Τρανζίστορ είναι μια συσκευή ημιαγωγών, συνήθως κατασκευασμένη από πυρίτιο ή γερμάνιο, χρησιμοποιείται για ενίσχυση ή μείωση της έντασης του ηλεκτρικό ρεύμα σε ηλεκτρονικά κυκλώματα. Τα τρανζίστορ είναι τα θεμελιώδη δομικά στοιχεία όλων των σύγχρονων ηλεκτρονικών συσκευών, που χρησιμοποιούνται για παράδειγμα σε υπολογιστές και smartphone.
Ποια είναι η λειτουργία του τρανζίστορ;
Τα τρανζίστορ έχουν δύο βασικές λειτουργίες: ενίσχυση το ηλεκτρικό ρεύμα ή μπαρ το εισιτήριό σας. Πότε Στη λειτουργία ενισχυτή, τα τρανζίστορ τροφοδοτούνται από ένα χαμηλό ηλεκτρικό ρεύμα εισόδου, ενισχύοντας το και παράγοντας έτσι ηλεκτρικό ρεύμα εξόδου με μεγαλύτερη ένταση.
Ένα παράδειγμα κυκλώματος που χρησιμοποιεί τρανζίστορ σε αυτήν τη διαμόρφωση είναι το μικρόφωνα. Ο ήχος που τραβήχτηκε από το μικρόφωνοΤο es παράγει ηλεκτρικό ρεύμα χαμηλής έντασης, και στη συνέχεια αυτό το ρεύμα διέρχεται από ένα σύνολο τρανζίστορ, τα οποία παράγουν ένα πολύ πιο έντονο ηλεκτρικό σήμα, ικανό να οδηγήσει τα ηχεία ενός ηχείου, από παράδειγμα.
Εσείς τρανζίστορ μπορεί επίσης να λειτουργήσει ως διακόπτες, ενεργοποίηση ή απενεργοποίηση του ηλεκτρικού ρεύματος σε ένα κύκλωμα: ακριβώς όπως μπορούν να ενισχύσουν το ηλεκτρικό ρεύμα, το ίδιο είναι σε θέση να το εξασθενίσει και αυτή η διαδικασία μπορεί να συμβεί με μεγάλη ταχύτητα (τα τρέχοντα τρανζίστορ το κάνουν αυτό δισεκατομμύρια φορές δεύτερος).
Αυτή η λειτουργία έκανε τα τρανζίστορ τα βασικά συστατικά όλων των ηλεκτρονικών τσιπ, όπως αυτά που υπάρχουν στους υπολογιστές μας. Όλες αυτές οι μάρκες λειτουργούν μέσα από μια πολύ απλή γλώσσα, το δυάδικος κώδικας. Οι υπολογιστές είναι σε θέση να μεταφράζω ένας μακρύς κώδικας που σχηματίζεται από τα ψηφία 0 και 1 σε γράμματα, λέξεις και εικόνες. Αυτά τα ψηφία, 0 και 1, ονομάζονται κομμάτια και εφαρμόζονται από τρανζίστορ: όταν είναι ένα τρανζίστορ αναμμένο (υψηλό ρεύμα), ο υπολογιστής διαβάζει το bit 0, Πότε αυτός αν εύρημα μακριά από (χαμηλό ρεύμα), ο υπολογιστής εκχωρεί το bit 1.
Κοίταεπίσης:Η εξέλιξη των υπολογιστών
Μην σταματάς τώρα... Υπάρχουν περισσότερα μετά τη διαφήμιση.)
Πώς λειτουργούν τα τρανζίστορ;
Όλα τα τρανζίστορ λειτουργούν τον έλεγχο της διέλευσης των ηλεκτρονίων μέσα σε αυτόΩστόσο, υπάρχουν διαφορετικοί τύποι τρανζίστορ και ο καθένας το κάνει με διαφορετικό τρόπο. Τα σύγχρονα τρανζίστορ, όπως αυτά που χρησιμοποιούνται σε επεξεργαστές smartphone, είναι τόσο μικρά που μπορούν να ελέγχουν την κίνηση κάθε μεμονωμένου ηλεκτρονίου. Τα μοντέρνα τσιπ, μερικά τετραγωνικά εκατοστά στην περιοχή, μπορούν να περιέχουν από 5 έως 30 δισεκατομμύρια τρανζίστορ.
Τα τρανζίστορ είναι κατασκευασμένα από υλικά ημιαγωγών. Για τη διεξαγωγή και την ενίσχυση του σήματος ενός ηλεκτρικού ρεύματος, οι ημιαγωγοί συνήθως προσβάλλονται με υλικά που μπορούν να τα προσφέρουν επιπλέον ηλεκτρικά φορτία, διευκολύνοντας την αγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.
Το ντόπινγκ είναι μια διαδικασία κατά την οποία τα άτομα πυριτίου αντικαθίστανται από άλλα άτομα, όπως φωσφόρο, βόριο, γάλλιο και άλλα. Υπάρχουν δύο τύποι ντόπινγκ: ντόπινγκ τύπος-ν και τύπος p. Σε ντόπινγκ τύπου (αρνητικού φορτίου), άτομα προστίθενται στο πλέγμα κρυστάλλου πυριτίου ικανό να παρέχει περίσσεια ηλεκτρονίων. στο ντόπινγκ τύπου p (θετικού φορτίου), προστίθενται άτομα που προκαλούν έλλειψη ηλεκτρονίων.
