Транзисторы — это полупроводниковые приборы, которые имеют три или четыре вывода и используются для усиления или генерирования электрических сигналов, а также для коммутации электрических цепей.
Первые транзисторы изготавливали из германия, но наиболее распространенным материалом для них стал кремний, поскольку у кремниевых транзисторов отдельные параметры и температурная стабильность значительно лучше, чем у германиевых. Транзисторы заменили вакуумные приборы, которые раньше использовались для усиления аудиосигнала, а также позволили изменить и создать множество других устройств. Например, построенные на их основе компьютеры стали существенно меньшего размера и отличались более высоким быстродействием.
В целом транзисторы можно разделить на две группы: биполярные транзисторы и полевые транзисторы. В основе их работы лежит электронно-дырочный переход, который также называют p-n переход.
Биполярный транзистор имеет три вывода (электрода), которые связаны с тремя областями (слоями): эмиттер, база и коллектор. Центральный тонкий слой транзистора — это база. Она находится между двумя более толстыми слоями — эмиттером и коллектором. Переход между базой и эмиттером называется эмиттерным, а между базой и коллектором — коллекторным. Таким образом, переходы транзистора образованы тремя областями, в которых чередуются такие типы проводимости как электронная (n) и дырочная (p). В зависимости от последовательности чередования этих областей выделяют транзисторы P-N-P и N-P-N типа.
В биполярном P-N-P транзисторе база с электронной проводимостью, т.е здесь основными носителями заряда являются электроны. В N-P-N транзисторе база с дырочной проводимостью, т.е основные носители заряда здесь дырки. Электрический ток в данных транзисторах протекает с участием зарядов обоих знаков, а именно, электронов и дырок, благодаря чему транзисторы и получили своё название — биполярные.
Существуют различные схемы включения биполярного транзистора, такие как: с общей базой, с общим эмиттером и с общим коллектором. Наиболее распространенный способ - с общим эмиттером. В схеме с общим коллектором (ОК) происходит усиление только по току, в схеме с общей базой (ОБ) только по напряжению, а в схеме с общим эмиттером (ОЭ) как по току, так и по напряжению.
Полевой транзистор зачастую имеет три вывода (электрода), которые называются: сток, исток и затвор. В полевых транзисторах используется движение носителей заряда лишь одного знака (либо электронов, либо дырок). Именно поэтому их ещё также называют униполярными. Движутся носители заряда от истока к стоку. Затвор транзистора является управляющим электродом.
Существует два основных типа полевых транзисторов: JFET (транзистор с управляющим p-n переходом) и MOSFET (транзистор с изолированным затвором).
Полевой транзистор можно включать по одной из трех основных схем: с общим истоком, с общим стоком и с общим затвором.
Наиболее широкое применение биполярные транзисторы нашли в аналоговой технике, а полевые транзисторы - в цифровой. Также на данный момент широко применяются биполярные транзисторы с изолированным затвором (
IGBT).
