טרָנזִיסטוֹר הוא מכשיר מוליך למחצה, עשוי בדרך כלל מ סִילִיקוֹן אוֹ גרמניום, משמש להגברה או להחלשת עוצמת ה- זרם חשמלי במעגלים אלקטרוניים. טרנזיסטורים הם אבני הבניין הבסיסיות של כל המכשירים האלקטרוניים המודרניים, ומשמשים למשל בשבבי מחשב וסמארטפונים.
מה פונקציית הטרנזיסטור?
לטרנזיסטורים שתי פונקציות בסיסיות: להגביר הזרם החשמלי או בָּר הכרטיס שלך. מתי בפונקציית המגבר, הטרנזיסטורים מונעים על ידי זרם כניסה חשמלי נמוך, המגבירים אותו ובכך מייצרים זרם חשמלי מוצא בעוצמה רבה יותר.
דוגמה למעגל המשתמש בטרנזיסטורים בתצורה זו היא ה- מיקרופונים. הצליל שנתפס על ידי המיקרופוןes מייצר זרם חשמלי בעוצמה נמוכה, ואז זרם זה עובר דרך קבוצה של טרנזיסטורים, שמייצרים אות חשמלי אינטנסיבי הרבה יותר, המסוגל להניע את הרמקולים של הרמקול, על ידי דוגמא.
אתה טרנזיסטורים יכול לעבוד גם כ מתגים, הפעלת או כיבוי של זרם חשמלי במעגל: כמו שהם מסוגלים להגביר זרם חשמלי, כך הם גם מסוגלים להחליש אותו, ותהליך זה יכול להתרחש במהירות רבה (הטרנזיסטורים הנוכחיים עושים זאת מיליארדי פעמים ל שְׁנִיָה).
פונקציה זו הפכה את הטרנזיסטורים למרכיבים הבסיסיים של כל השבבים האלקטרוניים, כמו אלה שנמצאים במחשבים שלנו. כל השבבים האלה עובדים בשפה מאוד פשוטה, ה-
קוד בינארי. מחשבים מסוגלים לתרגם קוד ארוך שנוצר על ידי הספרות 0 ו 1 ב אותיות, מילים ותמונות. ספרות אלה, 0 ו- 1, נקראות ביטים ומיושמים על ידי טרנזיסטורים: כאשר טרנזיסטור הוא להדליק (זרם גבוה), המחשב קורא את קצת 0, מתי הוא אם למצוא כבוי (זרם נמוך), המחשב מקצה את ה- קצת 1.תראהגַם:התפתחות המחשבים
כיצד פועלים טרנזיסטורים?
כל הטרנזיסטורים עובדים שליטה במעבר אלקטרונים בתוכועם זאת, ישנם סוגים שונים של טרנזיסטורים, וכל אחד מהם עושה זאת בצורה שונה. טרנזיסטורים מודרניים, כמו אלה המשמשים במעבדי סמארטפונים, הם כה קטנים עד שהם מסוגלים לשלוט בתנועתו של כל אלקטרון בודד. שבבים מודרניים, שטחם של כמה סנטימטרים רבועים, יכולים להכיל 5 עד 30 מיליארד טרנזיסטורים.
טרנזיסטורים עשויים חומרי מוליכים למחצה. כדי להוביל ולהגביר את האות של זרם חשמלי, מוליכים למחצה מסוממים בדרך כלל עם חומרים שיכולים להציע להם מטענים חשמליים נוספים, מה שמקל על הולכת החשמל שלך.
סימום הוא תהליך בו אטומי סיליקון מוחלפים באטומים אחרים, כמו זרחן, בורון, גליום ואחרים. ישנם שני סוגים של סימום: סימום סוג n ו סוג p. בסמים מסוג n (מטען שלילי), אטומים מתווספים לסריג קריסטל הסיליקון המסוגל לספק עודף אלקטרונים; בסמים מסוג p (חיובי חיובי) מוסיפים אטומים הגורמים למחסור באלקטרונים.
תראהגַם:דע את תכונות הסיליקון
בסך הכל יש שלוש תצורות הטרנזיסטורים הקיימים: כריך סיליקון, O טרנזיסטור צומת זה ה טרנזיסטור אפקט שדה.
• O כריך זה מורכב משתי שכבות של סיליקון, אחת מהן עם סימום p והשנייה עם סימום n. בתצורה מסוג זה ניתן להזרים זרם חשמלי בכיוון אחד בלבד. מכשירים המשתמשים במכלול זה מכונים דיודות.
• O טרָנזִיסטוֹרשל צומת נוצר על ידי שילוב של שלוש שכבות של סיליקון בסמים שונים. בתצורה זו, ישנן שתי דרכים לערום את שכבות הסיליקון: פ-נ-פ ו n-p-nכלומר שלוש שכבות של סיליקון בהתאם לסמים שלהם. בטרנזיסטור מסוג זה, הזרם החשמלי מוגבר על ידי הופעת "חורים": זה כאילו מטען חיובי נע בכיוון ההפוך של האלקטרונים (המטענים השליליים). במקרה זה, ניתן להבין מטענים חיוביים אלה כאזורים חסרי אלקטרונים. נהיגה מסוג זה נקראת נהיגה בבור. נקראים טרנזיסטורים שיכולים לשאת מטענים על ידי הולכת אלקטרונים וחורים טרנזיסטורי צומת דו קוטבית.
• O טרָנזִיסטוֹרבזה נעשהבשדה (FET) הוא גם נוצר על ידי שלוש שכבות מוליכים למחצה. שלא כמו טרנזיסטורי צומת, המופעלים על ידי זרם חשמלי, FETs מופעלים על ידי מתחים חשמליים ולכן יכולים להגביר או לבטל את מתח חשמלי של מעגל. טרנזיסטורים אלה זולים יותר וקלים יותר לייצור מאשר טרנזיסטורים אחרים, ונמצאים בשימוש נרחב ב שבבים אלקטרוניים.
ראה גם: למידע נוסף על אזור ה- IT
היכן משתמשים בטרנזיסטורים?
טרנזיסטורים יכולים לשמש כמגברים או כמתגים במעגלים אלקטרוניים. השימוש הנפוץ ביותר שלהם הוא במעבדי מחשב, שם הם נדרשים בזכות יכולתם לחקות ביטים על ידי הגדלת או הקטנת המתח, במהירות ובדייקנות. טרנזיסטורים נמצאים ב מעגליםמְשׁוּלָב, המרכיבים את שערי ההיגיון המשמשים במעגלים חשמליים של מכונות שונות, מכשירים, מחשבים, טלפונים סלולריים וכו '.
רוב שבבי המחשב המודרניים יכולים להכיל עד 30 מיליארד טרנזיסטורים.
מקור טרנזיסטורים
לפני טרנזיסטורים השתמשו בצינורות במחשבים.
הטרנזיסטור של סִילִיקוֹן ו גרמניום נוצר על ידי פיזיקאים ג'וןבארדין ו בית וולטר בריטיין בשנת 1947, במעבדות הטכנולוגיה של החברה האמריקאית פַּעֲמוֹןטֵלֵפוֹן. ב 1948, ביחד עם ויליאםברדפורדשוקלי, הוענק פרס נובל לפיזיקה בשל האבולוציה הטכנולוגית העצומה שהביאו טרנזיסטורים. המוטיבציה של החוקרים הייתה אז ליצור מכשיר קומפקטי וזול יותר שמה ה שסתומים תרמו-יוניים, שימש באותה עת מחשבים ראשונים.
על ידי רפאל הלרברוק
