2.4.6. Транзистори

Сучасні транзистори розділяються на два види – біполярні та польові - у залежності від їх принципу дії, що суттєво впливає й на усі технічні характеристики.

2.4.6.1. Біполярні транзистори. Біполярний транзистор складається із двох p-n переходів, що взаємодіють між собою, з трьома або й більшою кількістю виводів, підсилювальні властивості яких базуються на явищах інжекції (вприскування) та екстраполяції (збирання) носіїв електричних зарядів у різних областях напівпровідника. Р-n переходи транзистора технологічно виготовляються шляхом дифузії в сусідні області напівпровідника акцепторних і(або) донорних домішок. Акцепторні домішки мають на зовнішній орбіті меншу кількість електронів, ніж власний напівпровідник, тому вже при дуже низьких температурах захоплюють вільні електрони, в результаті уся область напівпровідника стає додатньо зарядженою, а напівпровідник у цьому випадку називають напівпровідником р-типу. Донорні ж домішки на зовнішній орбіті мають надмір електронів і вже при низьких температурах є іонізованими, в результаті чого уся область має негативний заряд, а напівпровідник у цьому випадку називають напівпровідником n-типу. У транзисторі ці області р-типу і n-типу чергуються і створюються технологічно завдяки процесам дифузії (проникнення) у власний напівпровідник, відповідно, акцепторних та донорних д омішок. Залежно від кількості і типу областей розрізняють транзистори типів n-p-n та p-n-p, структура та позначення яких подані на рис. 2.34. Центральну

Рис. 2.34 – Структура та умовні позначення біполярних транзисторів n-p-n (а) та p-n-p (б) типів

область напівпровідникової структури займає база (base – база, основа). З однієї сторони до неї прилягає емітерний p-n перехід, а з іншої – колекторний. До зовнішніх областей емітера, бази та колектора приєднані металеві електроди, на які подаються напруги зміщення. Біполярний транзистор є активним пристроєм напівпровідникової електроніки, оскільки дає змогу підсилювати потужність.

2.4.6.2. Основні схеми включення біполярних транзисторів. Біполярний транзистор має чотири основних режими роботи – активний або підсилювальний, насичення, відсічки та інверсний, в якому обидва p-n переходи поміняні місцями.

В активному режимі на емітерний перехід подається пряме зміщення, а на колекторний – зворотне (рис. 2.34). Існує три основних схеми включення транзистора: спільна база СБ (2.35, а), спільний емітер СЕ (2.35, б) та спільний колектор СК (2.35, в).

В схемі транзистора СБ емітерний p-n перехід є прямозміщеним та інжектує електрони з n-емітера в базу. Концентрація легуючих домішок набагато більша, ніж в базі, тому й струм електронів практично визначатиме повний струм емітера. Частина інжектованих електронів рекомбінуватиме в базі з дірками. Однак, при виготовленні фізична товщина бази w є набагато меншою дифузійної довжини електронів в ній, тому більшість електронів дійде до межі база-колекторного p-n переходу. Оскільки колекторний перехід зміщений в зворотному напрямку, то усі електрони що дійшли до області

Р ис. 2.35 – Основні схеми включення транзистора в активному режимі: спільна база (а); спільний емітер (б); спільний колектор (в)

просторового заряду колектора, будуть захоплені електричним полем база-колекторного p-n переходу і перекинуті в квазінейтральну область колектора. Повний струм колектора I_K є більшим від струму емітера I_E завдяки протіканню через закритий база-колекторний p-n перехід зворотного струму

, (2.64)

де α_N – коефіцієнт передавання струму емітера; I_K0 - зворотний струм закритого база-колекторного p-n переходу; U_K – напруга колектора; - температурний потенціал; Т – температура p-n переходу; k, q – стала Больцмана та заряд електрона.

