ทรานซิสเตอร์: มันคืออะไร, ทำงาน, ใช้ที่ไหน, กำเนิด

ทรานซิสเตอร์ เป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ มักทำจาก ซิลิคอน หรือ เจอร์เมเนียม, ใช้ในการขยายหรือลดความเข้มของ of กระแสไฟฟ้า ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ทรานซิสเตอร์เป็นส่วนประกอบพื้นฐานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ทั้งหมด เช่น ใช้ในชิปคอมพิวเตอร์และสมาร์ทโฟน

หน้าที่ของทรานซิสเตอร์คืออะไร?

ทรานซิสเตอร์มีหน้าที่พื้นฐานสองประการ: ขยาย กระแสไฟฟ้าหรือ บาร์ ตั๋วของคุณ เมื่อไหร่ ในฟังก์ชันแอมพลิฟายเออร์ ทรานซิสเตอร์ได้รับพลังงานจากกระแสไฟเข้าต่ำ ขยายกำลังและผลิตกระแสไฟฟ้าเอาท์พุตที่มีความเข้มมากขึ้น

ตัวอย่างของวงจรที่ใช้ทรานซิสเตอร์ในการกำหนดค่านี้คือ ไมโครโฟน. เสียงที่จับโดยไมโครโฟนes ผลิตกระแสไฟฟ้าที่มีความเข้มต่ำ จากนั้นกระแสนี้ไหลผ่านเซตของ ทรานซิสเตอร์ซึ่งให้สัญญาณไฟฟ้าที่เข้มข้นกว่ามาก สามารถขับลำโพงของกล่องเสียงได้ โดย ตัวอย่าง.

คุณ ทรานซิสเตอร์ ยังสามารถทำงานเป็น สวิตช์, การเปิดหรือปิดกระแสไฟฟ้าในวงจร: เช่นเดียวกับที่สามารถขยายกระแสไฟฟ้าได้ พวกเขาก็เช่นกัน สามารถลดทอนได้และกระบวนการนี้สามารถเกิดขึ้นได้ด้วยความเร็วที่ดี (ทรานซิสเตอร์ปัจจุบันทำสิ่งนี้หลายพันล้านครั้งต่อ วินาที)

ฟังก์ชันนี้ทำให้ทรานซิสเตอร์เป็นส่วนประกอบพื้นฐานของชิปอิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมด เช่นเดียวกับที่มีอยู่ในคอมพิวเตอร์ของเรา ชิปทั้งหมดเหล่านี้ทำงานผ่านภาษาที่เรียบง่าย

รหัสไบนารี. คอมพิวเตอร์มีความสามารถ แปลภาษา รหัสยาวที่เกิดจากตัวเลข 0 และ 1 ใน ตัวอักษร คำพูด และภาพ. ตัวเลขเหล่านี้คือ 0 และ 1 เรียกว่า บิต และดำเนินการโดยทรานซิสเตอร์: เมื่อทรานซิสเตอร์เป็น เปิด (กระแสสูง) คอมพิวเตอร์อ่านค่า บิต 0, เมื่อไหร่ เขาถ้า หา ปิด (กระแสไฟต่ำ) คอมพิวเตอร์กำหนด บิต 1.

ดูยัง:วิวัฒนาการของคอมพิวเตอร์

ทรานซิสเตอร์ทำงานอย่างไร?

ทรานซิสเตอร์ทั้งหมดทำงาน ควบคุมการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนภายในตัวมันอย่างไรก็ตาม มีทรานซิสเตอร์หลายประเภท และแต่ละชนิดก็ทำในลักษณะที่แตกต่างกัน ทรานซิสเตอร์สมัยใหม่ เช่นเดียวกับที่ใช้ในโปรเซสเซอร์ของสมาร์ทโฟน มีขนาดเล็กมากจนสามารถควบคุมการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนแต่ละตัวได้ ชิปสมัยใหม่ พื้นที่ไม่กี่ตารางเซนติเมตร สามารถบรรจุได้ตั้งแต่ 5 ถึง 30 พันล้านทรานซิสเตอร์.

ทรานซิสเตอร์ทำมาจาก วัสดุเซมิคอนดักเตอร์. เพื่อนำและขยายสัญญาณของกระแสไฟฟ้า สารกึ่งตัวนำมักจะเจือด้วยวัสดุที่สามารถนำเสนอได้ ค่าไฟฟ้าเพิ่มเติมทำให้การนำไฟฟ้าของคุณง่ายขึ้น

ยาสลบเป็นกระบวนการที่อะตอมของซิลิกอนถูกแทนที่ด้วยอะตอมอื่นๆ เช่น ฟอสฟอรัส โบรอน แกลเลียม และอื่นๆ ยาสลบมีสองประเภท: ยาสลบ พิมพ์ n และ p-type. ในการยาสลบชนิด n (ประจุลบ) อะตอมจะถูกเติมลงในโครงผลึกซิลิคอนที่สามารถให้อิเล็กตรอนส่วนเกินได้ ในการยาสลบชนิด p (ประจุบวก) อะตอมจะถูกเติมซึ่งทำให้เกิดการขาดแคลนอิเล็กตรอน

ดูยัง:รู้คุณสมบัติของซิลิกอน

มีทั้งหมด สามการกำหนดค่า ของทรานซิสเตอร์ที่มีอยู่: the แซนวิชซิลิโคน, O ทรานซิสเตอร์ทางแยก มันเป็น ทรานซิสเตอร์สนามผล.

