напряжением, приложенным между затвором и истоком. напряжения затвор-исток ( V GS По мере увеличения ) ток сток-исток ( I DS ) увеличивается экспоненциально для V GS порогового значения, а затем примерно с квадратичной скоростью: ( I DS ∝ ( V GS − VT ниже ) 2 , где V T — пороговое напряжение, при котором начинается ток стока) [83] в области « ограничения объёмного заряда » выше порога. В современных устройствах, например, на узле технологии 65 нм , квадратичное поведение не наблюдается . [84]

Для низкого уровня шума в узкой полосе пропускания более высокое входное сопротивление полевого транзистора является преимуществом.

Полевые транзисторы делятся на два семейства: полевые транзисторы с соединением ( JFET ) и полевые транзисторы с изолированным затвором (IGFET). IGFET более известен как полевой транзистор металл-оксид-полупроводник ( MOSFET ), что отражает его первоначальную конструкцию из слоев металла (затвор), оксида (изоляция) и полупроводника. В отличие от IGFET, затвор JFET образует p – n-диод с каналом, который находится между истоком и стоками. Функционально это делает n-канальный JFET твердотельным эквивалентом лампового триода , который аналогичным образом образует диод между своей сеткой и катодом . Кроме того, оба устройства работают в режиме истощения , оба имеют высокий входной импеданс и оба проводят ток под контролем входного напряжения.

Полевые транзисторы металл-полупроводник ( MESFET ) представляют собой JFET, в которых обратносмещенный p-n-переход заменен переходом металл-полупроводник . Они, а также HEMT (транзисторы с высокой подвижностью электронов или HFET), в которых для переноса заряда используется двумерный электронный газ с очень высокой подвижностью носителей, особенно подходят для использования на очень высоких частотах (несколько ГГц).

Полевые транзисторы подразделяются на типы режима истощения и режима улучшения , в зависимости от того, включен или выключен канал при нулевом напряжении затвор-исток. В режиме улучшения канал отключается при нулевом смещении, и потенциал затвора может «усилить» проводимость. В режиме истощения канал включен при нулевом смещении, а потенциал затвора (противоположной полярности) может «истощать» канал, уменьшая проводимость. В любом режиме более положительное напряжение на затворе соответствует более высокому току для n-канальных устройств и более низкому току для p-канальных устройств. Почти все JFET работают в режиме обеднения, поскольку диодные переходы передавали бы смещение и проводимость, если бы они были устройствами в режиме улучшения, в то время как большинство IGFET относятся к типу режима улучшения.

Металл-оксид-полупроводниковый полевой транзистор (MOSFET)

[ редактировать ]
Основная статья: МОП-транзистор

Полевой транзистор металл-оксид-полупроводник ( MOSFET , MOS-FET или MOS FET), также известный как транзистор металл-оксид-кремний (МОП-транзистор или МОП), [7] — это тип полевого транзистора, который изготавливается путем контролируемого окисления полупроводника, обычно кремния . Он имеет изолированный затвор , напряжение которого определяет проводимость устройства. Эту способность изменять проводимость в зависимости от величины приложенного напряжения можно использовать для усиления или переключения электронных сигналов . МОП-транзистор на сегодняшний день является самым распространенным транзистором и основным строительным блоком большинства современных электронных устройств . [71] На MOSFET приходится 99,9% всех транзисторов в мире. [85]

Биполярный транзистор (BJT)

[ редактировать ]
Основная статья: Биполярный транзистор

Биполярные транзисторы названы так потому, что в них используются как мажоритарные, так и неосновные несущие . Биполярный переходной транзистор, первый тип транзистора, который будет производиться массово, представляет собой комбинацию двух переходных диодов и состоит либо из тонкого слоя полупроводника p-типа, зажатого между двумя полупроводниками n-типа (n-p-n транзистор) или тонкий слой полупроводника n-типа, зажатый между двумя полупроводниками p-типа (ap-n-p-транзистор). Эта конструкция создает два p – n-перехода : переход база-эмиттер и переход база-коллектор, разделенные тонкой областью полупроводника, известной как область базы. (Два диода, соединенных вместе без использования промежуточной полупроводниковой области, не образуют транзистор.)

BJT имеют три вывода, соответствующие трем слоям полупроводника — эмиттеру , базе и коллектору . Они полезны в усилителях , поскольку токи в эмиттере и коллекторе можно контролировать с помощью относительно небольшого тока базы. [86] В n–p–n-транзисторе, работающем в активной области, переход эмиттер-база смещен в прямом направлении ( электроны и дырки рекомбинируют на переходе), а переход база-коллектор – в обратном направлении (электроны и дырки образуются на и удаляются от перехода), и электроны инжектируются в область базы. Поскольку база узкая, большая часть этих электронов будет диффундировать в обратносмещенный переход база-коллектор и уноситься в коллектор; возможно, одна сотая часть электронов рекомбинирует в базе, что является доминирующим механизмом тока базы. Кроме того, поскольку база слабо легирована (по сравнению с областями эмиттера и коллектора), скорость рекомбинации низкая, что позволяет большему количеству носителей диффундировать через область базы. Контролируя количество электронов, которые могут покинуть базу, можно контролировать количество электронов, попадающих в коллектор. [86] Ток коллектора примерно в β (коэффициент усиления по току общего эмиттера) умножен на ток базы. Обычно оно превышает 100 для транзисторов с малым сигналом, но может быть меньше для транзисторов, предназначенных для мощных приложений.

В отличие от полевого транзистора (см. ниже), BJT представляет собой устройство с низким входным сопротивлением. Кроме того, по мере увеличения напряжения база-эмиттер ( V BE ) ток база-эмиттер и, следовательно, ток коллектор-эмиттер ( I CE ) увеличиваются экспоненциально в соответствии с моделью диода Шокли и моделью Эберса-Молла . BJT выше, Из-за этой экспоненциальной зависимости крутизна чем у FET.