Для схеми СБ коефіцієнт підсилення за струмом К_І, коефіцієнт підсилення за напругою К_U, вхідний опір R_вх та вихідний опір R_вих визначаються як

К_І=α_N, К_U=α_NR_Н/r_е, R_вх=r_е, R_вих≈r_к(R_г+r_е)/(R_г+r_е+r_Б), (2.65)

де r_е, r_к, r_Б – диференціальні опори, відповідно, емітера, колектора та бази; R_Г, R_Н – відповідно вихідний опір джерела сигналу та опір навантаження.

Таким чином, у схемі транзисторного підсилювача СБ відбувається підсилення вхідної напруги, хоча ефекту підсилення вхідного струму й немає. Він має малий вхідний та великий вихідний опір, що, у першому наближенні дає змогу його трактувати як джерело струму, кероване струмом.

В схемі транзистора СЕ (рис. 2.35, б) коефіцієнт підсилення за струмом К_І, коефіцієнт підсилення за напругою К_U, вхідний опір R_вх та вихідний опір R_вих визначаються як

К_І=β, К_U=-βR_Н/R_вх≈-R_Н/r_е, R_вх=βr_е, R_вих≈r_к(R_г+r_Б+βr_е)/(R_г +r_Б)β, (2.66)

де β=α_N/(α_N+1) – статичний коефіцієнт передавання струму бази.

Таким чином, транзисторний підсилювач СЕ за підсиленням по напрузі аналогічний підсилювачу СБ, але має в β разів більший коефіцієнт підсилення по струму. Цей підсилювач має відносно високий вхідний опір та вихідний опір, значення якого практично визначається опором колекторного переходу, що наближає його до джерела струму, керованого напругою.

В схемі транзистора СК (рис. 2.35, в) коефіцієнт підсилення за струмом К_І, коефіцієнт підсилення за напругою К_U, вхідний опір R_вх та вихідний опір R_вих визначаються як

К_І=β+1, К_U=-К_ІR_Н/R_вх≈1, R_вх=(1+β)R_Н, R_вих≈r_е. (2.67)

Таким чином, транзисторний підсилювач СК є повторювачем вхідної напруги як за значенням, так і за фазою. Тому його називають емітерним повторювачем. Цей підсилювач має відносно високий вхідний опір та малий вихідний опір. Завдяки цим властивостям схема СК наближається до ідеального джерела напруги.

2.4.6.3. Моделі біполярних транзисторів. Подані вище співвідношення для різних підсилювальних транзисторних схем є наближеними через суттєве спрощення їх параметрів. На практиці фізичні процеси в біполярних транзисторах описуються системами трансцендентних рівнянь, які в класі елементарних функцій не мають аналітичних розв`язків. На допомогу тут приходить сучасна обчислювальна техніка, на основі програмного забезпечення якої можна розрахувати числові значення практично будь-яких параметрів в довільних точках електронної схеми. Однак, для практичного та швидкого оцінювання параметрів схем використовують певні еквівалентні схеми транзистора, які враховують найсуттєвіші фізичні ефекти, що в них протікають. Для великого сигналу в активному режимі роботи найчастіше використовують еквівалентну схему, подану на рис. 2.36. Цій електричній моделі транзистора

Р ис. 2.36 – Еквівалентна схема n-p-n транзистора для великого сигналу

можна поставити у відповідність систему рівнянь, які у фаховій літературі носять назву рівнянь Еберса-Молла, які в 1954 р. вперше її запропонували. Пунктиром обведена частина електричної заступної схеми, що відповідає ідеалізованій моделі n-p-n транзистора і описується рівняннями Еберса-Молла

, (2.68)

, (2.69)

де - струми насичення емітера та колектора; α_I – інверсний коефіцієнт передавання струму; U_E, U_K – спадки напруги на емітерному та колекторному p-n переходах.

Передекспоненційні множники відображають близькість емітерного та колекторного переходів, що проявляється в обміні неосновними носіями зарядів, причому

, (2.70)

де S_Е – площа емітера; D_n – коефіцієнт дифузії електронів; n_р0 – концентрація електронів в базі при кімнатній температурі; L_n – дифузійна довжина пробігу електронів в базі.