• โอ แซนวิช ประกอบด้วยซิลิกอนสองชั้น ชั้นหนึ่งมี p-doping และอีกชั้นหนึ่งมี n-doping ในการกำหนดค่าประเภทนี้ เป็นไปได้ที่จะมีกระแสไฟฟ้าไหลในทิศทางเดียวเท่านั้น อุปกรณ์ที่ใช้แอสเซมบลีนี้เรียกว่า ไดโอด

• โอ ทรานซิสเตอร์ของทางแยก เกิดจากการรวมซิลิกอนสามชั้นเข้ากับสารเติมแต่งต่างๆ ในการกำหนดค่านี้ มีสองวิธีในการซ้อนชั้นซิลิกอน: p-n-p และ น-p-nนั่นคือซิลิกอนสามชั้นตามการเติมตามลำดับ ในทรานซิสเตอร์ประเภทนี้ กระแสไฟฟ้าจะถูกขยายโดยลักษณะของ "รู": ราวกับว่าประจุบวกเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้ามกับอิเล็กตรอน (ประจุลบ) ในกรณีนี้ ประจุบวกเหล่านี้สามารถเข้าใจได้ว่าเป็นบริเวณที่ไม่มีอิเล็กตรอน การขับรถประเภทนี้เรียกว่า หลุมบ่อ. ทรานซิสเตอร์ที่สามารถบรรทุกประจุโดยการนำอิเล็กตรอนและรูที่เรียกว่า ทรานซิสเตอร์สองขั้วทางแยก.

• โอ ทรานซิสเตอร์ในมันถูกสร้างขึ้นในสนาม (FET) ก็เช่นกัน เกิดขึ้นจากชั้นสารกึ่งตัวนำสามชั้น ไม่เหมือนกับทรานซิสเตอร์ทางแยกซึ่งถูกกระตุ้นโดยกระแสไฟฟ้า FET ถูกกระตุ้นโดยแรงดันไฟฟ้า ดังนั้นจึงสามารถขยายหรือทำให้ค่าเป็นโมฆะได้ ความตึงไฟฟ้า ของวงจร ทรานซิสเตอร์เหล่านี้มีราคาถูกและผลิตได้ง่ายกว่าทรานซิสเตอร์อื่น ๆ ซึ่งมีการใช้กันอย่างแพร่หลายใน ชิปอิเล็กทรอนิกส์.

ดูด้วย: เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับพื้นที่ไอที

ทรานซิสเตอร์ใช้ที่ไหน?

ทรานซิสเตอร์สามารถทำหน้าที่เป็นแอมพลิฟายเออร์หรือสวิตช์ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ การใช้งานที่พบบ่อยที่สุดคือในโปรเซสเซอร์คอมพิวเตอร์ ซึ่งจำเป็นต้องใช้เนื่องจากความสามารถในการจำลองบิตโดยการเพิ่มหรือลดแรงดันไฟฟ้า อย่างรวดเร็วและแม่นยำ ทรานซิสเตอร์มีอยู่ใน วงจรแบบบูรณาการซึ่งประกอบเป็นลอจิกเกตที่ใช้ในวงจรไฟฟ้าของเครื่องจักรต่างๆ เครื่องใช้ คอมพิวเตอร์ โทรศัพท์มือถือ เป็นต้น

ชิปคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ส่วนใหญ่สามารถบรรจุทรานซิสเตอร์ได้มากถึง 30 พันล้านตัว

ที่มาของทรานซิสเตอร์

ก่อนทรานซิสเตอร์ หลอดถูกใช้ในคอมพิวเตอร์

ทรานซิสเตอร์ของ ซิลิคอน และ เจอร์เมเนียม ถูกสร้างขึ้นโดยนักฟิสิกส์ จอห์นบาร์ดีน และ Walter House Brittain ในปี 1947 ในห้องปฏิบัติการเทคโนโลยีของบริษัทอเมริกัน ระฆังโทรศัพท์. ใน 1948, พร้อมด้วย วิลเลียมแบรดฟอร์ดShockleyได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์เนื่องจากวิวัฒนาการทางเทคโนโลยีมหาศาลที่ทรานซิสเตอร์นำมา แรงจูงใจของนักวิจัยในขณะนั้นคือการสร้างอุปกรณ์ที่มีขนาดกะทัดรัดและราคาถูกกว่าซึ่งสิ่งที่ วาล์วเทอร์โมอิออน, ใช้ในขณะนั้น คอมพิวเตอร์เครื่องแรก.
By Me. ราฟาเอล เฮเลอร์บร็อก