Биполярные транзисторы можно сделать проводящими под воздействием света, поскольку поглощение фотонов в области базы генерирует фототок, который действует как ток базы; ток коллектора примерно в β раз превышает фототок. Устройства, предназначенные для этой цели, имеют в корпусе прозрачное окно и называются фототранзисторами .

NPN-транзистор 2N2222A.
NPN-транзистор 2N2222A.


Использование MOSFET и BJT

[ редактировать ]

МОП -транзистор на сегодняшний день является наиболее широко используемым транзистором как для цифровых , так и для аналоговых схем . [87] на их долю приходится 99,9% всех транзисторов в мире. [85] Биполярный транзистор (BJT) ранее был наиболее часто используемым транзистором в период с 1950-х по 1960-е годы. Даже после того, как МОП-транзисторы стали широко доступны в 1970-х годах, BJT оставался предпочтительным транзистором для многих аналоговых схем, таких как усилители, из-за их большей линейности, вплоть до тех пор, пока устройства МОП-транзисторы (такие как силовые МОП-транзисторы , LDMOS и RF CMOS ) не заменили их в большинстве мощных транзисторов. электронные приложения в 1980-х годах. В интегральных схемах желательные свойства МОП-транзисторов позволили им захватить почти всю долю рынка цифровых схем в 1970-х годах. Дискретные МОП-транзисторы (обычно силовые МОП-транзисторы) могут применяться в транзисторных приложениях, включая аналоговые схемы, регуляторы напряжения, усилители, передатчики мощности и драйверы двигателей.

Другие типы транзисторов

[ редактировать ]
Транзисторный символ, созданный на тротуаре португальского университета Авейру.
Чтобы узнать о первых биполярных транзисторах, см. Биполярный переходной транзистор § Биполярные транзисторы .

Идентификация устройства

[ редактировать ]

Для обозначения транзисторных устройств используются три основных идентификационных стандарта. В каждом из них буквенно-цифровой префикс указывает на тип устройства.

Объединенный совет по разработке электронных устройств (JEDEC)

[ редактировать ]

Схема нумерации деталей JEDEC возникла в 1960-х годах в США. Номера транзисторных устройств JEDEC EIA-370 обычно начинаются с 2N , что указывает на трехконтактное устройство. с двойным затвором Полевые транзисторы представляют собой четырехполюсные устройства и начинаются с 3N. За префиксом следует двух-, трех- или четырехзначное число, не имеющее значения для свойств устройства, хотя ранние устройства с низкими номерами, как правило, были устройствами из германия. Например, 2N3055 — кремниевый силовой n–p–n транзистор, 2N1301 — германиевый переключающий транзистор ap–n–p. Буквенный суффикс, например «А», иногда используется для обозначения нового варианта, но редко группируется.

Таблица префиксов JEDEC
Префикс Тип и использование
1Н двухполюсное устройство, например диоды
2Н трехполюсное устройство, например транзисторы или полевые транзисторы с одним затвором
3Н четырехполюсное устройство, например полевые транзисторы с двойным затвором

Японский промышленный стандарт (JIS)

[ редактировать ]

В Японии обозначение полупроводников JIS (|JIS-C-7012) обозначает транзисторные устройства, начинающиеся с 2S . [102] например, 2SD965, но иногда префикс «2S» не указан на упаковке: 2SD965 может иметь маркировку только D965 , а 2SC1815 может быть указан поставщиком просто как C1815 . Эта серия иногда имеет суффиксы, такие как R , O , BL , обозначающие красный , оранжевый , синий и т. д., для обозначения вариантов, таких как более плотные h FE группы (усиление).

Таблица префиксов транзисторов JIS
Префикс Тип и использование
2СА высокочастотный p–n–p биполярный транзистор
2СБ звуковая частота p–n–p BJT
2СК высокочастотный n-p-n биполярный транзистор
2SD звуковая частота n–p–n BJT
2 СДж P-канальный полевой транзистор (как JFET, так и MOSFET)
2 СК N-канальный полевой транзистор (как JFET, так и MOSFET)

Европейская ассоциация производителей электронных компонентов (EECA)

[ редактировать ]

Европейская ассоциация производителей электронных компонентов (EECA) использует схему нумерации, унаследованную от Pro Electron после ее слияния с EECA в 1983 году. Эта схема начинается с двух букв: первая обозначает тип полупроводника (A для германия, B для кремния и C для таких материалов, как GaAs); вторая буква обозначает предполагаемое использование (А для диода, С для транзистора общего назначения и т. д.). Далее следует трехзначный порядковый номер (или одна буква и две цифры для промышленных типов). В ранних устройствах это указывало тип корпуса. Могут использоваться суффиксы с буквой (например, «C» часто означает высокий h FE , например: BC549C). [103] ) или другие коды могут указывать на усиление (например, BC327-25) или номинальное напряжение (например, BUK854-800A). [104] ). Наиболее распространенные префиксы:

Таблица префиксов транзисторов EECA
Префикс Тип и использование Пример Эквивалент Ссылка
переменного тока Германиевый малосигнальный AF- транзистор AC126 НТЕ102А
ОБЪЯВЛЕНИЕ Германий, AF силовой транзистор AD133 НТЕ179
ИЗ Германиевый малосигнальный ВЧ- транзистор АФ117 НТЕ160
АЛ Германий, силовой ВЧ- транзистор АЛЗ10 НТЕ100
КАК Германий, переключающий транзистор АСЙ28 НТЕ101
В Германий, силовой переключающий транзистор AU103 НТЕ127
до нашей эры Кремниевый малосигнальный транзистор («общего назначения») BC548 2Н3904 Техническая спецификация
БД Кремний, силовой транзистор БД139 НТЕ375 Техническая спецификация
лучший друг Кремниевый, RF (высокочастотный) BJT или FET БФ245 НТЕ133 Техническая спецификация
БС Кремниевый переключающий транзистор (BJT или MOSFET ) БС170 2Н7000 Техническая спецификация
БЛ Кремниевый, высокочастотный, большой мощности (для передатчиков) BLW60 НТЕ325 Техническая спецификация
ЭТОТ Кремниевый, высоковольтный (для ЭЛТ ) цепей горизонтального отклонения БУ2520А НТЕ2354 Техническая спецификация
CF Арсенид галлия , слабосигнальный микроволновый транзистор ( MESFET ) CF739 — Техническая спецификация
КЛ Арсенид галлия, силовой СВЧ- транзистор ( FET ) CLY10 — Техническая спецификация