Кожному p-n переходу відповідає ідеалізований діод. Взаємодія переходів в транзисторі відображена генераторами струму. Струм емітера складається із струму інжекції емітерного p-n переходу І₁, який моделюється діодом VD1 з вольт-амперною характеристикою поданою на рис. 2.22, б, та струму екстракції α_II₂, який моделюється відповідним джерелом струму (рис. 2.36). Аналогічні процеси проходять і для вузла 2 рис. 2.35.

Для повнішого подання електрична модель транзистора рис. 2.36 доповнена омічними опорами квазіелектронейтральних областей емітера, бази та колектора (опорів розтікання струмів) r_ЕЕ, r_Б, r_КК відповідно. Із врахуванням спадків напруг на цих опорах за другим законом Кірхгофа можна записати рівняння для вхідного та вихідного кіл

, (2.71)

. (2.72)

Система рівнянь (2.68), (2.69), (2.71), (2.72) справедлива при будь-яких співвідношеннях полярності зовнішніх напруг U_ЕБ, U_КБ (або внутрішніх U_Е, U_К) і відображає практично усі властивості біполярного транзистора в стаціонарному режимі для низького рівня інжекції. В багатьох практичних випадках зручно подавати вихідний струм І_К транзистора як функцію струму емітера І_Е та напруги колектора U_К

, (2.73)

де .

Струм визначається за умови короткозамкненого кола емітера (U_E=0), а струм І_К0 – розімкненого кола емітера (І_Е=0). У зворотно зміщеному колекторному переході, особливо для кремнієвих транзисторів, окрім струму насичення колектора І_К0 повинен враховуватись струм теплової генерації та струм витоку поверхнею переходу І_втК≈U_К/r_втК, де r_втК – опір витоку колектора. Таким чином, сумарний зворотний струм колекторного переходу дорівнюватиме

. (2.74)

2.4.6.4. Кола живлення біполярних транзисторів. Такі кола служать для задання робочої точки на їх вихідній характеристиці I_K(U_K). Сильна температурна залежність параметрів транзистора може привести до відхилення робочої точки від її розрахункового положення та відповідної небажаної зміни параметрів підсилювача. Схема СБ є достатньо термостабільною, в інших двох схемах СЕ та СК слід використовувати додаткові заходи для їх термостабілізації. Для найпростішої схеми зміщення із стабілізацією постійну складову струму бази в робочій точці можна визначити як І_Б=(U_Ж-U_Б)/R_Б≈U_Ж/R_Б (рис. 2.37, а). Показник температурної чутливості для цього виду зміщення визначається як S_КБ0=dI_К/dI_КБ0=1+β. Для його зменшення використовується схема з базовим подільником, для якої коефіцієнт чутливості за умови, що β>>1 ( для сучасних транзисторів це виконується на практиці), становитиме S_КБ0≈1+R_екв/R₃, де R_екв=R₁R₂/(R₁+R₂). На практиці зазвичай вибирають R_екв>>R₃,

Р ис. 2.37 – Схеми задання робочої точки транзистора базовим струмом (а) та базовою напругою (б)

а R₂<R₁, тому оцінка значення чутливості становить S_КБ0≈R₂/R₃. Тут висока стабільність досягається завдяки вибору значення струму через подільник R₁ та R₂ набагато більшим від струму бази, а також місцевому зворотному зв`язку (збільшення емітерного струму спричиняє зменшення напруги U_БЕ, що запобігає збільшенню колекторного струму). Для усунення недоліку цієї схеми - спадку напруги від змінної складової на опорі резистора R₃, його шунтують конденсатором С₂, ємність якого знаходять за співвідношенням (1/ωС₃)<<R₃ на нижній частоті спектру.

