Tranzistors ir pusvadītāju ierīce, parasti izgatavota no silīcijs vai germānijs, ko izmanto, lai pastiprinātu vai vājinātu elektriskā strāva elektroniskajās shēmās. Transistori ir visu mūsdienu elektronisko ierīču pamatelementi, kurus izmanto, piemēram, datoru mikroshēmās un viedtālruņos.
Kāda ir tranzistora funkcija?
Transistoriem ir divas pamatfunkcijas: paplašināt elektriskā strāva vai bārs savu biļeti. Kad pastiprinātāja funkcijā tranzistorus darbina zema elektriskā ieejas strāva, to pastiprinot un tādējādi ar lielāku intensitāti radot izejas elektrisko strāvu.
Kontūras piemērs, kurā šajā konfigurācijā tiek izmantoti tranzistori, ir mikrofoni. Skaņa, ko tver mikrofonses rada zemas intensitātes elektrisko strāvu, tad šī strāva iziet cauri tranzistori, kas rada daudz intensīvāku elektrisko signālu, kas spēj vadīt skaņas kastes skaļruņus piemērs.
Jūs tranzistori var darboties arī kā slēdži, ieslēdzot vai izslēdzot elektrisko strāvu ķēdē: tāpat kā viņi spēj pastiprināt elektrisko strāvu, tāpat viņi to dara spēj to vājināt, un šis process var notikt lielā ātrumā (pašreizējie tranzistori to dara miljardiem reižu vienā otrais).
Šī funkcija padarīja tranzistorus par visu elektronisko mikroshēmu pamatkomponentiem, piemēram, tiem, kas atrodas mūsu datoros. Visas šīs mikroshēmas darbojas, izmantojot ļoti vienkāršu valodu binārs kods. Datori spēj tulkot garš kods, ko veido cipari 0 un 1 iekšā burti, vārdi un attēli. Tiek saukti šie cipari 0 un 1 biti un tos realizē tranzistori: kad tiek atrasts tranzistors ieslēgts (liela strāva), dators nolasa bits 0, Kad viņš ja atrast izslēgts (zema strāva), dators piešķir 1. bits.
Skatiesarī:Datoru evolūcija
Kā darbojas tranzistori?
Visi tranzistori darbojas kontrolējot elektronu pāreju tās iekšienēTomēr ir dažādi tranzistoru veidi, un katrs no tiem to dara savādāk. Mūsdienu tranzistori, tāpat kā viedtālruņu procesoros, ir tik mazi, ka spēj kontrolēt katra atsevišķā elektrona kustību. Mūsdienu mikroshēmas, kuru platība ir daži kvadrātcentimetri, var saturēt no 5 līdz 30 miljardi tranzistoru.
Tranzistori ir izgatavoti no pusvadītāju materiāli. Elektriskās strāvas signāla vadīšanai un pastiprināšanai pusvadītājus parasti pielieto ar materiāliem, kas tos var piedāvāt papildu elektriskie lādiņi, padarot jūsu elektrības vadīšanu vieglāku.
Dopings ir process, kurā silīcija atomus aizstāj citi atomi, piemēram, fosfors, bors, gallijs un citi. Ir divi dopinga veidi: dopings tips n un p-veida. N tipa (negatīvā lādiņa) dopingā Silīcija kristāla režģim tiek pievienoti atomi, kas spēj nodrošināt elektronu pārpalikumu; p tipa (pozitīvā lādiņa) dopingā tiek pievienoti atomi, kas izraisa elektronu trūkumu.
Skatiesarī:Zināt silīcija īpašības
Kopumā ir trīs konfigurācijas esošo tranzistoru: silīcija sviestmaize, O krustojuma tranzistors tas ir lauka tranzistors.
• O sviestmaize tas sastāv no diviem silīcija slāņiem, no kuriem viens ir ar p-dopingu un otrs ar n-dopingu. Šāda veida konfigurācijā ir iespējama elektriskās strāvas plūsma tikai vienā virzienā. Ierīces, kas izmanto šo mezglu, ir pazīstamas kā diodes.
• O tranzistorskrustojuma veidojas, apvienojot trīs silīcija slāņus dažādos dopings. Šajā konfigurācijā ir divi veidi, kā sakraut silīcija slāņus: p-n-p un n-p-n, tas ir, trīs silīcija slāņi atbilstoši to attiecīgajiem dopingiem. Šāda veida tranzistoros elektrisko strāvu pastiprina “urbumu” parādīšanās: it kā pozitīvs lādiņš virzītos elektronu pretējā virzienā (negatīvie lādiņi). Šajā gadījumā šos pozitīvos lādiņus var saprast kā reģionus, kuros trūkst elektronu. Šo braukšanas veidu sauc bedru braukšana. Tiek saukti tranzistori, kas var pārvadāt lādiņus, vadot elektronus un caurumus bipolāri savienojuma tranzistori.
• O tranzistorsiekšāTas ir izgatavotsiekšālaukā (FET) ir arī ko veido trīs pusvadītāju slāņi. Atšķirībā no krustojuma tranzistoriem, kurus aktivizē elektriskā strāva, FET aktivizē elektriskais spriegums, un tāpēc tie var pastiprināt vai atcelt Elektriskā spriedze ķēdes. Šie tranzistori ir lētāki un vieglāk ražojami nekā citi tranzistori, kurus plaši izmanto elektroniskās mikroshēmas.
Skatīt arī: Uzziniet vairāk par IT jomu
Kur tiek izmantoti tranzistori?
Transistori var darboties kā pastiprinātāji vai slēdži elektroniskajās ķēdēs. To visbiežāk izmanto datoru procesoros, kur tie ir nepieciešami, pateicoties viņu spējai ātri un precīzi atdarināt bitus, palielinot vai samazinot spriegumu. Transistori ir klāt ķēdesintegrēts, kas veido loģiskos vārtus, ko izmanto dažādu mašīnu, ierīču, datoru, mobilo tālruņu utt. elektriskajās ķēdēs.
Lielākā daļa mūsdienu datoru mikroshēmu var saturēt līdz 30 miljardiem tranzistoru.
Transistoru izcelsme
Pirms tranzistoriem datoros tika izmantotas caurules.
tranzistors silīcijs un germānijs izveidoja fiziķi DžonsBardīns un Valters Nams Brittain 1947. gadā Amerikas uzņēmuma tehnoloģiju laboratorijās zvansTālrunis. In 1948, kopā ar ViljamsBredfordaŠoklijs, tika piešķirta Nobela prēmija fizikā sakarā ar milzīgo tehnoloģisko attīstību, ko radīja tranzistori. Pētnieku motivācija tajā laikā bija izveidot kompaktu un lētāku ierīcikas pie termojonu vārsti, ko izmantoja laikā pirmie datori.
Autors: Rafaels Helerbroks
