Những mũi tên trong biểu tượng bóng bán dẫn chỉ đến (và từ) là gì?

26

Biểu tượng bóng bán dẫn thường được vẽ bằng mũi tên chỉ theo hướng này hay hướng khác, tùy thuộc vào loại, như trong các biểu tượng sau:

Biểu tượng bóng bán dẫn

Nhưng mũi tên thực sự chỉ vào là gì? Và họ chỉ từ đâu? Có phải đó là cùng một nguyên tắc đằng sau nó trong mỗi biểu tượng và nếu vậy, tại sao đôi khi chúng chỉ TỪ bóng bán dẫn và đôi khi ĐẾN nó?

Và tại sao các mũi tên chỉ từ các nguồn gốc khác nhau (đôi khi cơ sở, bộ phát, cổng, nguồn, v.v.) trong các loại khác nhau?

Có bất kỳ nguyên tắc chung đằng sau cách mũi tên được chỉ dẫn?

transistors symbol

— Tron
nguồn

3

Có vẻ như trường hợp D nên được dán nhãn "bóng bán dẫn không biến đổi".

— John Honniball

Hình ảnh nhúng đó đã biến mất vì postimg.org đã chết.

— Navin

13

Đối với BJT, có một điểm nối PN giữa cơ sở và bộ phát. Mũi tên chỉ ra thứ tự của đường giao nhau (cơ sở để phát hoặc phát ra cơ sở). Một NPN đã xếp chồng các kênh pha tạp N, P và N. Ngã ba PN (giữa cơ sở và bộ phát) đi từ trung tâm ra ngoài. PNP cũng vậy.

Quan sát, không nhất thiết là thực tế:

Trong một MOSFET, cơ thể thường được kết nối với nguồn. Đối với MOSFET kênh N, nguồn được pha tạp N và cơ thể được pha tạp P, do đó mũi tên chỉ từ nguồn đến cơ thể. Tương tự như vậy, MOSFET kênh P có điều kiện ngược lại. Thật thú vị, Wikipedia có các ký hiệu cho "MOSFETS không có số lượng lớn / cơ thể" có hướng mũi tên ngược nhau. Tôi không có lời giải thích tốt cho lý do tại sao lại như vậy, mặc dù tôi nghi ngờ nó có thể theo một mô hình tương tự và cấu trúc liên kết bán dẫn khác với cấu trúc liên kết MOSFET "truyền thống".

Biểu tượng của bạn cho b (FET) là biểu tượng JFE. Ở đây, ngã ba PN nằm giữa cổng và "thân" (phần bán dẫn nối giữa cống và nguồn; Tôi không biết chính xác phần này của JFE là gì nên tôi chỉ gọi nó là phần thân vì nó có khối lượng lớn của JFE). Đối với kênh N, cổng được pha tạp P và thân máy được pha tạp N, do đó mũi tên chỉ từ cổng vào. JFE kênh P là đối diện nên mũi tên chỉ ra khỏi cổng.

Tôi chưa bao giờ sử dụng các bóng bán dẫn không liên kết (trường hợp d), nhưng nhìn vào trang wikipedia cho thấy cấu trúc pha tạp tương tự như JFE, sự khác biệt duy nhất là thiếu cổng cách điện (tên cũng đã thay đổi, rõ ràng nó đi theo kiểu "BJT" đặt tên cơ sở và bộ phát). Tôi sẽ không ngạc nhiên nếu quy ước hướng mũi tên tuân theo thứ tự của ngã ba PN (đối với tôi không rõ ràng về kiểu cấu trúc ví dụ trên Wikipedia).

Thông tin bổ sung:

— hellowworld922
nguồn

Vậy để tóm tắt nguyên tắc chung, mũi tên chỉ từ pha tạp P đến vùng pha tạp N? Điều đó dường như có ý nghĩa trong hầu hết các trường hợp, ngoại trừ những biểu tượng "không có số lượng lớn" trên Wikipedia mà bạn đề cập đến ở nơi khác. Nếu ai đó có một lời giải thích cho điều đó, xin vui lòng thêm nó.

— Tron

Đọc qua trang wiki MOSFET: "Nếu số lượng lớn không được hiển thị (như trường hợp thường thấy trong thiết kế vi mạch vì chúng thường là số lượng lớn), một biểu tượng đảo ngược đôi khi được sử dụng để biểu thị PMOS, thay vào đó, một mũi tên trên nguồn có thể được sử dụng trong tương tự như đối với các bóng bán dẫn lưỡng cực (đối với nMOS, đối với pMOS). " Tôi không rõ tại sao đây là quy ước.