Собственный

[ редактировать ]

Производители устройств могут иметь свою собственную систему нумерации, например CK722 . Поскольку устройства производятся на вторичном рынке , префикс производителя (например, «MPF» в MPF102, который первоначально обозначал полевой Motorola транзистор ) теперь является ненадежным индикатором того, кто изготовил устройство. Некоторые собственные схемы наименования заимствуют части других схем наименования, например, PN2222A — это (возможно, Fairchild Semiconductor ) 2N2222A в пластиковом корпусе (но PN108 — это пластиковая версия BC108, а не 2N108, а PN100 не имеет отношения к другие устройства xx100).

Номерам военных частей иногда присваиваются их коды, например, в Британской военной системе именования CV .

Производители, покупающие большое количество аналогичных деталей, могут снабжать их «номером дома», обозначающим конкретную спецификацию покупки, а не обязательно устройство со стандартным зарегистрированным номером. Например, деталь HP 1854,0053 — это транзистор (JEDEC) 2N2218. [105] [106] которому также присвоен номер CV: CV7763. [107]

Проблемы с именованием

[ редактировать ]

При таком большом количестве независимых схем именования и сокращении номеров деталей при печати на устройствах иногда возникает двусмысленность. Например, два разных устройства могут иметь маркировку «J176» (один J176 малой мощности JFET , другой более мощный MOSFET 2SJ176).

Поскольку более старые транзисторы со «сквозным отверстием» имеют корпусные аналоги для поверхностного монтажа , им, как правило, присваивают множество разных номеров деталей, поскольку у производителей есть свои системы, позволяющие справиться с разнообразием распиновки и вариантами двойных или согласованных n–p–n + p–n–p устройства в одной упаковке. Таким образом, даже если исходное устройство (например, 2N3904) было присвоено органом по стандартизации и хорошо известно инженерам на протяжении многих лет, новые версии далеки от стандартизации в своих названиях.

Строительство

[ редактировать ]

Полупроводниковый материал

[ редактировать ]
Характеристики полупроводникового материала
Полупроводник
материал 		Развязка вперед
voltage @ 25 °C, V 		Подвижность электронов
@ 25 °С, м 2 /(V·s) 		Мобильность отверстий
@ 25 °С, м 2 /(V·s) 		Макс. перекресток
темп. , °С
Ге 0.27 0.39 0.19 от 70 до 100
И 0.71 0.14 0.05 от 150 до 200
GaAs 1.03 0.85 0.05 от 150 до 200
Переход Al-Si 0.3 — — от 150 до 200

Первые BJT были изготовлены из германия (Ge). В настоящее время преобладают типы кремния (Si), но в некоторых усовершенствованных СВЧ-версиях и высокопроизводительных версиях теперь используются составной полупроводниковый материал арсенид галлия (GaAs) и полупроводниковый сплав кремний-германий (SiGe). Одноэлементный полупроводниковый материал (Ge и Si) описывается как элементный .

Приблизительные параметры наиболее распространенных полупроводниковых материалов, используемых для изготовления транзисторов, приведены в соседней таблице. Эти параметры будут меняться с увеличением температуры, электрического поля, уровня примесей, деформации и ряда других факторов.

— Прямое напряжение перехода это напряжение, приложенное к переходу эмиттер-база биполярного транзистора, чтобы база проводила определенный ток. Ток увеличивается экспоненциально по мере увеличения прямого напряжения на переходе. Значения, приведенные в таблице, типичны для тока 1 мА (такие же значения относятся и к полупроводниковым диодам). Чем ниже прямое напряжение перехода, тем лучше, поскольку это означает, что для «управления» транзистором требуется меньше энергии. Прямое напряжение перехода для данного тока уменьшается с увеличением температуры. Для типичного кремниевого перехода изменение составляет -2,1 мВ/°C. [108] специальные компенсирующие элементы ( датчики В некоторых схемах для компенсации таких изменений необходимо использовать ).

Плотность мобильных несущих в канале МОП-транзистора является функцией электрического поля, формирующего канал, и различных других явлений, таких как уровень примесей в канале. Некоторые примеси, называемые легирующими добавками, вводятся намеренно при изготовлении МОП-транзистора, чтобы контролировать электрическое поведение МОП-транзистора.

Столбцы подвижности электронов и подвижности дырок показывают среднюю скорость, с которой электроны и дырки диффундируют через полупроводниковый материал при электрическом поле приложенном к материалу напряженностью 1 вольт на метр. В общем, чем выше подвижность электронов, тем быстрее может работать транзистор. Из таблицы видно, что Ge в этом отношении является лучшим материалом, чем Si. Однако у Ge есть четыре основных недостатка по сравнению с кремнием и арсенидом галлия:

  1. Его максимальная температура ограничена.
  2. Он имеет относительно высокий ток утечки .
  3. Он не выдерживает высокого напряжения.
  4. Он менее пригоден для изготовления интегральных схем.

