Tranzistor je polovodičové zařízení, obvykle vyrobené z křemík nebo germanium, slouží k zesílení nebo zeslabení intenzity elektrický proud v elektronických obvodech. Tranzistory jsou základními stavebními kameny všech moderních elektronických zařízení a používají se například v počítačových čipech a smartphonech.
Jaká je funkce tranzistoru?
Tranzistory mají dvě základní funkce: zesilovat elektrický proud nebo bar tvůj lístek. Když ve funkci zesilovače jsou tranzistory napájeny nízkým elektrickým vstupním proudem, který je zesiluje a tím vytváří výstupní elektrický proud s větší intenzitou.
Příkladem obvodu, který v této konfiguraci používá tranzistory, je mikrofony. Zvuk zachycený mikrofonemEs produkuje elektrický proud nízké intenzity, pak tento proud prochází sadou tranzistory, které produkují mnohem intenzivnější elektrický signál, schopné řídit reproduktory zvukové skříně, příklad.
Vy tranzistory může také pracovat jako spínače, zapnutí nebo vypnutí elektrického proudu v obvodu: stejně jako jsou schopny zesilovat elektrický proud, tak jsou i oni jsou schopni jej utlumit a tento proces může probíhat velkou rychlostí (současné tranzistory to dělají miliardykrát za druhý).
Díky této funkci byly tranzistory základními součástmi všech elektronických čipů, jaké jsou obsaženy v našich počítačích. Všechny tyto čipy fungují velmi jednoduchým jazykem, binární kód. Počítače jsou schopné přeložit dlouhý kód tvořený číslicemi 0 a 1 v písmena, slova a obrázky. Tyto číslice, 0 a 1, se nazývají bity a jsou implementovány tranzistory: když je nalezen tranzistor zapnutý (vysoký proud), počítač načte bit 0, Když on kdyby nalézt vypnuto (nízký proud), počítač přiřadí bit 1.
Dívej setaky:Vývoj počítačů
Jak fungují tranzistory?
Všechny tranzistory fungují řízení průchodu elektronů uvnitřExistují však různé typy tranzistorů a každý z nich to dělá jiným způsobem. Moderní tranzistory, stejně jako ty, které se používají v procesorech smartphonů, jsou tak malé, že jsou schopné řídit pohyb každého jednotlivého elektronu. Moderní čipy o ploše několika čtverečních centimetrů mohou obsahovat od 5 až 30 miliard tranzistorů.
Tranzistory jsou vyrobeny z polovodičové materiály. K vedení a zesílení signálu elektrického proudu jsou polovodiče obvykle dopovány materiály, které je mohou nabídnout extra elektrické náboje, což vám usnadní vedení elektřiny.
Doping je proces, při kterém jsou atomy křemíku nahrazovány jinými atomy, jako je fosfor, bór, galium a další. Existují dva typy dopingu: doping typ č a p-typ. V dopingu typu n (záporný náboj) jsou atomy přidány do mřížky křemíkového krystalu schopné poskytovat přebytek elektronů; v dopingu typu p (kladný náboj) se přidávají atomy, které způsobují nedostatek elektronů.
Dívej setaky:Znát vlastnosti křemíku
Dohromady existují tři konfigurace stávajících tranzistorů: křemíkový sendvič, O přechodový tranzistor to je tranzistor s efektem pole.
• O sendvič sestává ze dvou vrstev křemíku, jedné s p-dopingem a druhé s n-dopingem. U tohoto typu konfigurace je možné mít elektrický proud protékající pouze v jednom směru. Zařízení využívající tuto sestavu jsou známá jako diody.
• O tranzistorkřižovatky je tvořen spojením tří vrstev křemíku v různých dopingech. V této konfiguraci existují dva způsoby, jak stohovat vrstvy křemíku: p-n-p a n-p-n, tj. tři vrstvy křemíku podle jejich příslušných dopingů. V tomto typu tranzistoru je elektrický proud zesílen výskytem „děr“: je to, jako by kladný náboj cestoval v opačném směru elektronů (záporné náboje). V tomto případě lze tyto kladné náboje chápat jako oblasti bez elektronů. Tento typ řízení se nazývá řízení výmolů. Tranzistory, které mohou nést náboje vedením elektronů a děr, se nazývají bipolární tranzistory.
• O tranzistorvJe to vyrobenovpole (FET) je také tvořené třemi polovodičovými vrstvami. Na rozdíl od spojovacích tranzistorů, které jsou aktivovány elektrickým proudem, jsou FET aktivovány elektrickým napětím, a proto mohou zesilovat nebo rušit Elektrické napětí obvodu. Tyto tranzistory jsou levnější a vyrábějí se snadněji než jiné tranzistory, které jsou široce používány v elektronické čipy.
Podívejte se také: Další informace o oblasti IT
Kde se používají tranzistory?
Tranzistory mohou fungovat jako zesilovače nebo spínače v elektronických obvodech. Nejběžněji se používají v počítačových procesorech, kde jsou vyžadovány díky své schopnosti emulovat bity rychle a přesně pomocí zvyšování nebo snižování napětí. Tranzistory jsou přítomny v obvodůintegrovaný, které tvoří logická hradla používaná v elektrických obvodech různých strojů, zařízení, počítačů, mobilních telefonů atd.
Většina moderních počítačových čipů může obsahovat až 30 miliard tranzistorů.
Původ tranzistorů
Před tranzistory se elektronky používaly v počítačích.
tranzistor z křemík a germanium byl vytvořen fyziky JohnBardeen a Walter House Brittain v roce 1947 v technologických laboratořích americké společnosti zvonekTelefon. v 1948, spolu s WilliamBradfordShockley, obdrželi Nobelovu cenu za fyziku kvůli obrovskému technologickému vývoji, který tranzistory přinesly. Motivací vědců v té době bylo vytvořit kompaktní a levnější zařízeníco termoionické ventily, používané v době, kdy první počítače.
Podle mě. Rafael Helerbrock