Очевидно, що для зменшення спотворень вихідного сигналу напруга живлення повинна бути стабілізованою та мати в собі певний заданий рівень пульсацій (змінної складової).

2.4.6.5. Амплітудно-частотна характеристика резистивного та резонансного підсилювачів. На практиці виникає потреба в підсиленні сигналів в широкій частотній смузі – від постійного струму до декількох сотень гігагерц. Очевидно, що як вимоги, так і схема підсилювачів суттєво відрізнятиметься. На сьогодні переважно використовуються підсилювачі з безпосередніми та з резистивно-ємнісними зв`язками і дуже зрідка – з трансформаторним зв`язком, переважно в підсилювачах потужності звукового діапазону частот. Безпосередній зв`язок переважно використовується в підсилювачах постійного струму, зокрема інтегральних. За видом навантаження розрізняють аперіодичні та резонансні підсилювачі. Частотний коефіцієнт передавання підсилювача рис. 2.37, б визначається як

, (2.75)

де - вхідний опір підсилювача для вхідного еквівалентного струму SU_вх; τ_Н=R_НС₃ – стала часу кола навантаження.

На нижніх частотах (ω≈0) опір конденсатора С₃ набагато більший від опору R_Н і виконується співвідношення ωτ_Н<<1, тому модуль співвідношення (2.75) подамо у вигляді К_U(ω)≈SR₃ωτ_Н, за умови, що (1/R₃)>>β/r_К (рис. 2.38, а). В області середніх частот виконуються співвідношення ωτ_Н>>1, ωС_вих<<1 і модуль коефіцієнта передавання приймає максимальне значення К_U(ω)=К_max=SR₃. В області високих частот ωС_вих≈(1/R₃) і , де τ_в=R₃С_вих. На дуже високих частотах виконується умова ωС_вих≈(1/R₃) і К_U(ω)≈К_max/(ωτ_в).

В резонансному підсилювачі колекторним навантаженням служить паралельний (коливний) контур, резонансна частота якого рівна ω_р=1/L_рC_р.

Р ис. 2.38 – Амплітудно-частотні характеристики резистивно-ємнісного (а) та резонансного (в) підсилювачів та його схема (б)

Зазвичай шунтувальна дія навантаження є великою, тому власними втратами контура можна знехтувати і, тоді, амплітудно-частотна характеристика (АЧХ) підсилювача визначатиметься АЧХ власне контура. Вихідна ємність транзистора може бути врахована під час налагодження контура в резонанс. На опорі навантаження не виділяється потужність джерела живлення і, тому, його значення може бути вибрано достатньо великим для забезпечення великого підсилення на високих частотах.

2.4.6.6. Польові транзистори з p-n переходом. В польових транзисторах провідність між двома електродами (витоком та стоком) змінюється зовнішнім електричним полем керування, що прикладається між електродом керування (затвором) та витоком. Ці транзистори називають також уніполярними, оскільки, на відміну від біполярних, їх робота базується на використанні носіїв одного знаку. Уніполярні транзистори розділяються на два класи: польові транзистори із затвором у вигляді p-n переходу (ПТ) та транзистори із структурою метал-діелектрик-напівпровідник (МДН-транзистори) (див. рис. 2.39). Польові транзистори з p-n переходом зазвичай виготовляються шляхом проведення двох дифузій – першої (у залежності від типу каналу) домішками одного певного типу для отримання областей витоку та стоку і другої домішками протилежного типу для отримання p-n переходу області затвора (рис. 2.38, а та рис. 2.38, б). Така технологія сумісна з технологією виготовлення біполярних транзисторів.

