Από το 1948, τα τρανζίστορ χρησιμοποιούνται στα ηλεκτρονικά. Αρχικά φτιαγμένο με γερμάνιο, τα σύγχρονα τρανζίστορ χρησιμοποιούν πυρίτιο για υψηλότερη θερμική ανοχή. Τα τρανζίστορ ενισχύουν και αλλάζουν σήματα. Μπορούν να είναι αναλογικά ή ψηφιακά. Δύο κυρίαρχα τρανζίστορ σήμερα περιλαμβάνουν Μεταλλικά Οξείδια-Ημιαγωγούς Πεδίο Τρανζίστορ Επιδράσεων (MOSFET) και Διπολικά Τρανζίστορ Σύνδεσης (BJT). Το MOSFET προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα έναντι του BJT.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
Τα τρανζίστορ, που χρησιμοποιούνται για την ενίσχυση και την εναλλαγή σημάτων, προήγαγαν τη σύγχρονη ηλεκτρονική εποχή. Σήμερα, δύο κυρίαρχα τρανζίστορ που χρησιμοποιούνται περιλαμβάνουν τα διπολικά τρανζίστορ διακλάδωσης ή BJT και τα τρανζίστορ πεδίου επίδρασης μετάλλου-οξειδίου-ημιαγωγού ή MOSFET. Το MOSFET προσφέρει πλεονεκτήματα έναντι του BJT στα σύγχρονα ηλεκτρονικά και υπολογιστές, καθώς αυτά τα τρανζίστορ είναι πιο συμβατά με την τεχνολογία επεξεργασίας πυριτίου.
Επισκόπηση των MOSFET και BJT
Τα MOSFET και BJT αντιπροσωπεύουν τους δύο κύριους τύπους τρανζίστορ που χρησιμοποιούνται σήμερα. Τα τρανζίστορ αποτελούνται από τρεις ακίδες που ονομάζονται πομπός, συλλέκτη και βάση. Η βάση ελέγχει το ηλεκτρικό ρεύμα, ο συλλέκτης χειρίζεται τη ροή του ρεύματος βάσης και ο πομπός είναι εκεί που ρέει το ρεύμα. Τόσο τα MOSFET όσο και τα BJTs είναι γενικά κατασκευασμένα από πυρίτιο, με μικρότερο ποσοστό από αρσενίδιο γαλλίου. Και οι δύο μπορούν να λειτουργήσουν ως μορφοτροπείς για ηλεκτροχημικούς αισθητήρες.
Διπολικό τρανζίστορ σύνδεσης (BJT)
Ένα BJT (Bipolar Junction Transistor) συνδυάζει δύο διόδους διασταύρωσης είτε από έναν ημιαγωγό τύπου p μεταξύ ημιαγωγών τύπου n ή στρώματος ημιαγωγού τύπου n μεταξύ δύο τύπων p ημιαγωγοί. Το BJT είναι μια συσκευή που ελέγχεται με ρεύμα με κύκλωμα βάσης, ουσιαστικά έναν ενισχυτή ρεύματος. Στα BJT, το ρεύμα ταξιδεύει μέσω του τρανζίστορ σε οπές ή συνδέσεις κενών θέσεων με θετική πολικότητα και ηλεκτρόνια με αρνητική πολικότητα. Τα BJT χρησιμοποιούνται σε πολλές εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένων αναλογικών και κυκλωμάτων υψηλής ισχύος. Ήταν ο πρώτος τύπος τρανζίστορ μαζικής παραγωγής.
Τρανζίστορ επίδρασης πεδίου μετάλλου-οξειδίου-ημιαγωγού (MOSFET)
Το MOSFET είναι ένας τύπος Field Effect Transistor που χρησιμοποιείται σε ψηφιακά ολοκληρωμένα κυκλώματα όπως μικροϋπολογιστές. Το MOSFET είναι μια συσκευή ελεγχόμενη από τάση. Διαθέτει τερματικό πύλης και όχι βάση, χωρισμένο από άλλα τερματικά με φιλμ οξειδίου. Αυτό το στρώμα οξειδίου χρησιμεύει ως μονωτής. Αντί ενός πομπού και ενός συλλέκτη, το MOSFET έχει μια πηγή και μια αποστράγγιση. Το MOSFET είναι αξιοσημείωτο για την υψηλή του αντίσταση στην πύλη. Η τάση πύλης καθορίζει εάν το MOSFET ενεργοποιείται ή απενεργοποιείται. Ο χρόνος εναλλαγής πραγματοποιείται μεταξύ των τρόπων ενεργοποίησης και απενεργοποίησης.
Πλεονεκτήματα του MOSFET
Τα τρανζίστορ Field Effect όπως το MOSFET χρησιμοποιούνται εδώ και δεκαετίες. Περιλαμβάνουν τα συνηθέστερα χρησιμοποιούμενα τρανζίστορ, που κυριαρχούν επί του παρόντος στην αγορά ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. Είναι φορητές, χρησιμοποιούν χαμηλή ισχύ, δεν αντλούν ρεύμα και είναι συμβατές με την τεχνολογία επεξεργασίας πυριτίου. Η έλλειψη ρεύματος πύλης οδηγεί σε υψηλή αντίσταση εισόδου. Ένα επιπλέον σημαντικό πλεονέκτημα του MOSFET έναντι του BJT είναι ότι αποτελεί τη βάση ενός κυκλώματος με διακόπτες αναλογικών σημάτων. Αυτά είναι χρήσιμα σε συστήματα απόκτησης δεδομένων και επιτρέπουν πολλές εισόδους δεδομένων. Η ικανότητα εναλλαγής μεταξύ διαφορετικών αντιστάσεων βοηθά στην αναλογία εξασθένησης ή στην αλλαγή του κέρδους λειτουργικών ενισχυτών. Τα MOSFET αποτελούν τη βάση συσκευών μνήμης ημιαγωγών, όπως μικροεπεξεργαστές.