Transistor

Transistor on elektrooniline komponent, mida saab kasutada võimendi osana või lülitina. See on valmistatud pooljuhtmaterjalist. Transistoreid leidub enamikus elektroonikaseadmetes. Transistor oli pärast trioodtoru suur edasiminek, mis kasutas teise elektroonilise voolu lülitamiseks või võimendamiseks palju vähem elektrit ja kestis mitu aastat kauem.

Transistori saab kasutada mitmesuguste asjade, sealhulgas võimendite ja arvutite mikroprotsessorite digitaalsete lülitite jaoks. Digitaalses töös kasutatakse enamasti MOSFETe. Mõned transistorid on üksikult pakendatud, peamiselt selleks, et nad saaksid suure võimsusega hakkama. Enamik transistoreid on integreeritud vooluahelate sees.

Mõned individuaalselt pakendatud transistoride tüübid

Kuidas nad töötavad

Transistoritel on kolm klemmipunkti: värav, äravool ja allikas (bipolaarse transistori puhul võib juhtmeid nimetada emitteriks, kollektoriks ja baasiks). Kui allikas (ehk emitter) on ühendatud patarei negatiivse klemmiga ja drenaaž (ehk kollektor) positiivse klemmiga, ei voola vooluringis elektrit (kui transistoriga on ainult lamp jadas). Aga kui te puudutate väravat ja äravoolu kokku, laseb transistor elektrit läbi. Seda seetõttu, et kui värav on positiivselt laetud, siis positiivsed elektronid lükkavad transistoris teisi positiivseid elektrone, lastes negatiivsetel elektronidel läbi voolata. Transistor võib töötada ka siis, kui värav on lihtsalt positiivselt laetud, nii et see ei pea puudutama äravoolu.

Visualiseerimine

Transistori toimimisest on lihtne mõelda kui voolikust, millel on terav kurv, mis takistab vee läbiminekut. Vesi on elektronid, ja kui väravat positiivselt laadida, siis see teeb vooliku lahti, lastes vee voolata.

Darlington-transistori põhiline vooluahel koosneb kahest bipolaartransistorist, mis on ühendatud emitteri ja baasi vahel, nii et nad toimivad ühe transistorina. Üks transistoridest on ühendatud nii, et see kontrollib teise transistori baasi voolu. See tähendab, et saate kontrollida sama suurt vooluhulka, kui baasi läheb väga väike vooluhulk.

Kui kesknõelale antakse voolu, võib voolu voolata.

Darlingtoni transistori elektrisümbol. B tähistab baasi, C tähistab kollektorit ja E tähistab emitterit.

Kasutab

Kui P-kanali MOSFETi värav on positiivselt laetud, voolab sellest läbi elekter, mis on kasulik elektroonikas, mis nõuab lüliti sisselülitamist, muutes selle elektrooniliseks lülitiks. See konkureerib mehaanilise lülitiga, mis nõuab pidevat vajutamist.

Võimendajana kasutatavas MOSFETis võtavad transistorid äravoolu ja allika voolu ning kuna allika vool on nii palju suurem kui äravoolu vool, on tavaline, et äravoolu vool tõuseb allikate väärtusele, võimendades seda.

Materjalid

Transistorid on valmistatud keemilistest pooljuhtidest, tavaliselt ränist, mis kuulub elementide perioodilisustabelis tänapäeva 14. rühma (varem IV rühm). Germaniumi, teist 14. rühma elementi, kasutatakse koos räniga spetsiaalsetes transistorides. Teadlased uurivad ka transistoreid, mis on valmistatud süsiniku erivormidest. Transistoreid saab valmistada ka ühenditest nagu galliumarseniid.

Ajalugu

Transistor ei olnud esimene kolmeklemmiline seade. Triood teenis sama eesmärki, mida transistor 50 aastat varem. Vaakumtorud olid kodutehnoloogias olulised enne transistoreid. Kahjuks olid torud suured ja haprad, tarbisid palju energiat ja ei kestnud kuigi kaua. Transistor lahendas need probleemid.

Kolm füüsikut leiutasid 1947. aastal transistori: Walter H. Brattain, John Bardeen ja William Shockley, kes andsid kõige suurema panuse.

Tähtsus

Transistor on tänapäeval väga oluline komponent. Ilma transistorita oleksid sellised seadmed nagu mobiiltelefonid ja arvutid hoopis teistsugused või neid poleks üldse leiutatud. Transistorid on tehtud väga väikeseks (kümneid aatomeid laiaks), nii et neid saab panna miljardeid väikesele arvutikiibile.