Κοίταεπίσης:Μάθετε τις ιδιότητες του πυριτίου
Συνολικά υπάρχουν τρεις διαμορφώσεις υφιστάμενων τρανζίστορ: το σάντουιτς πυριτίουΟ τρανζίστορ διασταύρωσης είναι το τρανζίστορ εφέ πεδίου.
• Ο σάντουιτς Αποτελείται από δύο στρώματα πυριτίου, το ένα με π-ντόπινγκ και το άλλο με ν-ντόπινγκ. Σε αυτόν τον τύπο διαμόρφωσης, είναι δυνατή η ροή ηλεκτρικού ρεύματος σε μία μόνο κατεύθυνση. Οι συσκευές που κάνουν χρήση αυτής της διάταξης είναι γνωστές ως δίοδοι.
• Ο τρανζίστορτης διασταύρωσης σχηματίζεται συνδυάζοντας τρία στρώματα πυριτίου σε διαφορετικά ντόπινγκ. Σε αυτήν τη διαμόρφωση, υπάρχουν δύο τρόποι για να στοιβάξετε τα στρώματα πυριτίου: ρ-ν-ρ και ν-π-ν, δηλαδή, τρία στρώματα πυριτίου σύμφωνα με τα αντίστοιχα ντόπινγκ τους. Σε αυτόν τον τύπο τρανζίστορ, το ηλεκτρικό ρεύμα ενισχύεται από την εμφάνιση «οπών»: είναι σαν ένα θετικό φορτίο να κινείται προς την αντίθετη κατεύθυνση των ηλεκτρονίων (τα αρνητικά φορτία). Σε αυτήν την περίπτωση, αυτά τα θετικά φορτία μπορούν να θεωρηθούν ως περιοχές που δεν διαθέτουν ηλεκτρόνια. Αυτός ο τύπος οδήγησης ονομάζεται οδήγηση λακκούβα. Τα τρανζίστορ που μπορούν να φέρουν φορτία με τη διεξαγωγή ηλεκτρονίων και οπών καλούνται τρανζίστορ διπολικής σύνδεσης.
• Ο τρανζίστορσεΕίναι φτιαγμένοσεπεδίο (FET) είναι επίσης σχηματίζεται από τρία στρώματα ημιαγωγών. Σε αντίθεση με τα τρανζίστορ διασταύρωσης, τα οποία ενεργοποιούνται από ένα ηλεκτρικό ρεύμα, τα FET ενεργοποιούνται από ηλεκτρικές τάσεις και επομένως μπορούν να ενισχύσουν ή να ακυρώσουν Ηλεκτρική ένταση ενός κυκλώματος. Αυτά τα τρανζίστορ είναι φθηνότερα και ευκολότερα στην κατασκευή από άλλα τρανζίστορ, που χρησιμοποιούνται ευρέως στο ηλεκτρονικά τσιπ.
Δείτε επίσης: Μάθετε περισσότερα για την περιοχή πληροφορικής
Πού χρησιμοποιούνται τα τρανζίστορ;
Τα τρανζίστορ μπορούν να λειτουργήσουν ως ενισχυτές ή διακόπτες σε ηλεκτρονικά κυκλώματα. Η συνηθέστερη χρήση τους είναι σε επεξεργαστές υπολογιστών, όπου απαιτούνται χάρη στην ικανότητά τους να μιμούνται bit αυξάνοντας ή μειώνοντας την τάση, γρήγορα και με ακρίβεια. Τα τρανζίστορ είναι παρόντα στο κυκλώματαολοκληρωμένο, που αποτελούν τις λογικές πύλες που χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρικά κυκλώματα διαφόρων μηχανών, συσκευών, υπολογιστών, κινητών τηλεφώνων κ.λπ.
Τα περισσότερα σύγχρονα τσιπ υπολογιστών μπορούν να περιέχουν έως και 30 δισεκατομμύρια τρανζίστορ.
Προέλευση των τρανζίστορ
Πριν από τα τρανζίστορ, οι σωλήνες χρησιμοποιήθηκαν σε υπολογιστές.
το τρανζίστορ του πυρίτιο και γερμάνιο δημιουργήθηκε από φυσικούς ΓιάννηςΜπάρντεν και Walter House Βρετάνη το 1947, στα εργαστήρια τεχνολογίας της αμερικανικής εταιρείας κουδούνιΤηλέφωνο. Σε 1948, μαζί με ΓουλιέλμοςΜπράντφορντΣόκλεϊ, απονεμήθηκαν το βραβείο Νόμπελ Φυσικής λόγω της τεράστιας τεχνολογικής εξέλιξης που έφεραν τα τρανζίστορ. Τα κίνητρα των ερευνητών ήταν τότε να δημιουργήσουν μια συμπαγή και φθηνότερη συσκευή πουτι στο θερμοιονικές βαλβίδες, χρησιμοποιήθηκε τη στιγμή το πρώτοι υπολογιστές.
Από εμένα, Rafael Helerbrock
