Transistorit

Transistori on puolijohdekomponentti, joka toimii elektronisena kytkimenä tai vahvistimena. Se ohjaa virran kulkua yhden materiaalityypin (yleensä pii) läpi toiseen materiaalityyppiin syötettävän jännitteen tai virran perusteella. Rakenteellisesti transistorit ovat kolmijalkaisia komponentteja. Niiden konfiguraatio on yleensä emitteri, kanta ja kollektori (BJT) tai lähde, hila ja nielu (FET). Sen jälkeen kun transistorit keksittiin, niistä on tullut peruskomponentteja kaikelle nykyaikaiselle elektroniikalle digitaalisista logiikkapiireistä analogiseen signaalinkäsittelyyn. Toisin kuin niitä edeltävät tyhjiöputket, transistorit ovat kompakteja, luotettavia ja energiatehokkaita, ja ne toimivat ohjaamalla elektronien tai aukkojen liikettä pn-liitosten tai eristettyjen hilojen yli. Erilaisten transistorityyppien – BJT, MOSFET, IGBT, JFET ja PUT – erojen ymmärtäminen voi auttaa sinua valitsemaan sopivimman komponentin toiminnon, tehovaatimusten ja signaaliominaisuuksien perusteella.

Transistorityypit

• Bipolaariset liitostransistorit (BJT), mukaan lukien NPN- ja PNP-konfiguraatiot, ovat virtaohjattuja laitteita, joissa kannan virta moduloi suurempaa kollektorin ja emitterin välistä virtaa. Korkeasta virtavahvistuksesta ja lineaarisista vahvistusominaisuuksista tunnetut BJT-transistorit sopivat ihanteellisesti analogisiin sovelluksiin, kuten äänenvahvistukseen tai matalataajuisen signaalin muokkaamiseen. Niiden suhteellisen alhainen tuloimpedanssi johtaa kuitenkin korkeampaan virrankulutukseen kanavatransistoreihin verrattuna.


• Kanavatransistorit (FET), erityisesti MOSFET (metallioksidipuolijohde-FET), käyttävät jänniteohjausta ja niillä on erittäin korkea tuloimpedanssi. Ne käyttävät virran säätöön eristetyn hilan yli vaikuttavaa sähkökenttää, mikä tekee niistä erittäin tehokkaita digitaalisissa kytkentäsovelluksissa. N-kanavan MOSFET-transistorit tarjoavat yleensä paremman johtavuuden ja kytkentänopeuden kuin P-kanavan komponentit. Tämä tekee niistä ensisijaisen vaihtoehdon tehoelektroniikassa ja logiikkapiireissä.


• Eristebipolaaritransistori (IGBT) yhdistää MOSFET-transistorien hilaohjauksen BJT-transistorien lähtökapasiteettiin. Laite soveltuu erinomaisesti suurjännite- ja suurvirtasovelluksiin. Niitä käytetään paljon inverttereissä, moottorikäytöissä ja energianmuunnosjärjestelmissä, joissa kytkentätehokkuus ja kestävyys ovat kriittisiä.


• Liitoskanavatransistorit (JFET) tarjoavat erinomaisen suorituskyvyn pienikohinaisissa korkean impedanssin analogisissa piireissä. Vaikka MOSFET-transistorit ovat monissa tehtävissä suurelta osin korvanneet JFET-transistorit, niillä on yksinkertaisuutensa ja stabiilien ominaisuuksiensa ansiosta yhä paikka RF-vahvistuksessa ja tarkkuussignaalin muokkaamisessa.


• Ohjelmoitavat unistorit (PUT) on tarkoitettu erikoisesti käytettäväksi ajoituspiireissä, aaltomuodon generoinnissa ja aktivoinnin ohjauksessa. Nämä laitteet toimivat asettamalla kynnysjännitteen, jolla ne kytkeytyvät nopeasti. Tämä tekee niistä hyödyllisiä oskillaattoreissa ja ohjausjärjestelmissä.