Р ис. 2.39 – Умовні позначення біполярних, польових та МДН-транзисторів на схемах електричних принципіальних та в спеціальній літературі

Прикладена між затвором та витоком напруга U_зв змінює ширину збідненого носіями шару зворотно зміщеного p-n переходу затвор-канал і тому керує шириною каналу, а, отже, й значенням струму каналу І_с. За певного значення цієї напруги U_відс, яке називається напругою відсічки, збіднений шар повністю перекриває канал і струм стоку І_с практично визначатиметься лише струмом витоку І_вт зворотно зміщеного p-n переходу (рис. 2.40, а). До стоку транзисторів з p каналом підключається від`ємна напруга, а з n каналом, відповідно, додатна. Після прикладення напруги через канал транзистора починає протікати струм, значення якого визначається його провідністю та напругою U_зв між затвором та витоком. Із зростанням напруги U_св між стоком та витоком зростає й струму стоку І_с. Це викликає й зростання спадку напруги

Р ис.2.40 – Вольт-амперні характеристики польового транзистора з p-n переходом (а) і МДН-транзисторів із вбудованим (б) та індукованим (в) каналом

на опорі каналу і при певному значенні струму І_max його зростання різко сповільнюється і практично не змінюється із зростанням напруги U_св. Значення напруги, при якій струм стоку досягає свого максимального значення називають напругою U_свнас насичення (за умови U_зв=0 воно числово рівне напрузі відсічки, тобто U_свнас=U_відс, а струм та крутизну перетворення, що відповідають цій напрузі, називають максимальним струмом стоку (струмом насичення) І_max (І_нас) і максимальною крутизною S_max (крутизною насичення S_нас).

Одним із найбільших недоліків ПТ є сильна залежність від геометричних параметрів каналу, особливо його товщини.

2.4.6.7. МДН-транзистори. На відміну від ПТ МДН-транзистор має металізований електрод – затвор, який тонким шаром діелектрика ізольований від каналу і на який подається керуюча відносно витоку напруга U_зв (рис. 2.40). Ця напруга створює електричне поле, що модулює концентрацію вільних носіїв в каналі. Залежно від типу провідності і наявності або ж відсутності провідного каналу при нульовому значенні напруги U_зв на затворі розрізняють МДН-транзистори з індукованим (рис. 2.39, г, рис. 2.39, ж, рис. 2.39, з) та вбудованим каналами (рис. 2.39, в, рис. 2.39, д). Зазвичай до іншої від затвору сторони каналу під’єднується електрод, що називається підкладкою (рис. 2.39, з). Прикладена до підкладки напруга діє як напруга затору, але з протилежним ефектом.

2.4.6.8. Вольт-амперна характеристика ПТ. Вольт-амперні характеристики ПТ та МДН-транзисторів мають дві суттєво відмінні області – круту та пологу (інколи її називають ще областю насичення). На рис. 2.40 ці області розділені між собою штриховою лінією. В підсилювальній техніці польові транзистори найчастіше використовують в області насичення, оскільки їй притаманні найменші нелінійні спотворення та оптимальні значення основних диференційних параметрів: крутизни , внутрішнього опору та власного коефіцієнта підсилення . Значення граничної напруги U_свгр, при якій ВАХ ПТ з крутої переходить в пологу область визначається з рівняння U_свгр=U_відс-U_зв. Для лінійного розподілу домішок в каналі, вираз ВАХ ПТ в крутій області виражається через основні параметри ПТ – максимальний струм стоку I_max (за умови, що U_св=U_свнас=U_відс; U_зв=0) та напругу відсічки U_відс, які подаються в довідниках – співвідношенням

. (2.76)

Диференціальний внутрішній опір каналу в крутій області ВАХ описується виразом

, (2.77)

де - опір каналу при повністю відкритому каналі (U_св=U_зв=0).

Для пологої характеристики ПТ сімейство ВАХ при U_свгр описується виразом

, (2.78)

крутизна -

, (2.79)

де – максимальна крутизна ПТ (при U_св=U_свнас=U_відс і U_зв=0),

та опір каналу

, (2.80)

де - диференціальний опір каналу в пологій області при U_св=U_відс і U_зв=0); Е₀ – напруженість поздовжнього поля в каналі, при якій настає обмеження швидкості носіїв; - залежний від товщини каналу коефіцієнт; U_зс=U_св+U_зс – постійне зміщення переходу стік-затвор.

