Tranzistoare

Un tranzistor este un dispozitiv semiconductor care funcționează ca un comutator electronic sau amplificator, controlând fluxul de curent printr-un tip de material (de obicei siliciu) prin aplicarea unei tensiuni sau a unui curent către un alt punct. Din punct de vedere structural, tranzistoarele sunt componente cu trei terminale - configurate în mod uzual ca emițător, bază și colector (în cazul BJT-urilor), sau sursă, poartă și drenă (în cazul FET-urilor). De la inventarea lor, tranzistoare au devenit elemente fundamentale în toate sistemele electronice moderne, de la circuite logice digitale până la prelucrarea semnalelor analogice. Spre deosebire de tuburile electronice cu vid utilizate anterior, tranzistoarele sunt compacte, fiabile și eficiente din punct de vedere energetic, funcționând prin manipularea mișcării electronilor sau a golurilor prin joncțiuni p-n sau porți izolate. Înțelegerea diferențelor dintre tipurile de tranzistoare - BJT-uri, MOSFET-uri, IGBT-uri, JFET-uri și PUT-uri - vă poate ajuta să selectați cea mai potrivită componentă în funcție de aplicație, cerințele de putere și caracteristicile semnalului.

Tipuri de tranzistoare

• Tranzistoarele bipolare cu joncțiune (BJT-urile), inclusiv configurațiile NPN și PNP, sunt dispozitive controlate de curent, în care curentul bazei modulează un curent mai mare între colector și emițător. Cunoscute pentru caracteristicile lor de amplificare liniară și câștigul de curent ridicat, BJT-urile sunt ideale pentru aplicații analogice precum amplificarea audio sau condiționarea semnalului de joasă frecvență. Cu toate acestea, impedanța lor de intrare relativ scăzută conduce la un consum mai mare de putere comparativ cu dispozitivele cu efect de câmp.


• Tranzistoarele cu efect de câmp (FET-urile), în special MOSFET-urile (Metal-Oxide-Semiconductor FETs), sunt controlate prin tensiune cu o impedanță de intrare foarte ridicată. Acestea reglează curentul prin intermediul unui câmp electric aplicat pe o poartă izolată, ceea ce le face foarte eficiente pentru aplicațiile de comutare digitală. MOSFET-urile cu canal de tip N oferă, în general, conductivitate și viteză de comutare superioare față de dispozitivele cu canal de tip P, ceea ce le face alegerea preferată în electronica de putere și circuitele logice.


• Tranzistoarele bipolare cu poartă izolată (IGBT-urile) combină controlul porții MOSFET-urilor cu comanda de ieșire a BJT-urilor, rezultând un dispozitiv care excelează în aplicații de înaltă tensiune și curent ridicat. Acestea sunt utilizate pe scară largă în invertoare de putere, unități de acționare a motorului și sisteme de conversie a energiei, eficiența comutării și robustețea sunt esențiale.


• Tranzistoarele cu efect de câmp cu joncțiune (JFET-urile) oferă performanțe excelente în circuitele analogice cu zgomot redus și impedanță ridicată. Deși înlocuite în mare măsură de MOSFET-uri în multe roluri, JFET-urile continuă să fie utilizate în amplificarea RF și condiționarea semnalului de precizie datorită simplității și caracteristicilor lor stabile.


• Tranzistoarele cu unijoncțiune programabilă (PUT-urile) sunt specializate pentru utilizarea în circuite de temporizare, generarea de forme de undă și controlul declanșării. Aceste dispozitive funcționează prin stabilirea unei tensiuni de prag la care comută rapid, ceea ce le face utile în oscilatoare și sisteme de control.