Tranzistor je polprevodniška naprava, običajno izdelana iz silicij ali germanij, ki se uporablja za ojačanje ali zmanjšanje intenzivnosti električni tok v elektronskih vezjih. Tranzistorji so temeljni gradniki vseh sodobnih elektronskih naprav, ki se na primer uporabljajo v računalniških čipih in pametnih telefonih.
Kakšna je funkcija tranzistorja?
Tranzistorji imajo dve osnovni funkciji: ojačati električni tok oz bar svojo vozovnico. Kdaj v ojačevalni funkciji se tranzistorji napajajo z nizkim vhodnim električnim tokom, ki ga ojačujejo in tako proizvajajo izhodni električni tok z večjo jakostjo.
Primer vezja, ki v tej konfiguraciji uporablja tranzistorje, je mikrofoni. Zvok, ki ga zajame mikrofones proizvaja električni tok nizke jakosti, nato pa ta tok prehaja skozi niz tranzistorji, ki proizvajajo veliko močnejši električni signal, ki ga lahko poganjajo zvočniki zvočne škatle primer.
Ti tranzistorji lahko deluje tudi kot stikala, vklop ali izklop električnega toka v tokokrogu: tako kot so sposobni ojačati električni tok, to tudi storijo ga lahko oslabijo in ta proces se lahko zgodi z veliko hitrostjo (trenutni tranzistorji to storijo milijarde krat na drugič).
Zaradi te funkcije so tranzistorji postali osnovni sestavni deli vseh elektronskih čipov, kakršni so prisotni v naših računalnikih. Vsi ti čipi delujejo v zelo preprostem jeziku, binarna koda. Računalniki so sposobni prevesti dolga koda, ki jo tvorijo števke 0 in 1 v črke, besede in slike. Ti številki, 0 in 1, se imenujejo bitov in jih izvajajo tranzistorji: kadar je tranzistor vklopljen (močan tok), računalnik prebere bit 0, Kdaj on če najti izključeno (nizek tok), računalnik dodeli bit 1.
Poglejtudi:Razvoj računalnikov
Kako delujejo tranzistorji?
Vsi tranzistorji delujejo nadzor prehajanja elektronov znotraj njegaVendar obstajajo različne vrste tranzistorjev in vsak to počne na drugačen način. Sodobni tranzistorji, tako kot tisti, ki se uporabljajo v procesorjih pametnih telefonov, so tako majhni, da lahko nadzorujejo gibanje vsakega posameznega elektrona. Sodobni čipi, katerih površina je nekaj kvadratnih centimetrov, lahko vsebujejo od 5 do 30 milijard tranzistorjev.
Tranzistorji so narejeni iz polprevodniški materiali. Za vodenje in ojačanje signala električnega toka so polprevodniki običajno dopirani z materiali, ki jih lahko ponujajo dodatni električni naboji, kar vam olajša prevajanje električne energije.
Doping je postopek, pri katerem silicijeve atome nadomestijo drugi atomi, kot so fosfor, bor, galij in drugi. Obstajata dve vrsti dopinga: doping type-n in p-tip. Pri dopingu n-tipa (negativni naboj) se atomi dodajo silicijevi kristalni rešetki, ki lahko zagotovi presežek elektronov; pri dopingu p-tipa (pozitivni naboj) se dodajo atomi, ki povzročajo pomanjkanje elektronov.
Poglejtudi:Spoznajte lastnosti silicija
Skupaj obstajajo tri konfiguracije obstoječih tranzistorjev: silicijev sendvič, O priključni tranzistor to je tranzistor s poljskim učinkom.
• O. sendvič sestavljen je iz dveh slojev silicija, enega s p-dopingom in drugega z n-dopingom. V tej vrsti konfiguracije je možno, da električni tok teče samo v eno smer. Naprave, ki uporabljajo ta sklop, so znane kot diode.
• O. tranzistorkrižišča nastane s kombiniranjem treh plasti silicija v različnih dopingih. V tej konfiguraciji sta silikonska sloja zložena na dva načina: p-n-p in n-p-n, to je tri plasti silicija glede na njihove dopinge. Pri tej vrsti tranzistorja se električni tok ojača s pojavom "lukenj": kot da bi pozitiven naboj potoval v nasprotni smeri elektronov (negativni naboji). V tem primeru lahko te pozitivne naboje razumemo kot regije, v katerih primanjkuje elektronov. Ta vrsta vožnje se imenuje vožnja z luknjami. Kličejo se tranzistorji, ki lahko nosijo naboje s prevajanjem elektronov in lukenj bipolarni tranzistorji.
• O. tranzistorvIzdelano jevpolje (FET) je tudi ki ga tvorijo tri polprevodniške plasti. Za razliko od priključnih tranzistorjev, ki se aktivirajo z električnim tokom, se FET-ji aktivirajo z električno napetostjo in zato lahko ojačajo ali izničijo Električna napetost vezja. Ti tranzistorji so cenejši in jih je lažje izdelati kot druge tranzistorje, ki se pogosto uporabljajo v elektronski čipi.
Glej tudi: Preberite več o področju IT
Kje se uporabljajo tranzistorji?
Tranzistorji lahko delujejo kot ojačevalniki ali stikala v elektronskih vezjih. Njihova najpogostejša uporaba je v računalniških procesorjih, kjer so potrebni zaradi njihove sposobnosti hitrega in natančnega posnemanja bitov s povečevanjem ali zmanjševanjem napetosti. Tranzistorji so prisotni v vezjaintegrirano, ki tvorijo logična vrata, ki se uporabljajo v električnih tokokrogih različnih strojev, naprav, računalnikov, mobilnih telefonov itd.
Večina sodobnih računalniških čipov lahko vsebuje do 30 milijard tranzistorjev.
Izvor tranzistorjev
Pred tranzistorji so se v računalnikih uporabljale cevi.
tranzistor silicij in germanij so ustvarili fiziki JanezBardeen in Walterjeva hiša Brittain leta 1947 v tehnoloških laboratorijih ameriškega podjetja zvonecTelefon. V 1948, skupaj z WilliamBradfordShockley, so zaradi izjemnega tehnološkega razvoja, ki so ga prinesli tranzistorji, prejeli Nobelovo nagrado za fiziko. Motivacija raziskovalcev je bila takrat ustvariti kompaktno in cenejšo napravokaj za termojonski ventili, ki se je uporabljalo v času prvi računalniki.
Jaz, Rafael Helerbrock