Поскольку подвижность электронов выше, чем подвижность дырок для всех полупроводниковых материалов, данный биполярный n-p-n-транзистор имеет тенденцию работать быстрее, чем эквивалентный p-n-p-транзистор . GaAs имеет самую высокую подвижность электронов из трех полупроводников. Именно по этой причине GaAs используется в высокочастотных приложениях. Сравнительно недавнее [ когда? ] Разработка полевого транзистора, транзистора с высокой подвижностью электронов (HEMT), имеет гетероструктуру (переход между различными полупроводниковыми материалами) из арсенида алюминия-галлия (AlGaAs)-арсенида галлия (GaAs), которая имеет вдвое большую подвижность электронов, чем барьерный переход GaAs-металл. . Благодаря высокой скорости и низкому уровню шума HEMT используются в спутниковых приемниках, работающих на частотах около 12 ГГц. HEMT на основе нитрида галлия и нитрида алюминия-галлия (HEMT AlGaN/GaN) обеспечивают еще более высокую подвижность электронов и разрабатываются для различных приложений.

Максимальные значения температуры перехода представляют собой поперечное сечение, взятое из таблиц данных различных производителей. Эту температуру нельзя превышать, иначе транзистор может быть поврежден.

Переход Al-Si относится к быстродействующему (алюминий-кремний) барьерному диоду металл-полупроводник, широко известному как диод Шоттки . Это включено в таблицу, поскольку некоторые силовые кремниевые IGFET имеют паразитный обратный диод Шоттки, образующийся между истоком и стоком в процессе изготовления. Этот диод может мешать, но иногда его используют в схеме.

Упаковка

[ редактировать ]
См. Также: Полупроводниковый корпус и Носитель чипа.
Ассорти дискретных транзисторов
советского производства . КТ315б Транзисторы

Дискретные транзисторы могут представлять собой транзисторы в индивидуальном корпусе или транзисторные микросхемы без корпуса.

Транзисторы выпускаются в различных полупроводниковых корпусах (см. изображение). Двумя основными категориями являются сквозные отверстия (или выводы ) и поверхностный монтаж , также известный как устройство для поверхностного монтажа ( SMD ). Массив шариковых решеток ( BGA ) — это новейший корпус для поверхностного монтажа. На нижней стороне вместо выводов имеются «шарики» припоя. Поскольку они меньше по размеру и имеют более короткие соединения, SMD имеют лучшие высокочастотные характеристики, но меньшую номинальную мощность.

Корпуса транзисторов изготавливаются из стекла, металла, керамики или пластика. Комплектация часто определяет номинальную мощность и частотные характеристики. Силовые транзисторы имеют более крупные корпуса, которые можно прикрепить к радиаторам для улучшения охлаждения. Кроме того, у большинства силовых транзисторов коллектор или сток физически соединены с металлическим корпусом. С другой стороны, некоторые микроволновые транзисторы поверхностного монтажа размером с песчинку.

Часто данный тип транзистора выпускается в нескольких корпусах. Корпуса транзисторов в основном стандартизированы, но назначение функций транзистора выводам нет: другие типы транзисторов могут назначать клеммам корпуса другие функции. Даже для одного и того же типа транзистора назначение клемм может различаться (обычно указывается суффиксной буквой к номеру детали, qe BC212L и BC212K).

В настоящее время большинство транзисторов выпускаются в широком диапазоне корпусов SMT. Для сравнения, список доступных сквозных пакетов относительно невелик. Вот краткий список наиболее распространенных корпусов сквозных транзисторов в алфавитном порядке: АТВ, Е-линия, МРТ, ХРТ, СК-43, СК-72, ТО-3, ТО-18, ТО-39, ТО-92, ТО-126, ТО220, ТО247, ТО251, ТО262, ZTX851.

Неупакованные транзисторные чипы (кристаллы) могут быть собраны в гибридные устройства. [109] Модуль IBM SLT 1960-х годов является одним из примеров такого модуля гибридной схемы, в котором используется кристалл пассивированного транзистора (и диода). Другие методы упаковки дискретных транзисторов в виде микросхем включают прямое присоединение чипа (DCA) и чип-на-плате (COB). [109]

Гибкие транзисторы

[ редактировать ]

Исследователи создали несколько видов гибких транзисторов, в том числе органические полевые транзисторы . [110] [111] [112] Гибкие транзисторы используются в некоторых видах гибких дисплеев и другой гибкой электронике .

