Tranzistors ir elektroniska sastāvdaļa, ko izmanto ķēdē, lai kontrolētu lielu daudzumu pašreizējais vai spriegums ar nelielu sprieguma vai strāvas daudzumu. Tas nozīmē, ka to var izmantot, lai pastiprinātu vai pārslēgtu (labotu) elektriskos signālus vai jaudu, ļaujot to izmantot plašā elektronisko ierīču klāstā.
Tas tiek darīts, slīpējot vienu pusvadītāju starp diviem citiem pusvadītājiem. Tā kā strāva tiek nodota materiālā, kam parasti ir augsta pretestība (t.i. rezistors), tas ir "pārsūtīšanas rezistors" vai tranzistors.
Pirmo praktisko punktveida tranzistoru 1948. gadā uzbūvēja Viljams Bredfords Šoklijs, Džons Bārdeens un Valtera nams Brattains. Tranzistora koncepcijas patenti datēti ar 1928. gadu Vācijā, lai arī šķiet, ka tie nekad nav būvēti vai vismaz neviens nekad nav apgalvojis, ka tos būtu uzbūvējis. Trīs fiziķi par šo darbu saņēma 1956. gada Nobela prēmiju fizikā.
Punkta-kontakta tranzistora pamata struktūra
Būtībā ir divi punktveida kontaktu tranzistoru pamatveidi: NPN tranzistors un
pnp tranzistors, kur n un lpp iestāties attiecīgi par negatīvo un pozitīvo. Vienīgā atšķirība starp abiem ir slīpo spriegumu izvietojums.Lai saprastu, kā darbojas tranzistors, jums ir jāsaprot, kā pusvadītāji reaģē uz elektrisko potenciālu. Daži pusvadītāji būs n- tips vai negatīvs, kas nozīmē, ka materiālā esošie brīvie elektroni no negatīvā elektroda (piemēram, akumulatora, kuram tas ir pievienots) novirzās pozitīvā virzienā. Citi pusvadītāji būs lpp-tips, tādā gadījumā elektroni aizpilda "caurumus" atomu elektronu čaumalās, kas nozīmē, ka tā uzvedas tā, it kā pozitīva daļiņa pārvietojas no pozitīvā elektroda uz negatīvo elektrodu. Tips tiek noteikts pēc konkrētā pusvadītāja materiāla atomu struktūras.
Tagad apsveriet NPN tranzistors. Katrs tranzistora gals ir ntipa pusvadītāju materiāls, un starp tiem ir a lpptipa pusvadītāju materiāls. Ja jūs attēlojat šādu ierīci, kas pievienota akumulatoram, redzēsit, kā darbojas tranzistors:
- n-tipa reģions, kas piestiprināts pie akumulatora negatīvā gala, palīdz izdzīt elektronus pa vidu lpptipa reģions.
- ntipa reģions, kas piestiprināts pie akumulatora pozitīvā gala, palīdz lēnām elektroniem, kas iznāk no lpptipa reģions.
- lpp- tipa reģions centrā dara abus.
Tad, mainot potenciālu katrā reģionā, jūs varat krasi ietekmēt elektronu plūsmas ātrumu tranzistorā.
Tranzistoru priekšrocības
Salīdzinot ar vakuuma caurules kas tika izmantoti iepriekš, tranzistors bija pārsteidzošs sasniegums. Maza izmēra tranzistoru var viegli ražot lēti, lielos daudzumos. Viņiem bija arī dažādas darbības priekšrocības, kuras šeit ir par daudz, lai šeit pieminētu.
Daži uzskata tranzistoru par lielāko 20. gadsimta izgudrojumu, jo tas tik daudz atvēra citu elektronisko sasniegumu veidā. Praktiski katrai mūsdienu elektroniskajai ierīcei tranzistors ir viens no galvenajiem aktīvajiem komponentiem. Tā kā tie ir mikroshēmu, datoru, tālruņu un citu ierīču pamatelementi, kas nevarētu pastāvēt bez tranzistoriem.
Citi tranzistoru veidi
Kopš 1948. gada ir izstrādāti ļoti dažādi tranzistoru veidi. Piedāvājam dažādu veidu tranzistoru sarakstu (ne vienmēr izsmeļošu):
- Bipolāru krustojumu tranzistors (BJT)
- Lauka efekta tranzistors (FET)
- Heterojunkcijas bipolārais tranzistors
- Unijunction tranzistors
- Div vārtu FET
- Lavīnas tranzistors
- Plānslāņu tranzistors
- Darlingtonas tranzistors
- Ballistiskais tranzistors
- FinFET
- Peldošo vārtu tranzistors
- Apgriezts T efekta tranzistors
- Spin tranzistors
- Foto tranzistors
- Bipolārs tranzistors ar izolētu vārtu
- Vienelektrona tranzistors
- Nanofluidālais tranzistors
- Trigate tranzistors (Intel prototips)
- Jonu jutīga FET
- Ātri apgrieztā epitaksālā diode FET (FREDFET)
- Elektrolītu-oksīdu-pusvadītāju FET (EOSFET)
Rediģēja Anne Marie Helmenstine, Ph.