Типы транзисторов: полный справочник (BJT, FET, MOSFET, JFET, Darlington и др.)

Что такое транзистор?

Трёхслойный активный полупроводниковый прибор для усиления или коммутации электрических сигналов. Входное напряжение > выходного (активный элемент). Заменили лампы: меньше, надежнее, меньше мощность.

Транзисторы

Классификация по структуре

Дерево типов транзисторов

Биполярные (BJT — Bipolar Junction Transistor)

Три области: эмиттер (E), база (B), коллектор (C). Ток базы управляет большим током коллектора-эмиттера. Два p-n перехода. Ток носителей — дыроки и электроны («биполярный»). Низкое входное сопротивление → отлично для усиления сигналов.

Работа BJT

NPN

p-область между двумя n-областями. Электроны — основные носители (высокая подвижность). Ток: эмиттер → коллектор. База управляет инъекцией. Предпочтительнее PNP по скорости.

Схема NPN

PNP

n-область между двумя p-областями. Дырки — основные носители. Ток в обратном направлении (коллектор → эмиттер). База-эмиттер управляет так же, но полярности инвертированы.

Схема PNP

Полевые транзисторы (FET — Field Effect Transistor)

Три области: источник (S), затвор (G), сток (D). Устройство с управляемым полем: напряжение на затворе модулирует проводимость канала. Униполярные (только один тип носителей). Высокое входное сопротивление → малый входной ток. Дешевле в производстве, но усиление тока слабее, чем у BJT.

JFET (Junction FET)

Ранний тип FET. p-n переход затвор-канал. Работает в режиме деплеции (закрывается отрицательным U_GS для n-канала). Ключ или усилитель.

JFET транзисторы

MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor FET)

Тонкий слой SiO₂ изолирует затвор от канала (поверхностная пассивация). Два типа: деплеции (D-mode) и усиления (E-mode). Основной элемент современной электроники (CPU, память, ключи).

MOSFET структура

Классификация по назначению

Малосигнальные (Small Signal)

Усиление слабых сигналов, тоже могут коммутировать. NPN/PNP. h_FE 0–100. I_C 80–600 мА. Частота до 300 МГц.

Коммутационные (Small Switching)

Основное назначение — ключ. h_FE 10–200. Лучше коммутируют, чем усиливают на пределе.

Мощностные (Power)

Высокая рассеиваемая мощность (0–100 Вт), требуют радиатор. Частота 1–100 МГц.

Мощностной транзистор

Высокочастотные (RF / High Frequency)

Быстрая коммутация, малые сигналы на высоких частотах. I_C 10–600 мА, f_max до 200 МГц (некоторые до ГГц).

Фототранзисторы

Чувствительны к свету. База заменена фоточувствительной областью. В темноте — закрыт. Виды: фото-BJT (чувствительнее) и фото-FET.

Схемы NPN и PNP фототранзисторов

UJT (Uni-Junction Transistor)

Три вывода: база-1, база-2, эмиттер. Только коммутация (генераторы пилы, таймеры). Не для усиления.

Символ UJT

HBT (Heterojunction Bipolar Transistor)

Bиполярный с гетеропереходом эмиттер-база (разные полупроводники). Лучше BJT на высоких частотах → RF IC, цифровая электроника.

Дарлингтон (Darlington Pair)

Два BJT в каскаде: эмиттер первого → база второго. Огромный β (β_total ≈ β1×β2). В одном корпусе. Для управления нагрузкой малым базовым током.

Шоттки (Schottky Transistor)

BJT + шотккий-диод (база-коллектор). Диод отводит избыточный ток базы, предотвращая насыщение → быстрое выключение. TTL LS серии.

Мультиэмиттерные (Multiple-Emitter)

Спец. BJT с несколькими эмиттерами. Входы TTL/NAND гейтов. Заменяют диоды в DTL → быстрее, меньше мощность.

Dual-Gate MOSFET

Два затвора последовательно. Управление током двумя сигналами (смесители, АРУ).

Лавинные (Avalanche Transistor)

BJT в режиме лавинного пробоя. Переключение < нс, огромные токи. Импульсная техника.

Диффузионные (Diffusion Transistor)

BJT с диффузионным внесением примесей (после сплавления/роста p-n). Исторический технологический термин.

Проверка транзисторов

Мультиметр

Цифровой в режиме «Диод» или аналоговый на низком пределе Ом.

Мультиметр

Проверяйте все переходы в обе стороны:

• Эмиттер-База и База-Коллектор — пробиваются в одну сторону (как диод).
• Коллектор-Эмиттер — не должен пробиваться ни в одну сторону.

Простая схема-проверка

• Соберите ключ: база через 10 кОм, нагрузка (LED + резистор) в коллекторе, питание 5–12 В.
• При замыкании базы на плюс (NPN) — LED горит.
• Для PNP — инвертируйте полярность питания и управления.

Простая коммутационная схема

Заключение

Транзисторы — сердца электроники. BJT — для аналогового усиления и ключей; MOSFET — для цифровой логики и мощных ключей; спец. типы — для ниш (RF, свет, импульсы). Знание типов позволяет грамотно выбирать компонент. Вопросы — пишите!