См. также

[ редактировать ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ «Транзистор» . Британника . Проверено 12 января 2021 г.
  2. ^ Перейти обратно: а б «История изобретения транзистора и к чему она нас приведет» (PDF) . ЖУРНАЛ IEEE ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ ЦЕПЕЙ Том 32 № 12 . Декабрь 1997 года.
  3. ^ «1926 – Запатентована концепция полевого полупроводникового устройства» . Музей истории компьютеров . Архивировано из оригинала 22 марта 2016 года . Проверено 25 марта 2016 г.
  4. ^ «Нобелевская премия по физике 1956 года» . Нобелевская премия.org . Нобель Медиа АБ. Архивировано из оригинала 16 декабря 2014 года . Проверено 7 декабря 2014 г.
  5. ^ Перейти обратно: а б «1960 — Демонстрация металлооксидно-полупроводникового (МОП) транзистора» . Кремниевый двигатель . Музей истории компьютеров .
  6. ^ Перейти обратно: а б Лоек, Бо (2007). История полупроводниковой техники . Springer Science & Business Media . стр. 321 –3. ISBN  9783540342588 .
  7. ^ Перейти обратно: а б с «Кто изобрел транзистор?» . Музей истории компьютеров . 4 декабря 2013 года . Проверено 20 июля 2019 г.
  8. ^ Моавензаде, Фред (1990). Краткая энциклопедия строительных материалов . МТИ Пресс. ISBN  9780262132480 .
  9. ^ Лилиенфельд, Юлиус Эдгар (1927). Описание патентной заявки на механизм управления электрическим током .
  10. ^ Вардалас, Джон (май 2003 г.) Повороты в разработке транзистора. Архивировано 8 января 2015 г. в Wayback Machine, IEEE-USA Today's Engineer .
  11. ^ Перейти обратно: а б Лилиенфельд, Юлиус Эдгар, «Метод и устройство для управления электрическим током», патент США № 1745175, 28 января 1930 г. (подан в Канаде 22 октября 1925 г., в США 8 октября 1926 г.).
  12. ^ «Способ и устройство для управления электрическим током» . Ведомство США по патентам и товарным знакам.
  13. ^ «Усилитель электрического тока» . Ведомство США по патентам и товарным знакам.
  14. ^ «Устройство для управления электрическим током» . Ведомство США по патентам и товарным знакам.
  15. ^ Перейти обратно: а б «Изменения и повороты в развитии транзистора» . Институт инженеров по электротехнике и электронике, Inc. Архивировано из оригинала 8 января 2015 года.
  16. ^ Хайль, Оскар, «Усовершенствования электрических усилителей и других устройств и устройств управления» , Патент № GB439457, Европейское патентное ведомство, подано в Великобритании 2 марта 1934 г., опубликовано 6 декабря 1935 г. (первоначально подано в Германии). 2 марта 1934 г.).
  17. ^ «17 ноября – 23 декабря 1947 года: изобретение первого транзистора» . Американское физическое общество. Архивировано из оригинала 20 января 2013 года.
  18. ^ Миллман, С., изд. (1983). История техники и науки в системе Белла, Физические науки (1925–1980) . Лаборатории AT&T Bell. п. 102.
  19. ^ Боданис, Дэвид (2005). Электрическая Вселенная . Издательство Crown Publishers, Нью-Йорк. ISBN  978-0-7394-5670-5 .
  20. ^ «транзистор». Словарь американского наследия (3-е изд.). Бостон: Хоутон Миффлин. 1992.
  21. ^ «Нобелевская премия по физике 1956 года» . nobelprize.org. Архивировано из оригинала 12 марта 2007 года.
  22. ^ Перейти обратно: а б Гварниери, М. (2017). «Семьдесят лет транзисторизации». Журнал промышленной электроники IEEE . 11 (4): 33–37. дои : 10.1109/МИЭ.2017.2757775 . HDL : 11577/3257397 . S2CID   38161381 .
  23. ^ Ли, Томас Х. (2003). Проектирование КМОП радиочастотных интегральных схем . Том. 16. Издательство Кембриджского университета . дои : 10.1108/ssmt.2004.21916bae.002 . ISBN  9781139643771 . S2CID   108955928 . Архивировано из оригинала 21 октября 2021 года. {{cite book}}: |journal= игнорируется ( помогите )
  24. ^ Пуэрс, Роберт; Бальди, Ливио; Вурде, Марсель Ван де; Нутен, Себастьян Э. ван (2017). Наноэлектроника: материалы, устройства, применение, 2 тома . Джон Уайли и сыновья . п. 14. ISBN  9783527340538 .
  25. ^ FR 1010427   HF Mataré / H. Welker / Westinghouse: «Новая кристаллическая система с несколькими электродами, создающая реле электронных эффектов», поданная 13 августа 1948 г.
  26. ^ США 2673948   HF Mataré / H. Welker / Westinghouse, «Кристаллическое устройство для управления электрическими токами с помощью твердого полупроводника», французский приоритет, 13 августа 1948 г.
  27. ^ «1948 год, Европейское изобретение транзистора» . Музей истории компьютеров. Архивировано из оригинала 29 сентября 2012 года.
  28. ^ «1951: Изготовлены первые транзисторы с выращенным переходом | Кремниевый двигатель | Музей истории компьютеров» . www.computerhistory.org . Архивировано из оригинала 4 апреля 2017 года.
  29. ^ «Рабочий транзистор» . ПБС . Архивировано из оригинала 3 июля 2017 года . Проверено 17 сентября 2017 г.
  30. ^ Брэдли, МЫ (декабрь 1953 г.). «Транзистор с поверхностным барьером: Часть I. Принципы работы транзистора с поверхностным барьером». Труды ИРЭ . 41 (12): 1702–1706. дои : 10.1109/JRPROC.1953.274351 . S2CID   51652314 .
  31. ^ The Wall Street Journal , 4 декабря 1953 г., стр. 4, статья «Philco утверждает, что ее транзистор превосходит другие, используемые сейчас»
  32. ^ Журнал Electronics, январь 1954 г., статья «Анонсированы гальванические транзисторы».
  33. ^ П. Маллери, Транзисторы и их схемы в системе коммутации платной перемычки 4А , AIEE Transactions, сентябрь 1953 г., стр.388
  34. ^ Еженедельник внешней торговли 1953 года; Том 49; стр.23
  35. ^ « Немецкий изобретатель транзистора – News World Print – DIE WELT » . Мир . Welt.de. 23 ноября 2011 года. Архивировано из оригинала 15 мая 2016 года . Проверено 1 мая 2016 г.
  36. ^ «История транзисторного радио Regency TR-1» . Архивировано из оригинала 21 октября 2004 года . Проверено 10 апреля 2006 г.
  37. ^ «Семья Ридженси ТР-1» . Архивировано из оригинала 27 апреля 2017 года . Проверено 10 апреля 2017 г.
  38. ^ «Производитель Regency в США, радиотехника от United St» . Архивировано из оригинала 10 апреля 2017 года . Проверено 10 апреля 2017 г.
  39. ^ Wall Street Journal, «Chrysler обещает автомобильное радио с транзисторами вместо ламп в 56 году», 28 апреля 1955 г., стр. 1
  40. ^ «FCA Северная Америка - хронология истории 1950-1959 гг.» . www.fcanorthamerica.com . Архивировано из оригинала 2 апреля 2015 года . Проверено 5 декабря 2017 г.