На практиці з достатньою точністю можна користуватися таким емпіричним співвідношенням

. (2.81)

Робочий діапазон частот визначається граничною частотою генерації f_г=S/2πС_зс, на якій коефіцієнт підсилення потужності ПТ дорівнює нулеві.

2.4.6.9. Вольт-амперні характеристики МДН-транзисторів. ВАХ МДН-транзисторів в крутій області визначається співвідношенням

, (2.82)

в пологій області

, (2.83)

де b – питома крутизна; - коефіцієнт впливу підкладки; - максимальне значення коефіцієнта впливу підкладки при U_п=0; ε₀, ε_п – відповідно, діелектрична проникність вакууму та матеріалу підкладки; φ_F – рівень Фермі в підкладці; N_п – концентрація домішок в підкладці; С₀=ε₀ε_п/а – питома ємність діелектрика.

Основний параметр МДН-транзисторів – порогова напруга або напруга відсічки – також залежить від напруги підкладки і збільшується з її зростанням. Мінімальне значення цієї напруги буде при U_п=0. Інший основний параметр – крутизна по затвору і крутизна по підкладці також залежать від U_п, збільшуючись із її зменшенням.

Для інженерних розрахунків (з похибкою 15-30 %) ВАХ МДН-транзистора в крутій області описується виразом

, (2.84)

в області насичення –

, (2.85)

крутизна характеристики в пологій області –

, (2.86)

а її максимальне значення при U_зв=0 для МДН-транзисторів із вбудованим каналом та U_зв=2U_відс для МДН-транзисторів з індукованим каналом S_max=2І_max/U_відс=2b U_відс.

Повторюваність характеристик ПТ набагато гірша від біполярних транзисторів через технологічні обмеження.

2.4.6.10. Основні схеми включення польових транзисторів. ПТ можуть включатися трьома способами – зі спільним витоком, спільним стоком та спільним затвором. Схема зі спільним витоком характеризується високим вхідним опором, значним коефіцієнтом підсилення за напругою та інвертуванням фази підсилюваного сигналу. Схема із спільним стоком (стоковий повторювач) має високий вхідний та малий вихідний опори відсутність підсилення та інвертування фази вхідного сигналу. Схема зі спільною базою не змінює полярності вхідного сигналу, має малий вхідний опір та малу ємність між входом та виходом і на практиці використовується зрідка.

До специфічних особливостей задання робочої точки ПТ є вибір режиму роботи, а саме термостабільної точки. Для цього може використовуватись зовнішнє джерело напруги із обмежувальним резистором, причому значення цієї напруги може задаватися подільником напруги живлення. Іншим варіантом є використання схеми з автоматичним зміщенням, при цьому в колі витоку встановлюється резистор, а затвор з’єднується зі спільною шиною. І третім варіантом задання робочої точки ПТ є використання в колі витоку генератора струму. МДН-транзистори із вбудованим каналом можуть працювати при від’ємній, додатній та нульовій напрузі на затворі відносно витоку. В схемах з МДН-транзисторами з індукованим каналом полярності напруг на стоці та затворі відносно витоку співпадають, тому можна задавати зміщення на затвор через подільник напруги живлення, або ж зі стоку, що завдяки від’ємному зворотному зв’язку підвищує температурну стабільність.

2.4.6.11. Основні особливості використання сучасних транзисторів. Зараз є до вибору широка гама типів транзисторів, призначених для різних застосувань. Транзистори можуть виступати як самостійні елементи, найчастіше в підсилювачах потужності або як низькошумові підсилювачі, але передусім це основні цеглинки, з яких складаються складніші електронні кола. Малосигнальний транзистор може бути зоптимізований для низькошумових застосувань або високочастотних. Перемикаючий транзистор повинен відзначитись швидкодією і низьким спадком напруги в стані насичення. Транзистор потужності, натомість, повинен пропускати великі струми і бути стійким до пробиття. Певні транзистори, наприклад транзистори потужності, мають спеціальну будову і структуру, яка дає можливість оптимізації високочастотних застосувань.

