Транзистор

Транзисторът е електронен компонент, който може да се използва като част от усилвател или като превключвател. Той е изработен от полупроводников материал. Транзисторите се намират в повечето електронни устройства. Транзисторът е значителен напредък след триодната тръба, като за превключване или усилване на друг електронен ток се използва много по-малко електроенергия, а животът му е с години по-дълъг.

Транзисторът може да се използва за най-различни неща, включително за усилватели и цифрови превключватели за компютърни микропроцесори. В цифровата работа се използват предимно MOSFET. Някои транзистори са индивидуално опаковани, главно за да могат да работят с голяма мощност. Повечето транзистори се намират в интегрални схеми.

Няколко вида индивидуално опаковани транзистори

Как работят

Транзисторите имат три извода: гейт, дрейн и източник (при биполярните транзистори проводниците могат да се нарекат емитер, колектор и база). Когато източникът (или емитерът) е свързан към отрицателната клема на батерията, а дрейфът (или колекторът) към положителната клема, във веригата няма да протича електричество (ако имате само лампа последователно с транзистора). Но когато докоснете гейта и дрейна заедно, транзисторът ще пропусне електричество. Това е така, защото когато гейтът е положително зареден, положителните електрони ще изтласкат други положителни електрони в транзистора, позволявайки на отрицателните електрони да преминат през него. Транзисторът може да работи и когато гейтът е просто положително зареден, така че не е необходимо да се докосва дрейна.

Визуализация

Лесно е да си представим работата на транзистора като маркуч с остър завой, който спира водата да премине през него. Водата са електроните, а когато заредите положително портата, тя разгъва маркуча и пропуска водата.

Основната схема на транзистора Дарлингтън се формира от два биполярни транзистора, свързани емитер към база, така че да действат като един транзистор. Единият от транзисторите е свързан така, че да контролира тока към базата на другия транзистор. Това означава, че можете да контролирате същото количество ток с много малко количество ток, което отива в базата.

Когато централният щифт е захранен, захранването може да тече.

Схема на транзистор Дарлингтън. "B" означава база, "C" - колектор, а "E" - емитер.

Използва

Когато гейтът на P-каналния MOSFET е положително зареден, през него преминава електричество, което е полезно за електрониката, която изисква включване на превключвател, което го превръща в електронен ключ. Той се конкурира с механичния превключвател, който изисква постоянно натискане със сила.

В MOSFET, използван като усилвател, транзисторите поемат потока на дренажа и източника и тъй като токът на източника е много по-голям от тока на дренажа, често се случва токът на дренажа да се повиши до стойността на източниците, което го усилва.

Материали

Транзисторите са изработени от полупроводникови химични елементи, обикновено силиций, който принадлежи към съвременната група 14 (предишна група IV) в периодичната таблица на елементите. Германий, друг елемент от група 14, се използва заедно със силиций в специализирани транзистори. Изследователите проучват и транзистори, изработени от специални форми на въглерода. Транзистори могат да се правят и от съединения като галиев арсенид.

История

Транзисторът не е първото устройство с три терминала. Триодът е служил за същата цел като транзистора 50 години по-рано. Вакуумните лампи са били важни в битовата техника преди транзисторите. За съжаление, лампите са били големи и крехки, използвали са много енергия и не са издържали дълго. Транзисторът решава тези проблеми.

През 1947 г. трима физици са признати за изобретатели на транзистора: Уолтър Х. Братайн, Джон Бардин и Уилям Шокли, които имат най-голям принос.

Важност

Днес транзисторът е много важен компонент. Ако не беше транзисторът, устройства като мобилните телефони и компютрите щяха да бъдат съвсем различни или може би изобщо нямаше да бъдат изобретени. Транзисторите са направени много малки (с широчина десетки атоми), така че милиарди от тях могат да бъдат поставени в малък компютърен чип.