A tranzisztor egy elektronikus elem, amelyet egy áramkörben nagy mennyiségű áram vezérlésére használnak jelenlegi vagy feszültség kis feszültséggel vagy árammal. Ez azt jelenti, hogy felhasználható az elektromos jelek vagy teljesítmény erősítésére vagy átkapcsolására (kijavítására), lehetővé téve, hogy elektronikus eszközök széles választékában használható.
Ez úgy történik, hogy egy félvezetőt szendvicsbe helyez két másik félvezető között. Mivel az áram átvezetésre kerül egy olyan anyagon, amely általában nagy ellenállású (azaz a ellenállás), ez egy "transzfer-ellenállás" vagy tranzisztor.
Az első gyakorlati pont-tranzisztor 1948-ban épült William Bradford Shockley, John Bardeen és Walter House Brattain által. A tranzisztor fogalmának szabadalma 1928-ban nyúlik vissza Németországban, bár úgy tűnik, hogy soha nem építettek, vagy legalábbis senki sem állította, hogy építette őket. A három fizikus az 1956-os Nobel-fizikai díjat kapott e munkáért.
Alapvető pont-érintkező tranzisztor szerkezete
Alapvetően két alaptípusa van az point-contact tranzisztoroknak, a npn tranzisztor és a pnp tranzisztor, ahol a n és p álljon a negatív és a pozitív értékek mellett. Az egyetlen különbség a kettő között a torzító feszültség elrendezése.
A tranzisztor működésének megértéséhez meg kell értenie, hogy a félvezetők hogyan reagálnak az elektromos potenciálra. Néhány félvezető lesz ntípusú vagy negatív, ami azt jelenti, hogy az anyag szabad elektronjai a negatív elektródtól (mondjuk egy olyan akkumulátorhoz, amelyhez csatlakoztatva vannak) a pozitív irányba sodródnak. Más félvezetők lesznek ptípusú, amely esetben az elektronok „lyukakat” töltenek be az atom elektronhéjakban, vagyis úgy viselkedik, mintha egy pozitív részecske mozog a pozitív elektródról a negatív elektródra. A típust az adott félvezető anyag atomszerkezete határozza meg.
Most fontolja meg egy npn tranzisztor. A tranzisztor mindkét vége egy ntípusú félvezető anyag, és közöttük a ptípusú félvezető anyag. Ha képet készít egy ilyen elemről, csatlakoztatva egy akkumulátort, megnézheti, hogyan működik a tranzisztor:
- az nAz akkumulátor negatív végéhez csatlakoztatott típusú régió segít az elektronok megtételében a középpontba ptípusú régió.
- az nAz akkumulátor pozitív végéhez kapcsolt típusú régió segíti a lassú elektronok kijutását az akkumulátorból ptípusú régió.
- az p-típusú régió a központban mindkettőt megteszi.
Az egyes régiókban levő potenciál megváltoztatásával drasztikusan befolyásolhatja a tranzisztoron áthaladó elektron áramlási sebességét.
A tranzisztorok előnyei
Összehasonlítva a vákuumcsövek A korábban használt tranzisztor csodálatos előrelépés volt. Kisebb méretben a tranzisztor könnyen, olcsón, nagy mennyiségben gyártható. Különböző operatív előnyeik is voltak, amelyek itt túlságosan sok megemlíthetők.
Egyesek szerint a tranzisztor a 20. század legnagyobb egyedi találmánya, mivel ez annyira megnyílt más elektronikus továbbfejlesztések útján. Gyakorlatilag minden modern elektronikus eszköz tranzisztorral rendelkezik, mint az egyik elsődleges aktív komponense. Mivel ezek a mikrochip építőkövei, a számítógép, a telefonok és más eszközök tranzisztorok nélkül nem létezhetnek.
Más típusú tranzisztorok
A tranzisztorok széles skálája létezik, amelyeket 1948 óta fejlesztettek ki. Itt található a különféle típusú tranzisztorok listája (nem feltétlenül kimerítő):
- Bipoláris junction tranzisztor (BJT)
- Terepi tranzisztor (FET)
- Heterojunction bipoláris tranzisztor
- Unijunction tranzisztor
- Két kapu FET
- Lavina tranzisztor
- Vékony film tranzisztor
- Darlington tranzisztor
- Ballisztikus tranzisztor
- FinFET
- Lebegő kapu tranzisztor
- Fordított T hatású tranzisztor
- Spin tranzisztor
- Fotó tranzisztor
- Szigetelt kapu bipoláris tranzisztor
- Egyelektronikus tranzisztor
- Nanofluid tranzisztor
- Trigate tranzisztor (Intel prototípus)
- Ionérzékeny FET
- Gyorsan fordított epitaxális dióda FET (FREDFET)
- Elektrolit-oxid-félvezető FET (EOSFET)
Szerkesztette Anne Marie Helmenstine, Ph. D.