Зараз польові транзистори найчастіше виступають як самостійні елементи. В деяких використаннях вони зайняли місце, яке належало біполярним транзисторам. Електронні кола у поєднанні з польовими транзисторами дають незамінний специфічний ефект у застосуваннях як низько- так і високочастотних струмоперетворювальних агрегатах чи в перемикальних пристроях.

Зараз транзистори типу МДН (англійською MOSFET) займають домінуючу позицію серед електричних перемикачів потужності, з огляду на добрі параметри, якщо йдеться про час перемикання, потужне навантаження, безпечність роботи і добрі властивості динамічні властивості.

Польові транзистори мають багато переваг. Однією з найважливіших є від’ємний температурний коефіцієнт для вихідного струму, який не допускає до лавинного зростання струму із зростанням температури.

Транзистор IGBT є добрим прикладом пристрою, що поєднує в собі переваги МДН-транзисторів потужності MOSFET і біполярних транзисторів. Він відзначається малими втратами потужності та типовою для біполярних транзисторів невразливістю до різновидів навантажень, і одночасно характерною для MOSFET–транзисторів легкістю керування.

2.4.6.12. Системи позначення напівпровідникових елементів. На теренах СНД діоди та транзистори позначаються за ГОСТ 10862-72 наступним чином: перший елемент - буква (або цифра, яка означає спеціальне використання напівпровідникового елементу) – Г (1) – германій; К (2) – кремній; А (3) – арсенід-галій; другий елемент - буква, яка вказує на клас пристроїв (див. табл.2.9); третій елемент - три наступні цифри означають тип напівпровідникового елемента та його групу (у цих цифрах зашифровані показники розсіюваної елементом потужності та частотний діапазон, який умовно розбитий на низько-, середньо- та високочастотний); четвертий елемент – буква, яка означає групу, в якій розкиди певного параметру знаходяться у заданих межах.

В технічній документації та спеціальній літературі до напівпровідникових елементів слід застосовувати умовні графічні позначення, подані в ГОСТ 2.730-73.

У світі існує багато систем позначення напівпровідникових елементів.

Таблиця 2.10 – Позначення класу пристроїв за ГОСТ 10862-72

Буквенне позначення	Тип елементу	Буквенне позначення	Тип елементу
Т	Транзистори біполярні	Н	Тиристори діодні
П	Транзистори польові	У	Тиристори тріодні
Д	Діоди	Л	Випромінювачі
Ц	Випрямні стовпи і блоки	Г	Генератори шуму
А	Діоди надвисокочастотні НВЧ	Б	Діоди Ганна
В	Варікапи	К	Стабілізатори струму
И	Діоди тунельні і обернені	С	Стабілітрони і стабістори

Найширше використовуваною на практиці для координації діяльності електронної промисловості є організація ДЕДЕК (Joint Electron Device Engineering Councils - JEDEC). Всі виробники, що належать до JEDEC, виготовляють напівпровідникові компоненти за підгрупами, технічні параметри яких зареєстровані в її центральному офісі.

Найстаршою європейською організацією для стандартизації і реєстрації номерів і типів підгруп електронних компонентів є Про Електрон (Pro Electron). Вона створена у Брюсселі в 1966 р. Ця система уможливлює класифікацію електричних та електронних елементів відповідно до їх сфери застосування, а також матеріалів, з яких вони виготовлені.

