Транзистор

Транзистор - это электронный компонент, который может использоваться как часть усилителя или как переключатель. Он изготовлен из полупроводникового материала. Транзисторы используются в большинстве электронных устройств. Транзистор стал серьезным достижением после триодной лампы, поскольку для переключения или усиления другого электронного тока используется гораздо меньше электричества, а срок его службы на много лет дольше.

Транзистор может использоваться для множества различных вещей, включая усилители и цифровые переключатели для компьютерных микропроцессоров. В цифровой работе в основном используются МОП-транзисторы. Некоторые транзисторы имеют индивидуальную упаковку, в основном для того, чтобы они могли работать с большой мощностью. Большинство транзисторов находятся внутри интегральных схем.

Несколько типов транзисторов в индивидуальной упаковке

Как они работают

Транзисторы имеют три вывода: затвор, сток и исток (у биполярного транзистора провода можно назвать эмиттером, коллектором и базой). Когда исток (или эмиттер) подключен к отрицательному полюсу батареи, а сток (или коллектор) - к положительному, электричество в цепи не течет (если последовательно с транзистором подключена только лампа). Но если прикоснуться к затвору и стоку вместе, транзистор будет пропускать электричество. Это происходит потому, что когда затвор положительно заряжен, положительные электроны будут толкать другие положительные электроны в транзисторе, пропуская через себя отрицательные электроны. Транзистор также может работать, когда затвор просто положительно заряжен, поэтому ему не нужно касаться стока.

Визуализация

Простой способ представить себе работу транзистора - это шланг с резким изгибом, который не дает воде пройти через него. Вода - это электроны, и когда вы положительно заряжаете затвор, он разгибает шланг, пропуская воду.

Базовая схема транзистора Дарлингтона формируется из двух биполярных транзисторов, соединенных эмиттером с базой так, что они работают как один транзистор. Один из транзисторов подключен таким образом, что он управляет током на базе другого транзистора. Это означает, что вы можете управлять тем же количеством тока при очень малом количестве тока, поступающего в базу.

Когда на центральный вывод подается питание, питание может протекать.

Символ схемы транзистора Дарлингтона. Буква "B" означает базу, буква "C" - коллектор, а буква "E" - эмиттер.

Использует

Когда затвор P-канального МОП-транзистора заряжен положительно, через него проходит электричество, что полезно для электроники, требующей включения переключателя, превращая его в электронный выключатель. Это конкурирует с механическим переключателем, который требует постоянного усилия, нажимающего на него.

В MOSFET, используемом в качестве усилителя, транзисторы принимают поток стока и истока, и поскольку ток истока намного больше тока стока, обычно ток стока возрастает до значения истока, усиливая его.

Материалы

Транзисторы изготавливаются из полупроводниковых химических элементов, обычно кремния, который относится к современной группе 14 (бывшая группа IV) в периодической таблице элементов. Германий, еще один элемент группы 14, используется вместе с кремнием в специализированных транзисторах. Исследователи также изучают транзисторы, изготовленные из особых форм углерода. Транзисторы также могут быть изготовлены из таких соединений, как арсенид галлия.

История

Транзистор не был первым трехклеммным устройством. Триод служил той же цели, что и транзистор на 50 лет раньше. Вакуумные трубки играли важную роль в бытовой технике до появления транзисторов. К сожалению, трубки были большими и хрупкими, потребляли много энергии и служили недолго. Транзистор решил эти проблемы.

Изобретение транзистора в 1947 году приписывается трем физикам: Уолтер Х. Браттейн, Джон Бардин и Уильям Шокли, которые внесли наибольший вклад.

Важность

Сегодня транзистор является очень важным компонентом. Если бы не транзистор, такие устройства, как сотовые телефоны и компьютеры, были бы совсем другими, а может быть, их вообще не изобрели бы. Транзисторы были сделаны очень маленькими (шириной в десятки атомов), так что их миллиарды можно поместить в небольшой компьютерный чип.