  41. ^ Скрабец, Квентин Р. младший (2012). 100 самых значимых событий в американском бизнесе: энциклопедия . АВС-КЛИО. стр. 195–7. ISBN  978-0313398636 .
  42. ^ Снук, Крис Дж. (29 ноября 2017 г.). «Формула 7 шагов, которую Sony использовала, чтобы вернуться на вершину после потерянного десятилетия» . Инк.
  43. ^ Козинский, Сиева (8 января 2014 г.). «Образование и дилемма инноватора» . Проводной . Проверено 14 октября 2019 г.
  44. ^ Риордан, Майкл (май 2004 г.). «Утерянная история транзистора» . Спектр IEEE : 48–49. Архивировано из оригинала 31 мая 2015 года.
  45. ^ Челиковски, Дж. (2004) «Введение: кремний во всех его формах», с. 1 в Кремнии: эволюция и будущее технологии . П. Зифферт и Э. Ф. Криммель (ред.). Спрингер, ISBN   3-540-40546-1 .
  46. ^ МакФарланд, Грант (2006) Проектирование микропроцессора: практическое руководство от планирования проектирования до производства . МакГроу-Хилл Профессионал. п. 10. ISBN   0-07-145951-0 .
  47. ^ Лилиенфельд, Юлиус Эдгар, «Устройство для управления электрическим током», патент США № 1 900 018 , 7 марта 1933 г. (подано в США 28 марта 1928 г.).
  48. ^ Грундманн, Мариус (2010). Физика полупроводников . Спрингер Верлаг. ISBN  978-3-642-13884-3 .
  49. ^ Нисидзава, Дзюн-Ичи (1982). «Переходные полевые устройства» . Полупроводниковые устройства для стабилизации напряжения . стр. 241–272. дои : 10.1007/978-1-4684-7263-9_11 . ISBN  978-1-4684-7265-3 .
  50. ^ Говард Р. Дафф (2001). «Джон Бардин и физика транзисторов». Материалы конференции AIP . Том. 550. стр. 3–32. дои : 10.1063/1.1354371 .
  51. ^ Перейти обратно: а б Московиц, Сэнфорд Л. (2016). Инновации в области передовых материалов: управление глобальными технологиями в 21 веке . Джон Уайли и сыновья . п. 168. ИСБН  9780470508923 .
  52. ^ Перейти обратно: а б с «Мартин Аталла в Зале славы изобретателей, 2009» . Проверено 21 июня 2013 г.
  53. ^ Перейти обратно: а б «Давон Кан» . Национальный зал славы изобретателей . Проверено 27 июня 2019 г.
  54. ^ Лоек, Бо (2007). История полупроводниковой техники . Springer Science & Business Media . п. 120 . ISBN  9783540342588 .
  55. ^ Мид, Карвер ; Конвей, Линн (1991). Введение в системы СБИС . Издательство Аддисон Уэсли. ISBN  978-0-201-04358-7 . OCLC   634332043 .
  56. ^ Мотоёси, М. (2009). «Сквозное кремниевое отверстие (TSV)» (PDF) . Труды IEEE . 97 (1): 43–48. дои : 10.1109/JPROC.2008.2007462 . ISSN   0018-9219 . S2CID   29105721 . Архивировано из оригинала (PDF) 19 июля 2019 года.
  57. ^ «Транзисторы поддерживают закон Мура» . ЭТаймс . 12 декабря 2018 года . Проверено 18 июля 2019 г.
  58. ^ Хиттингер, Уильям К. (1973). «Технология металл-оксид-полупроводник». Научный американец . 229 (2): 48–59. Бибкод : 1973SciAm.229b..48H . doi : 10.1038/scientificamerican0873-48 . ISSN   0036-8733 . JSTOR   24923169 .
  59. ^ «1963: Изобретена дополнительная конфигурация МОП-схемы» . Музей истории компьютеров . Проверено 6 июля 2019 г.
  60. ^ Д. Канг и С.М. Зе, «Плавающий вентиль и его применение в устройствах памяти», Технический журнал Bell System , том. 46, нет. 4, 1967, стр. 1288–1295.
  61. ^ Колиндж, JP (2008). FinFET и другие многозатворные транзисторы . Springer Science & Business Media. п. 11. ISBN  9780387717517 .
  62. ^ Сэкигава, Тошихиро; Хаяси, Ютака (1 августа 1984 г.). «Расчет пороговых вольт-амперных характеристик ХМОП-транзистора, имеющего дополнительный нижний затвор». Твердотельная электроника . 27 (8): 827–828. Бибкод : 1984SSEle..27..827S . дои : 10.1016/0038-1101(84)90036-4 . ISSN   0038-1101 .
  63. ^ «Получатели премии IEEE Эндрю С. Гроува» . Премия IEEE Эндрю С. Гроува . Институт инженеров электротехники и электроники . Проверено 4 июля 2019 г. [ мертвая ссылка ]
  64. ^ «Революционное преимущество ПЛИС с технологией Tri-Gate» (PDF) . Интел . 2014 . Проверено 4 июля 2019 г.
  65. ^ «Вехи: изобретение первого транзистора в Bell Telephone Laboratories, Inc., 1947» . Сеть глобальной истории IEEE . IEEE. Архивировано из оригинала 8 октября 2011 года . Проверено 3 августа 2011 г.
  66. ^ «Список вех IEEE» . 9 декабря 2020 г.
  67. ^ Перейти обратно: а б «Выступление директора Янку на Международной конференции по интеллектуальной собственности 2019 года» . Ведомство США по патентам и товарным знакам . 10 июня 2019 г. Проверено 20 июля 2019 г.
  68. ^ Эшли, Кеннет Л. (2002). Аналоговая электроника с LabVIEW . Прентис Холл Профессионал . п. 10. ISBN  9780130470652 .
  69. ^ Томпсон, ЮВ; Чау, РС; Гани, Т.; Мистри, К.; Тьяги, С.; Бор, MT (2005). «В поисках «Навсегда» транзистор продолжал масштабировать один новый материал за раз». Транзакции IEEE по производству полупроводников . 18 (1): 26–36. дои : 10.1109/TSM.2004.841816 . ISSN   0894-6507 . S2CID   25283342 . В области электроники планарный кремниевый полевой транзистор металл-оксид-полупроводник (MOSFET), пожалуй, является самым важным изобретением.
  70. ^ Кубозоно, Ёсихиро; Он, Сюэсия; Хамао, Сино; Уэсуги, Эли; Шимо, Юма; Миками, Такахиро; Гото, Хиденори; Однако Такаши (2015). «Применение органических полупроводников в транзисторах» . Наноустройства для фотоники и электроники: достижения и приложения . ЦРК Пресс . п. 355. ИСБН  9789814613750 .
  71. ^ Перейти обратно: а б «Триумф МОП-транзистора» . Ютуб . Музей истории компьютеров . 6 августа 2010 г. Архивировано из оригинала 11 декабря 2021 г. Проверено 21 июля 2019 г.
  72. ^ «Самый изготовленный человеком артефакт в истории» . Компьютерная история . 2 апреля 2018 г. Проверено 21 января 2021 г.
  73. ^ FET/MOSFET: более мелкие приложения увеличивают количество поверхностного монтажа . globalsources.com (18 апреля 2007 г.)
  74. ^ «Представляем M1 Pro и M1 Max: самые мощные чипы, которые когда-либо создавала Apple — Apple» . www.apple.com . Проверено 20 октября 2022 г.
  75. ^ Дешам, Жан-Пьер; Вальдеррама, Елена; ТЕРЕС, Луис (12 октября 2016 г.). Цифровые системы: от логических элементов к процессорам . Спрингер. ISBN  978-3-319-41198-9 .
  76. ^ Роланд, Джеймс (1 августа 2016 г.). Как работают транзисторы . Публикации Лернера. ISBN  978-1-5124-2146-0 .
  77. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г Пулфри, Дэвид Л. (28 января 2010 г.). Понимание современных транзисторов и диодов . Издательство Кембриджского университета. ISBN  978-1-139-48467-1 .