Європейська система Про Електрон маркує напівпровідниковий елемент двома або трьома літерами, після яких використовується 3 або 4 цифри, що окреслюють тип елементу і його потужність. Перша літера означає матеріал:

А: Ge - германій або назагал інший напівпровідниковий матеріал з шириною забороненої зони (0,6-1) еВ;

В: Si - кремній або інший матеріал з шириною забороненої зони (1-1,3) еВ;

С: GaAs - арсенід галію або інший матеріал з шириною забороненої зони більшою від 1,3 еВ.

Друга літера вказує на вид елементу (див. табл. 2.11). Третя літера, зазвичай W, X, Y або Z, вказує, що елемент призначений до застосувань промислових або спеціальних. Після літерної групи подається номер, що складається з 3 або 4 цифр, а потім може бути літера, яка, наприклад, може вказувати значення коефіцієнта підсилення.

Таблиця 2.11 – Тип елемента за системою позначень Про Електрон

Буквенне позначення	Тип елементу	Буквенне позначення	Тип елементу
A	Малосигнальний діод	Q	Світлодіоди, лазерні діоди
B	Ємнісний діод	R	Тиристор малої потужності
C	Малосигнальний транзистор низької частоти	S	Перемикаючий транзистор малої потужності
D	Потужний транзистор низької частоти	T	Тиристор великої потужності
E	Тунельний діод	U	Перемикаючий транзистор великої потужності
F	Малосигнальний транзистор високої частоти	W	Елемент на основі поверхневих хвиль
H	Діоди, елементи з ефектом Нолла	X	Діод, помножувач частоти
L	Потужний транзистор високої частоти	Y	Випрямляч, помножувальний діод
N	Трансоптор	Z	Діод Зенера, зразок напруги віднесення
P	Фототранзистор	-	-

Американська система позначень JEDEC

Американська система не є однозначною. Для прикладу, позначення, що починається символом 2N може означати біполярний транзистор, наприклад, 2N2222, в той час як позначення 2N3819 означає польовий транзистор JFET. Символ, що починається на 3N означає МДН-транзистор MOSFET, наприклад, 3N128. Окремі виробники також застосовують інші позначення, такі як TIP34, MJE3055 і т.д.

Японська система JIS

Перша цифра позначає кількість виводів: 1 - два виводи – 2; 2 - три виводи – 3; 3 - чотири виводи – 4.

Розшифрування наступних двох літер подано в табл. 2.12. Наступне число після літер може бути 2-, 3-, або 4-цифрове, шифр даного виду діода. Далі додаток, що складається з однієї або кількох літер. Він говорить про область застосування напівпровідникового елементу.

D - рекомендований до використання в японській системі телекомунікаційній (NTT);

Таблиця 2.12 – Розшифрування перших двох літер за японською системою позначень JIS

Буквенне позначення	Тип елементу	Буквенне позначення	Тип елементу
SA	транзистори pnp і Дарлінгтона високочастотні	SK	Польовий транзистор FET з каналом n типу
SB	транзистори pnp і Дарлінгтона низькочастотні	SM	Тріак, тиристор симетричний
SC	транзистори npn і Дарлінгтона високочастотні	SQ	Світлодіод LED
SD	транзистори npn і Дарлінгтона низькочастотні	SR	Випрямні діоди
SE	Діоди	SS	Сигнальні діоди
SF	Тиристори	ST	Лавинні діоди
SG	Діоди Ганна	SV	Ємнісні діоди, діоди PIN
SH	Двобазові діоди	SZ	Діоди Зенера
SJ	Польовий транзистор FET з каналом p типу	-	-

G - Призначений для застосувань телекомунікаційних;

M - рекомендований до використання в японському мореплавстві (DAMGS);

N - рекомендований до використання в японській системі радіопередачі (NHK);

S - Призначений до промислових застосувань.

В позначеннях відповідно до японського стандарту JIS бракує розрізняння напівпровідників на кремнієві чи германієві. На схемах, як і в позначеннях надрукованих на самих елементах часто пропускається два перші знаки. Це означає, що, наприклад, транзистор типу 2SC940 може бути позначений C940.