transistor

Selgitame, mis on transistor, selle päritolu ja kuidas see töötab. Samuti transistoride tüübid ja nende integraallülitused.

Transistorid tulenevad vajadusest juhtida elektrivoolu voolu.

Mis on transistor?

Seda nimetatakse transistoriks (inglise keelest:transfer resystor, "ülekandetakisti") teatud tüüpi pooljuhtelektrooniliseks seadmeks, mis on võimeline muutma elektrilist väljundsignaali vastuseks sisendsignaalile, toimides selle võimendi, lüliti, ostsillaatori või alaldina.

See on teatud tüüpi seade, mida tavaliselt kasutatakse paljudes seadmetes, nagu kellad, lambid, tomograafid, mobiiltelefonid, raadiod, televiisorid ja eelkõige integraallülituste (kiipide või mikrokiipide) komponendina.

Transistorid tulenevad vajadusest juhtida vooluhulka elektrivool erinevates rakendustes osana valdkonna arengust elektroonika. Selle otsene eelkäija oli aparaat, mille Julius Edgar Lilienfeld leiutas Kanadas 1925. aastal, kuid alles sajandi keskpaigas sai selle kasutusele võtta pooljuhtmaterjalide abil (vaakumtorude asemel).

Esimesed saavutused selles osas seisnesid elektrisignaali võimsuse suurendamises, viies selle läbi kahe germaaniumikristallile kantud kuldtoe.

Transistori nime pakkus välja Ameerika insener John R. Pierce, alates esimestest Bell Laboratoriesi disainitud mudelitest. Esimene kontakttransistor ilmus Saksamaal 1948. aastal, esimene kõrgsagedustransistor aga leiutati 1953. aastal Ameerika Ühendriikides.

Need olid esimesed sammud 20. sajandi teise poole elektroonilise plahvatuse suunas, mis võimaldas muuhulgas arendada arvutid.

Tänapäeval kasutatakse transistoride valmistamisel materjale nagu germaanium (Ge), räni (Si), galliumarseniid (GaAs) või räni ja germaaniumi sulamid või räni ja alumiinium. Olenevalt kasutatavast materjalist suudab seade taluda teatud elektripinget ja a temperatuuri takistuskütte maksimum.

Kuidas transistor töötab?

Iga transistor koosneb kolmest elemendist: baasist, kollektorist ja emitterist.

Transistorid töötavad voolul, toimides võimenditena (võtvad vastu nõrga signaali ja genereerivad tugevat) või lülititena (võtvad vastu signaali ja katkestavad selle). See toimub sõltuvalt sellest, millises kolmest asendist transistor teatud hetkel hõivab ja millised on:

  • Aktiivne. Muutuv voolutase (suurem või vähem voolu) on lubatud läbida.
  • Läbilõikeline. See ei lase elektrivoolul läbi.
  • Küllastuses. See võimaldab kogu elektrivoolu läbida (maksimaalne vool).

Selles mõttes töötab transistor nagu sulgekraan torus: kui see on täielikult avatud, laseb see sisse kogu voolu. Vesi, kui see on kinni siis ei lase midagi läbi ja oma vaheasendites laseb enam-vähem vett läbi.

Nüüd koosneb iga transistor kolmest elemendist: baasist, kollektorist ja emitterist. Esimene on see, mis vahendab emitterit (kuhu vooluvool siseneb) ja kollektorit (kust vooluvool väljub). Ja see omakorda aktiveeritakse madalama elektrivooluga, mis erineb transistori poolt moduleeritavast.

Sel viisil, kui alus ei saa voolu, asub transistor väljalülitatud asendis; kui see saab vahevoolu, avab alus voolu teatud summa võrra; ja kui alus saab piisavalt voolu, siis avaneb pais täielikult ja täielik moduleeritud vool läheb läbi.

Seega on arusaadav, et transistor toimib vahendina transistoride hulga reguleerimiseks elektrit mis juhtub teatud hetkel, võimaldades seega luua loogilisi seoseid.

Transistoride tüübid

Transistore on mitut tüüpi:

  • Punktkontaktiga transistor. Seda nimetatakse ka "kontaktotsaks", see on vanimat tüüpi transistor ja töötab germaaniumi baasil. See oli revolutsiooniline leiutis, kuigi see oli raskesti valmistatav, rabe ja lärmakas. Tänapäeval seda enam ei kasutata.
  • Bipolaarne ristmiktransistor. Valmistatud pooljuhtmaterjalist kristallist, mis on selektiivselt ja kontrollitult saastunud aatomid arseeni või fosfori (doonorid elektronid), luues nii baas-, emitteri- ja kollektoripiirkonnad.
  • Väljatransistor. Sel juhul kasutatakse ränivardat või mõnda muud sarnast pooljuhti, mille klemmides on rajatud oomilised klemmid, mis töötavad seega positiivse pingega.
  • Fototransistorid. Neid nimetatakse sel viisil tundlikele transistoridele valgus, nähtavale lähedases spektris. Et neid saaks eemalt juhtida elektromagnetlainete abil.

Integraallülitused

Integraallülitused on väikesed ränist või muudest pooljuhtidest valmistatud struktuurid.

Integraallülitused on paremini tuntud kui kiibid või mikrokiibid ning need on väikesed ränist või muudest pooljuhtidest valmistatud struktuurid, mis on kapseldatud. plastist keraamika, mida leiame tavaliselt erinevate seadmete (arvutid, kalkulaatorid, televiisorid jne) elektroonikapaneelidelt.

Need ahelad koosnevad paljudest pisikestest transistoridest ja takistitest, mis on paigutatud lehele, et täita tõhusalt elektrisignaaliga manipuleerimise ülesandeid, näiteks võimendus.

!-- GDPR -->