晶体管是用什么材料做的 怎么购买晶体管

晶体管是现代电器最关键的元件之一,关于它的发明,我们最早可以追溯到1929年,工程师利莲费尔德就已经取得一种晶体管的专利。由于当时的技术水平限制,制造这种器件的材料达不到足够的纯度,无法制造出这种晶体管。晶体管可以容纳一亿或更多的晶体管集成电路的一部分,也可以独立包装或在一个非常小的的区域。但晶体管之所以能够被大规模的使用,就是因为它能以极低的单位成本被大规模生产。它的响应速度快,准确性高,且可用于在各种各样的数字和模拟功能,包括放大、开关、稳压、信号调制和振荡器。今天我们就来谈谈制作晶体管的材料以及怎么去购买晶体管的。

晶体管
 

 

一、晶体管是用什么材料做的

晶体管是一种固体半导体器件,具有放大、检波、稳压、开关、信号调制等多种功能。所以它的主要制作原料是半导体材料,半导体材料即导电率介于导体和绝缘体之间的材料,由于晶体管的PN结所需,其化学价也是有一定的要求,比如常见的晶体管材料有锗、镓、硅、砷等。晶体管作为一种可变电流开关,能够基于输入电压控制输出电流。从严格意义上来说,晶体管可泛指一切以半导体材料为基础的单一元件,包括各种半导体材料制成的二极管、三极管、场效应管、可控硅等。也是规范操作电脑,手机,和所有其他现代电子电路的基本构建块。

晶体管是用什么材料做的

 

二、怎么购买晶体管

晶体管的品种繁多,不同的电子电路与不同的电子设备,对晶体管各项性能指标的要求也是不同的。所以,在购买晶体管时应根据应用电路的具体要求来选择不同用途,不同类型的晶体管。以下就详细为大家介绍购买晶体管需要了解的一些情况:

1.沟道类型
选用N沟道或是P沟道场效应晶体管是挑选好场效应晶体管电子元件的第一步。在典型的功率使用中,当一个场效应晶体管接地而负载接入到干线电压上时,该场效应晶体管就组成了低压侧开关。在低压侧开关中,应该选用N沟道场效应晶体管,它是出自于对关闭或导通电子元件所要电压的考虑。当场效应晶体管接入到总线及负载接地时,就需要用高压侧开关。出于对电压驱动的考虑,一般会在这一拓扑中选用P沟道场效应晶体管。

2.额定电压
明确需用的额定电压,以及电子元件能够承载的最高电压。额定电压越大,电子元件的成本就会越高。按照实践证明,额定电压应高于干线电压,或者是总线电压。才能提供足够的保护,让场效应晶体管不会失灵。

3.额定电流
额定电流是负载在全部状态下可以承载的最高电流。和电压的情形有几分类似,保证选定的场效应晶体管能经受这一额定电流,即便在系统造成尖峰电流时。持续模式和脉冲尖峰是两个需考虑的电流情形。在持续导通模式下,场效应晶体管是处在稳态中,此时电流持续通过电子元件。脉冲尖峰指的是有大量电涌/尖峰电流流经电子元件。一旦明确了这些条件下的最高电流,就可以直接挑选能承载这个最高电流的电子元件。

4.导通损耗
在实际情况下,场效应晶体管并不一定是理想的电子元件,是因为在导电过程中会有电能消耗,这叫做导通损耗。

5.系统散热
需要考虑最坏情况和具体情况。我们可以选用针对最坏情况的计算结果,因为这一结论提供更大的安全余量,确保系统不易失灵。场效应晶体管的材料表上还有一些必须留意的测量数据,电子元件的结温相当于最大环境温度再加热阻与功率耗散的乘积(结温=最大环境温度+[热阻x功率耗散])。我们可以根据这个式子解出系统的最大功率损耗,即I2xRDS(ON)。另外,也需要搞好电路板和场效应晶体管的散热。雪崩击穿指的是半导体器件上的反向电压超出最高值,并且产生强电场促使电子元件内电流增加。同时,晶片尺寸的增加也会增强抗雪崩能力,最后提高电子元件的稳健性。因此,挑选更大的封装件能够有效避免雪崩。

6.开关性能
影响开关性能的参数有好多,其最关键的是栅极/漏极、栅极/源极及漏极/源极电容。每一次开关时都要对它们充电,所以这些电容会在电子元件中产生开关损耗。因此电子元件效率会被降低,场效应晶体管的开关速度也因而被减少。怎么购买晶体管

 

由于电子设备升级换代的速度,大家对于电子设备性能的标准也越来越高,所以正确挑选场效应晶体管是硬件工程师经常碰到的一难点。大家在购买前可以参考一下本篇文章内容。