Tranzistor este un dispozitiv semiconductor, fabricat de obicei din siliciu sau germaniu, utilizat pentru a amplifica sau atenua intensitatea curent electric în circuite electronice. Tranzistoarele sunt elementele fundamentale ale tuturor dispozitivelor electronice moderne, fiind utilizate, de exemplu, în cipurile de computer și smartphone-urile.
Care este funcția tranzistorului?
Tranzistoarele au două funcții de bază: amplifica curentul electric sau bar biletul tau. Cand în funcția de amplificator, tranzistoarele sunt alimentate de un curent electric de intrare scăzut, amplificându-l și astfel producând un curent electric de ieșire cu o intensitate mai mare.
Un exemplu de circuit care utilizează tranzistoare în această configurație este microfoane. Sunetul captat de microfonproduce un curent electric de intensitate redusă, apoi acest curent trece printr-un set de tranzistori, care produc un semnal electric mult mai intens, capabil să conducă difuzoarele unei cutii de sunet, prin exemplu.
Tu
tranzistoare poate funcționa și ca comutatoare, pornirea sau oprirea curentului electric într-un circuit: la fel cum sunt capabili să amplifice curentul electric, așa sunt și ei sunt capabili să-l atenueze, iar acest proces poate avea loc cu o viteză mare (tranzistoarele actuale fac acest lucru de miliarde de ori pe al doilea).Această funcție a făcut din tranzistoare componentele de bază ale tuturor cipurilor electronice, precum cele prezente în computerele noastre. Toate aceste jetoane funcționează printr-un limbaj foarte simplu, cod binar. Calculatoarele sunt capabile Traduceți un cod lung format din cifre 0 și 1 în litere, cuvinte și imagini. Aceste cifre, 0 și 1, sunt numite biți și sunt implementate de tranzistoare: când se găsește un tranzistor pornit (curent mare), computerul citește bit 0, Cand el dacă găsi oprit (curent redus), computerul atribuie bitul 1.
Uitede asemenea:Evoluția computerelor
Cum funcționează tranzistoarele?
Toate tranzistoarele funcționează controlând trecerea electronilor în interiorul acestuiaCu toate acestea, există diferite tipuri de tranzistoare și fiecare o face într-un mod diferit. Tranzistoarele moderne, precum cele utilizate în procesoarele de smartphone-uri, sunt atât de mici încât sunt capabile să controleze mișcarea fiecărui electron individual. Jetoanele moderne, cu câțiva centimetri pătrați, pot conține din 5-30 miliarde tranzistori.
Tranzistoarele sunt fabricate din materiale semiconductoare. Pentru a conduce și amplifica semnalul unui curent electric, semiconductorii sunt de obicei dopați cu materiale care le pot oferi taxe electrice suplimentare, facilitând conducerea electricității.
Dopajul este un proces în care atomii de siliciu sunt înlocuiți cu alți atomi, cum ar fi fosforul, borul, galiul și alții. Există două tipuri de dopaj: dopajul tip-n și de tip p. În dopajul de tip n (sarcină negativă), atomii sunt adăugați la rețeaua de cristal de siliciu capabilă să furnizeze un exces de electroni; în dopajul de tip p (sarcină pozitivă), se adaugă atomi care provoacă o lipsă de electroni.
Uitede asemenea:Cunoașteți proprietățile siliciului
În total există trei configurații a tranzistoarelor existente: sandviș cu siliciu, O tranzistor de joncțiune este tranzistor cu efect de câmp.
• O sandwich este format din două straturi de siliciu, unul dintre ele cu dopaj p și celălalt cu dopaj n. În acest tip de configurație, este posibil să existe un flux de curent electric într-o singură direcție. Dispozitivele care utilizează acest ansamblu sunt cunoscute sub numele de diode.
• O tranzistorde joncțiune se formează prin combinarea a trei straturi de siliciu în dopaje diferite. În această configurație, există două moduri de a stiva straturile de siliciu: p-n-p și n-p-n, adică trei straturi de siliciu în funcție de dopajul respectiv. În acest tip de tranzistor, curentul electric este amplificat prin apariția de „găuri”: este ca și cum o sarcină pozitivă ar călători în direcția opusă a electronilor (sarcinile negative). În acest caz, aceste sarcini pozitive pot fi înțelese ca regiuni lipsite de electroni. Acest tip de conducere se numește conducerea gropii. Se numesc tranzistoare care pot transporta sarcini prin conducerea electronilor și găurilor tranzistoare de joncțiune bipolare.
• O tranzistorînEste făcutîncamp (FET) este, de asemenea format din trei straturi semiconductoare. Spre deosebire de tranzistoarele de joncțiune, care sunt activate de un curent electric, FET-urile sunt activate de tensiuni electrice și, prin urmare, pot amplifica sau anula Tensiunea electrică a unui circuit. Aceste tranzistoare sunt mai ieftine și mai ușor de fabricat decât alte tranzistoare, fiind utilizate pe scară largă în cipuri electronice.
Vezi și: Aflați mai multe despre zona IT
Unde se folosesc tranzistoarele?
Tranzistoarele pot acționa ca amplificatoare sau comutatoare în circuitele electronice. Cea mai obișnuită utilizare a acestora este la procesoarele de computer, unde sunt necesare datorită capacității lor de a emula biți prin creșterea sau scăderea tensiunii, rapid și precis. Tranzistoarele sunt prezente în circuiteintegrat, care alcătuiesc porțile logice utilizate în circuitele electrice ale diferitelor mașini, aparate, computere, telefoane mobile etc.
Majoritatea cipurilor moderne de computer pot conține până la 30 de miliarde de tranzistoare.
Originea tranzistoarelor
Înainte de tranzistoare, tuburile erau utilizate în computere.
tranzistorul de siliciu și germaniu a fost creat de fizicieni IoanBardeen și Walter House Brittain în 1947, în laboratoarele de tehnologie ale companiei americane clopotTelefon. În 1948, împreună cu WilliamBradfordShockley, au primit Premiul Nobel pentru Fizică datorită enormei evoluții tehnologice pe care au adus-o tranzistoarele. Motivația cercetătorilor la momentul respectiv a fost de a crea un dispozitiv compact și mai ieftin carece supape termoionice, folosit în acel moment primele computere.
De mine. Rafael Helerbrock