Transistor ist ein Halbleiterbauelement, normalerweise aus Silizium oder Germanium, verwendet, um die Intensität des. zu verstärken oder zu dämpfen elektrischer Strom in elektronischen Schaltungen. Transistoren sind die Grundbausteine aller modernen elektronischen Geräte, die beispielsweise in Computerchips und Smartphones verwendet werden.
Welche Funktion hat der Transistor?
Transistoren haben zwei grundlegende Funktionen: verstärken der elektrische Strom oder Bar dein Ticket. Wann Bei der Verstärkerfunktion werden die Transistoren mit einem geringen elektrischen Eingangsstrom gespeist, der diesen verstärkt und somit einen elektrischen Ausgangsstrom mit größerer Intensität erzeugt.
Ein Beispiel für eine Schaltung, die in dieser Konfiguration Transistoren verwendet, ist die Mikrofone. Der vom Mikrofon aufgenommene Tones erzeugt einen elektrischen Strom geringer Intensität, dann fließt dieser Strom durch eine Reihe von Transistoren, die ein viel intensiveres elektrisches Signal erzeugen, das die Lautsprecher eines Resonanzkörpers ansteuern kann, durch Beispiel.
Sie Transistoren kann auch arbeiten als Schalter, Strom in einem Stromkreis ein- oder ausschalten: So wie sie elektrischen Strom verstärken können, sind sie es auch können sie dämpfen, und dieser Prozess kann mit großer Geschwindigkeit ablaufen (aktuelle Transistoren tun dies milliardenmal pro zweite).
Diese Funktion machte Transistoren zu den Grundkomponenten aller elektronischen Chips, wie sie in unseren Computern vorhanden sind. Alle diese Chips arbeiten durch eine sehr einfache Sprache, die Binärcode. Computer sind in der Lage Übersetzen ein langer Code, gebildet aus den Ziffern 0 und 1 im Buchstaben, Wörter und Bilder. Diese Ziffern, 0 und 1, heißen Bits und werden durch Transistoren realisiert: wenn ein Transistor gefunden wird eingeschaltet (hoher Strom) liest der Computer die Bit 0, Wann er wenn finden aus (niedriger Strom), weist der Computer die Bit 1.
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Wie funktionieren Transistoren?
Alle Transistoren funktionieren den Durchgang von Elektronen im Inneren kontrollierenEs gibt jedoch verschiedene Arten von Transistoren, und jeder tut dies auf unterschiedliche Weise. Moderne Transistoren, wie sie in Smartphone-Prozessoren zum Einsatz kommen, sind so klein, dass sie die Bewegung jedes einzelnen Elektrons steuern können. Moderne Chips mit einer Fläche von wenigen Quadratzentimetern können aus 5 bis 30 Milliarden Transistoren.
Transistoren bestehen aus Halbleitermaterialien. Um das Signal eines elektrischen Stroms zu leiten und zu verstärken, werden Halbleiter normalerweise mit Materialien dotiert, die sie bieten können zusätzliche Stromkosten, was Ihre Stromleitung erleichtert.
Dotierung ist ein Prozess, bei dem Siliziumatome durch andere Atome wie Phosphor, Bor, Gallium und andere ersetzt werden. Es gibt zwei Arten von Doping: Doping Typ-n und p-Typ. Bei der n-Typ-Dotierung (negative Ladung) werden dem Siliziumkristallgitter Atome hinzugefügt, die in der Lage sind, einen Überschuss an Elektronen bereitzustellen; Bei der p-Dotierung (positive Ladung) werden Atome hinzugefügt, die einen Elektronenmangel verursachen.
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Insgesamt gibt es drei Konfigurationen bestehender Transistoren: die Silikon-Sandwich, Ö Sperrschichttransistor es ist das Feldeffekttransistor.
• Ö Sandwich es besteht aus zwei siliziumschichten, eine davon mit p-dotierung und die andere mit n-dotierung. Bei dieser Art von Konfiguration ist es möglich, dass elektrischer Strom nur in eine Richtung fließt. Geräte, die von dieser Baugruppe Gebrauch machen, sind bekannt als Dioden.
• Ö Transistorder Kreuzung wird durch Kombinieren von drei Siliziumschichten in unterschiedlichen Dotierungen gebildet. In dieser Konfiguration gibt es zwei Möglichkeiten, die Siliziumschichten zu stapeln: p-n-p und n-p-n, also drei Siliziumschichten entsprechend ihrer jeweiligen Dotierungen. Bei dieser Art von Transistor wird der elektrische Strom durch das Auftreten von „Löchern“ verstärkt: Es ist, als würde eine positive Ladung in die entgegengesetzte Richtung der Elektronen (die negativen Ladungen) wandern. In diesem Fall können diese positiven Ladungen als Bereiche ohne Elektronen verstanden werden. Diese Art des Fahrens heißt Schlagloch fahren. Transistoren, die Ladungen tragen können, indem sie Elektronen und Löcher leiten, heißen Bipolartransistoren.
• Ö TransistorimEs ist gemachtimFeld (FET) ist auch aus drei Halbleiterschichten gebildet. Im Gegensatz zu Sperrschichttransistoren, die durch einen elektrischen Strom aktiviert werden, werden FETs durch elektrische Spannungen aktiviert und können daher die verstärken oder aufheben Elektrische Spannung einer Schaltung. Diese Transistoren sind billiger und einfacher herzustellen als andere Transistoren, da sie weit verbreitet sind in elektronische Chips.
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Wo werden Transistoren verwendet?
Transistoren können als Verstärker oder Schalter in elektronischen Schaltungen fungieren. Sie werden am häufigsten in Computerprozessoren verwendet, wo sie aufgrund ihrer Fähigkeit, Bits durch Erhöhen oder Verringern der Spannung schnell und genau zu emulieren, erforderlich sind. Transistoren sind in der vorhanden Schaltungenintegriert, die die Logikgatter bilden, die in elektrischen Schaltungen verschiedener Maschinen, Geräte, Computer, Mobiltelefone usw. verwendet werden.
Die meisten modernen Computerchips können bis zu 30 Milliarden Transistoren enthalten.
Herkunft der Transistoren
Vor Transistoren wurden Röhren in Computern verwendet.
der Transistor von Silizium und Germanium wurde von Physikern entwickelt JohnBardeen und Walter House Brittain 1947 in den Technologielabors der amerikanischen Firma GlockeTelefon. Im 1948, zusammen mit WilhelmBradfordSchockley, wurden aufgrund der enormen technologischen Entwicklung, die Transistoren mit sich brachten, mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet. Die Motivation der Forscher war damals, ein kompaktes und kostengünstigeres Gerät zu entwickeln, daswas zum Thermoionische Ventile, verwendet zu der Zeit erste Computer.
Von mir. Rafael Helerbrock