Tranzistor je polovodičové zariadenie, obvykle vyrobené z kremík alebo germánium, používané na zosilnenie alebo zoslabenie intenzity elektrický prúd v elektronických obvodoch. Tranzistory sú základnými stavebnými kameňmi všetkých moderných elektronických zariadení a používajú sa napríklad v počítačových čipoch a smartfónoch.
Aká je funkcia tranzistora?
Tranzistory majú dve základné funkcie: zosilniť elektrický prúd alebo bar tvoj lístok. Kedy vo funkcii zosilňovača sú tranzistory napájané nízkym elektrickým vstupným prúdom, ktorý ich zosilňuje a tým produkuje výstupný elektrický prúd s väčšou intenzitou.
Príkladom obvodu, ktorý v tejto konfigurácii používa tranzistory, je obvod mikrofóny. Zvuk zachytený mikrofónomEs produkuje elektrický prúd nízkej intenzity, potom tento prúd prechádza sústavou tranzistory, ktoré produkujú oveľa intenzívnejší elektrický signál a sú schopné poháňať reproduktory reproduktora, o príklad.
Vy tranzistory môže pracovať aj ako prepínače, zapínanie a vypínanie elektrického prúdu v obvode: rovnako ako sú schopné zosilňovať elektrický prúd, sú také schopné sú schopné ho utlmiť a tento proces môže prebiehať veľkou rýchlosťou (súčasné tranzistory to robia miliardy krát za druhý).
Táto funkcia urobila z tranzistorov základné komponenty všetkých elektronických čipov, aké sú súčasťou našich počítačov. Všetky tieto čipy fungujú prostredníctvom veľmi jednoduchého jazyka, binárny kód. Počítače sú schopné preložiť dlhý kód tvorený číslicami 0 a 1 v písmená, slová a obrázky. Tieto číslice, 0 a 1, sa nazývajú bity a sú implementované tranzistormi: ak je tranzistor zapnuté (vysoký prúd), počítač načíta bit 0, Kedy on ak Nájsť vypnutý (nízky prúd), počítač priradí bit 1.
Pozritiež:Vývoj počítačov
Ako fungujú tranzistory?
Všetky tranzistory fungujú riadiaci prechod elektrónov v ňomExistujú však rôzne typy tranzistorov a každý z nich to robí iným spôsobom. Moderné tranzistory, rovnako ako tie, ktoré sa používajú v procesoroch pre smartphony, sú také malé, že sú schopné ovládať pohyb každého jednotlivého elektrónu. Moderné čipy, s rozlohou niekoľko centimetrov štvorcových, môžu obsahovať od 5 až 30 miliárd tranzistorov.
Tranzistory sú vyrobené z polovodičové materiály. Na vedenie a zosilnenie signálu elektrického prúdu sú polovodiče zvyčajne dotované materiálmi, ktoré ich môžu ponúknuť extra elektrické náboje, čo uľahčuje vaše vedenie elektriny.
Doping je proces, pri ktorom sú atómy kremíka nahradené inými atómami, ako je fosfor, bór, gálium a ďalšie. Existujú dva typy dopingu: doping typ-n a p-typ. Pri dopingu typu n (negatívny náboj) sa do kremíkovej mriežky kremíka pridávajú atómy schopné poskytovať prebytok elektrónov; v dopingu typu p (kladný náboj) sa pridávajú atómy, ktoré spôsobujú nedostatok elektrónov.
Pozritiež:Poznať vlastnosti kremíka
Dokopy existujú tri konfigurácie existujúcich tranzistorov: kremíkový sendvič, O. prechodový tranzistor to je tranzistor s efektom poľa.
• O sendvič Skladá sa z dvoch vrstiev kremíka, jednej s p-dopingom a druhej s n-dopingom. V tomto type konfigurácie je možné prúdiť elektrický prúd iba v jednom smere. Zariadenia, ktoré využívajú túto zostavu, sú známe ako diódy.
• O tranzistorkrižovatky vzniká spojením troch vrstiev kremíka v rôznych dopingoch. V tejto konfigurácii existujú dva spôsoby stohovania vrstiev kremíka: p-n-p a n-p-n, tj. tri vrstvy kremíka podľa ich príslušných dopingov. V tomto type tranzistora je elektrický prúd zosilnený vzhľadom na „diery“: je to, akoby kladný náboj prechádzal v opačnom smere elektrónov (záporné náboje). V tomto prípade možno tieto pozitívne náboje chápať ako oblasti bez elektrónov. Tento typ jazdy sa nazýva jazda na výmole. Tranzistory, ktoré môžu prenášať náboje vedením elektrónov a dier, sa nazývajú bipolárne prechodové tranzistory.
• O tranzistorvJe vyrobenývlúka (FET) tiež je tvorené tromi polovodičovými vrstvami. Na rozdiel od prechodových tranzistorov, ktoré sú aktivované elektrickým prúdom, sú FET aktivované elektrickým napätím, a preto môžu zosilňovať alebo rušiť Elektrické napätie okruhu. Tieto tranzistory sú lacnejšie a ľahšie sa vyrábajú ako iné tranzistory, ktoré sa v širokej miere používajú elektronické čipy.
Pozri tiež: Získajte viac informácií o oblasti IT
Kde sa používajú tranzistory?
Tranzistory môžu pôsobiť ako zosilňovače alebo spínače v elektronických obvodoch. Najčastejšie sa používajú v počítačových procesoroch, kde sú požadované vďaka svojej schopnosti emulovať bity rýchlo a presne pomocou zvyšovania alebo znižovania napätia. Tranzistory sú prítomné v obvodovintegrovaný, ktoré tvoria logické brány používané v elektrických obvodoch rôznych strojov, prístrojov, počítačov, mobilných telefónov atď.
Väčšina moderných počítačových čipov môže obsahovať až 30 miliárd tranzistorov.
Pôvod tranzistorov
Pred tranzistormi sa elektrónky používali v počítačoch.
tranzistor z kremík a germánium bol vytvorený fyzikmi JánBardeen a Walter House Brittain v roku 1947 v technologických laboratóriách americkej spoločnosti zvončekTelefón. V 1948, spolu s ViliamBradfordShockley, dostali Nobelovu cenu za fyziku za obrovský technologický vývoj, ktorý priniesli tranzistory. Motiváciou vedcov v tom čase bolo vytvoriť kompaktné a lacnejšie zariadenie, ktoréčo termoionické ventily, používaný v čase prvé počítače.
Podľa mňa.Rafael Helerbrock