  78. ^ Каплан, Дэниел (2003). Практическая электроника . стр. 47–54, 60–61. Бибкод : 2003 мотыга..книга.....К . ISBN  978-0-511-07668-8 .
  79. ^ «Калькулятор резисторов базы транзисторов» . 27 января 2012 г.
  80. ^ ван дер Вин, М. (2005). «Универсальная система и выходной трансформатор для ламповых усилителей» (PDF) . 118-я конференция AES, Барселона, Испания . Архивировано (PDF) из оригинала 29 декабря 2009 г.
  81. ^ «Пример транзистора» . Архивировано из оригинала 8 февраля 2008 г. 071003 bcae1.com.
  82. ^ Гумюсенге, Аристид; Тран, Дунг Т.; Ло, Сюйи; Питч, Грегори М.; Чжао, Ян; Дженкинс, Кэлон А.; Данн, Тим Дж.; Айзнер, Александр Л.; Савойя, Бретт М.; Мэй, Цзяньго (7 декабря 2018 г.). «Смеси полупроводниковых полимеров, демонстрирующие стабильный перенос заряда при высоких температурах» . Наука . 362 (6419): 1131–1134. Бибкод : 2018Sci...362.1131G . дои : 10.1126/science.aau0759 . ISSN   0036-8075 . ПМИД   30523104 .
  83. ^ Горовиц, Пол ; Уинфилд Хилл (1989). Искусство электроники (2-е изд.). Издательство Кембриджского университета. п. [115]. ISBN  978-0-521-37095-0 .
  84. ^ Сансен, WMC (2006). Основы аналогового проектирования . Нью-Йорк, Берлин: Springer. п. §0152, с. 28. ISBN  978-0-387-25746-4 .
  85. ^ Перейти обратно: а б «13 секстиллионов и счет: долгий и извилистый путь к самому часто изготавливаемому человеческому артефакту в истории» . Музей истории компьютеров . 2 апреля 2018 г. Проверено 28 июля 2019 г.
  86. ^ Перейти обратно: а б Стритмен, Бен (1992). Твердотельные электронные устройства . Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси: Прентис-Холл. стр. 301–305. ISBN  978-0-13-822023-5 .
  87. ^ «ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ МОП-транзистора» (PDF) . Бостонский университет . Проверено 10 августа 2019 г.
  88. ^ «Модуль IGBT 5SNA 2400E170100» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 26 апреля 2012 года . Проверено 30 июня 2012 г.
  89. ^ Буономо, С.; Ронсисвалле, К.; Сколло, Р.; СТМикроэлектроника ; Мусумечи, С.; Пагано, Р.; Рачити, А.; Университет Катании, Италия (16 октября 2003 г.). IEEE (ред.). Новый монолитный биполярный транзистор с эмиттерным переключением (ESBT) в преобразователях высокого напряжения . 38-е ежегодное собрание IAS по протоколу конференции по отраслевым приложениям. Том. 3 из 3. Солт-Лейк-Сити. стр. 1810–1817. дои : 10.1109/IAS.2003.1257745 .
  90. ^ СТМикроэлектроника . «ЭСБЦ» . www.st.com . Проверено 17 февраля 2019 г. ST больше не предлагает эти компоненты, эта веб-страница пуста, а таблицы данных устарели.
  91. ^ Чжун Юань Чанг, Вилли MC Сансен, Малошумящие широкополосные усилители в биполярных и КМОП-технологиях , стр. 31, Springer, 1991 ISBN   0792390962 .
  92. ^ «Одноэлектронные транзисторы» . Snow.stanford.edu. Архивировано из оригинала 26 апреля 2012 года . Проверено 30 июня 2012 г.
  93. ^ Сандерс, Роберт (28 июня 2005 г.). «Нанофлюидный транзистор – основа будущих химических процессоров» . Беркли.edu. Архивировано из оригинала 2 июля 2012 года . Проверено 30 июня 2012 г.
  94. ^ «Возвращение вакуумной трубки?» . Gizmag.com. 28 мая 2012. Архивировано из оригинала 14 апреля 2016 года . Проверено 1 мая 2016 г.
  95. ^ «Разработан новый тип транзистора из сплава германий-олово» . 28 апреля 2023 г.
  96. ^ «Древесина! Первый в мире деревянный транзистор — спектр IEEE» .
  97. ^ «Боффинс утверждает, что создал первый в мире деревянный транзистор» .
  98. ^ «Бумажный транзистор — спектр IEEE» . ИИЭЭ .
  99. ^ «Этот алмазный транзистор все еще сырой, но его будущее выглядит светлым — IEEE Spectrum» . ИИЭЭ .
  100. ^ «Новый, новый транзистор — спектр IEEE» . ИИЭЭ .
  101. ^ Персонал, SE (23 февраля 2024 г.). «Обзор недели индустрии микросхем» . Полупроводниковая техника .
  102. ^ «Данные транзистора» . Clivetec.0catch.com. Архивировано из оригинала 26 апреля 2016 года . Проверено 1 мая 2016 г.
  103. ^ «Техническое описание BC549 с группами усиления A, B и C» (PDF) . Фэйрчайлд Полупроводник . Архивировано (PDF) из оригинала 7 апреля 2012 г. Проверено 30 июня 2012 г.
  104. ^ «Техническое описание БУК854-800А (800 В IGBT)» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 15 апреля 2012 г. Проверено 30 июня 2012 г.
  105. ^ «Перекрестная ссылка на номера деталей HP Ричарда Фримена» . Hpmuseum.org. Архивировано из оригинала 5 июня 2012 года . Проверено 30 июня 2012 г.
  106. ^ «Перекрестная ссылка транзистор-диод – номера деталей HP по JEDEC (pdf)» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 8 мая 2016 г. Проверено 1 мая 2016 г.
  107. ^ «Перекрестная ссылка на устройство CV, автор Энди Лейк» . Qsl.net. Архивировано из оригинала 21 января 2012 года . Проверено 30 июня 2012 г.
  108. ^ Седра, А.С. и Смит, К.К. (2004). Микроэлектронные схемы (Пятое изд.). Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. п. 397 и рисунок 5.17. ISBN  978-0-19-514251-8 .
  109. ^ Перейти обратно: а б Грейг, Уильям (24 апреля 2007 г.). Корпус интегральной схемы, сборка и соединения . Спрингер. п. 63. ИСБН  9780387339139 . Гибридная схема определяется как сборка, содержащая оба активных полупроводниковых прибора (в корпусе и без корпуса).
  110. ^ Рохас, Джонатан П.; Торрес Севилья, Гало А.; Хусейн, Мухаммад М. (2013). «Можем ли мы создать по-настоящему высокопроизводительный компьютер, гибкий и прозрачный?» . Научные отчеты . 3 : 2609. Бибкод : 2013NatSR...3E2609R . дои : 10.1038/srep02609 . ПМЦ   3767948 . ПМИД   24018904 .
  111. ^ Чжан, Кан; Со, Юнг-Хун; Чжоу, Вэйдун; Ма, Чжэньцян (2012). «Быстрая гибкая электроника с использованием переносимых [ sic ] кремниевых наномембран». Журнал физики D: Прикладная физика . 45 (14): 143001. Бибкод : 2012JPhD...45n3001Z . дои : 10.1088/0022-3727/45/14/143001 . S2CID   109292175 .
  112. ^ Сунь, Донг-Мин; Тиммерманс, Марина Ю.; Тянь, Ин; Насибулин Альберт Георгиевич; Кауппинен, Эско И.; Кишимото, Сигэру; Мизутани, Такаши; Оно, Ютака (2011). «Гибкие высокопроизводительные интегральные схемы из углеродных нанотрубок». Природные нанотехнологии . 6 (3): 156–61. Бибкод : 2011НатНа...6..156С . дои : 10.1038/NNANO.2011.1 . ПМИД   21297625 . S2CID   205446925 .