— hellowworld922

@ helloworld922 Tôi nghĩ rằng quy ước cho các MOSFET có cùng hướng mũi tên với các BJT xuất phát từ sự tương đồng của nMOSFET và NPN BJT (mũi tên chỉ ra từ nguồn / bộ phát) và pMOSFET và PNP BJT (mũi tên chỉ vào nguồn / bộ phát ). Tôi hiểu rằng chúng là những thiết bị rất khác nhau, nhưng tôi nghĩ rằng không cần thiết phải mô phạm để không nhận ra sự tương tự trực tiếp giữa nMOS / NPN và pMOS / PNP.

— Shamtam

@ helloworld922 "Đối với MOSFET kênh N, nguồn được pha tạp N và cơ thể được pha tạp P, do đó mũi tên chỉ từ nguồn đến cơ thể" Tôi có ấn tượng rằng mũi tên chỉ từ cơ thể đến cảm ứng kênh hoặc thay thế "cơ thể đến nguồn"? Điều này cũng phù hợp với quy ước rằng mũi tên chỉ từ P đến N.

— cr1901

5

Nói tóm lại, các mũi tên cho thấy hướng hiện tại của một ngã ba PN khi phân cực thuận.

Trong các BJT, đường giao nhau PN là đường phát gốc.
Trong JFE, nó là một trong số giữa cổng và kênh.
Trong MOSFET, nó là cái tồn tại giữa kênh và chất nền (thiết bị đầu cuối nơi mũi tên được đặt trong các ký hiệu bạn đã đăng), không có sẵn bên ngoài. Lưu ý rằng khi thiết bị đầu cuối cơ chất không được hiển thị trong biểu tượng, mũi tên được đặt trên nguồn và sẽ chỉ theo hướng ngược lại, vì nguồn có cùng cực bán dẫn của kênh, luôn đối diện với phân cực cơ chất: N thiết bị kênh có chất nền loại P và ngược lại.
Trong UJT (trường hợp d), nó là một giữa bộ phát và chất bán dẫn số lượng lớn kết nối hai thiết bị đầu cuối cơ sở.

Lưu ý rằng quy ước này được sử dụng tương tự cho điốt bán dẫn: cực dương được kết nối với một phần của biểu tượng là một đầu mũi tên lớn và cực dương là thiết bị đầu cuối nơi dòng điện đi vào thiết bị khi phân cực thuận.

Điều này không có nghĩa là các mối nối đó phải được vận hành trong điều kiện phân cực thuận. Điều này phụ thuộc vào loại thiết bị cụ thể và điều kiện hoạt động. Ví dụ, các JFE luôn được vận hành với phân cực ngược cổng của chúng, trong khi các BJT có thể hoạt động ở các vùng vận hành khác nhau tùy thuộc vào việc các nút BE và BC của chúng được phân cực thuận hay ngược.

— Lorenzo Donati hỗ trợ Monica
nguồn

Lorenzo, đây là câu trả lời tương tự tôi sẽ đưa ra. Tôi hoàn toàn đồng ý với bạn.

— Guill

3

Các mũi tên trong các bóng bán dẫn lưỡng cực (bộ phát) cho thấy hướng của dòng chảy thông thường . Đó là, dòng chảy từ tích cực đến tiêu cực. Biểu tượng Diode và LED là như nhau.

EDIT: làm rõ, các mũi tên phát.

— John Honniball
nguồn

1

Còn các mosfet thì sao? Không có dòng chảy đến thiết bị đầu cuối cơ thể, là ở đó?

— John Dvorak

@JanDvorak Không, bạn nói đúng, tôi đã suy nghĩ chủ yếu về các bóng bán dẫn lưỡng cực. Nhưng một MOSFET sẽ tiến hành theo hướng đó nếu nó được thiên vị một cách thích hợp? Không phải là diode cơ thể thường bị phân cực ngược trong các mạch hoạt động, do đó nó không tiến hành?

— John Honniball

Điều này là không chính xác nếu bạn nhìn vào các biểu tượng trong hình. Trong b) và c) các mũi tên chỉ giữa cổng và nguồn, nhưng không có dòng chảy giữa cổng và nguồn.

— Tron

@Tron OK, tôi đã nghĩ về các bóng bán dẫn lưỡng cực.

— John Honniball

2

@JanDvorak Tôi không có ý kiến gì;

— MOSFE

2

Về biểu tượng bóng bán dẫn lưỡng cực.

Các bóng bán dẫn đầu tiên được chế tạo bằng kim nhét vào một tinh thể gecmani và được lấy từ các điốt tiếp xúc điểm.

Điốt Galena (cho đài phát thanh) cũng được sử dụng đinh đặt trên bề mặt tinh thể, không kết nối hàn.

Biểu tượng là rác rưởi đó. Một cụ ngã ba biểu tượng transistor đã từng tồn tại, nhưng biểu tượng điểm tiếp xúc dán.

— TẠM THỜI
nguồn