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
Книги
  • Горовиц, Пол и Хилл, Уинфилд (2015). Искусство электроники (3-е изд.). Издательство Кембриджского университета. ISBN  978-0521809269 . {{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  • Амос С.В., Джеймс М.Р. (1999). Принципы транзисторных схем . Баттерворт-Хайнеманн. ISBN  978-0-7506-4427-3 .
  • Риордан, Майкл и Ходдесон, Лилиан (1998). Кристальный огонь . WW Нортон энд Компани Лимитед. ISBN  978-0-393-31851-7 . Изобретение транзистора и рождение информационного века
  • Уорнс, Лайонел (1998). Аналоговая и цифровая электроника . Macmillan Press Ltd. ISBN  978-0-333-65820-8 .
  • Силовой транзистор – температура и теплопередача ; 1-е изд; Джон МакВейн, Дана Робертс, Малкольм Смит; МакГроу-Хилл; 82 страницы; 1975 год; ISBN   978-0-07-001729-0 . (архив)
  • Анализ транзисторных цепей — теория и решения 235 проблем ; 2-е изд.; Альфред Гроннер; Саймон и Шустер; 244 страницы; 1970. (архив)
  • Транзисторная физика и схемы ; Р.Л. Риддл и член парламента Ристенбатт; Прентис-Холл; 1957.
Периодические издания
Справочники
[ редактировать ]
Викискладе есть медиафайлы, связанные с Транзисторы и Транзисторы (СМД) .
В Wikibooks есть книга на тему: Транзисторы.
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Transistor&oldid=1238493719"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 4ccc74d67c26a1fc56d1c9ebc9675846__1722737040
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/4c/46/4ccc74d67c26a1fc56d1c9ebc9675846.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Transistor - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)