Ми пояснюємо, що таке транзистор, його походження і як він працює. А також типи транзисторів та їх інтегральних схем.
Що таке транзистор?
Його називають транзистором (з англійської:перfer reсистор, «Передатний резистор») до типу напівпровідникового електронного пристрою, здатного модифікувати вихідний електричний сигнал у відповідь на вхідний сигнал, який слугує їх підсилювачем, перемикачем, генератором або випрямлячем.
Це тип пристрою, який зазвичай використовується в багатьох пристроях, таких як годинники, лампи, томографи, мобільні телефони, радіоприймачі, телевізори і, перш за все, як компонент інтегральних мікросхем (чіпів або мікросхем).
Транзистори мають своє походження в необхідності керувати потоком електричний струм в різних застосуваннях, як частина еволюції галузі електроніка. Його прямим попередником був апарат, винайдений Юліусом Едгаром Лілієнфельдом у Канаді в 1925 році, але лише в середині століття його можна було реалізувати з використанням напівпровідникових матеріалів (замість вакуумних ламп).
Перші досягнення в цьому відношенні полягали в розширенні потужності електричного сигналу шляхом його проведення через дві золоті розпірки, нанесені на кристал германію.
Назва транзистора була запропонована американським інженером Джоном Р. Пірсом з перших моделей, розроблених Bell Laboratories. Перший контактний транзистор з’явився в Німеччині в 1948 році, а перший високочастотний транзистор був винайдений в 1953 році в США.
Це були перші кроки до електронного вибуху другої половини 20 століття, що дозволило, серед багатьох інших речей, розробити комп'ютери.
Сьогодні в конструкції транзисторів використовуються такі матеріали, як германій (Ge), кремній (Si), арсенід галію (GaAs) або сплави кремнію і германію або кремнію та алюмінію. Залежно від використовуваного матеріалу, пристрій зможе витримати певну кількість електричної напруги та а температура опір нагріву максимальний.
Як працює транзистор?
Транзистори працюють від потоку струму, діючи як підсилювачі (отримують слабкий сигнал і генерують сильний) або як перемикачі (отримують сигнал і відключають його). Це відбувається в залежності від того, яке з трьох положень транзистор займає в певний момент, а які:
- В активному. Пропускається змінний рівень струму (більший чи менший).
- Секційна. Він не пропускає електричний струм.
- В насиченості. Він пропускає весь потік електричного струму (максимальний струм).
У цьому сенсі транзистор працює як запірний кран у трубі: якщо він повністю відкритий, він пропускає весь потік Вода, якщо він закритий, він нічого не пропускає, а в своїх проміжних положеннях пропускає більшу чи меншу кількість води.
Тепер кожен транзистор складається з трьох елементів: бази, колектора і емітера. Перший є посередником між емітером (куди надходить потік струму) і колектором (звідки виходить потік струму). І робить це, у свою чергу, активований нижчим електричним струмом, відмінним від того, що модулюється транзистором.
Таким чином, якщо на базу не надходить струм, транзистор розташовується в положенні відсікання; якщо на нього надходить проміжний струм, база на певну величину розкриє потік; і якщо база отримує достатню кількість струму, то дамба повністю відкриється і повний модульований струм пройде через неї.
Таким чином, зрозуміло, що транзистор працює як спосіб контролю кількості електрика що відбувається в певний момент, що дозволяє будувати логічні зв'язки взаємозв'язку.
Типи транзисторів
Існує кілька типів транзисторів:
- Транзистор точкового контакту. Також називається «контактним наконечником», це найстаріший тип транзистора і працює на германієвій основі. Це був революційний винахід, хоча він був складним у виготовленні, крихким і шумним. Сьогодні він уже не використовується.
- Біполярний транзистор. Виготовлено на кристалі напівпровідникового матеріалу, який вибірково та контрольовано забруднений атоми миш'яку або фосфору (донори електрони), таким чином генеруючи область бази, емітера та колектора.
- Польовий транзистор. У цьому випадку використовується кремнієвий брусок або інший подібний напівпровідник, на виводах якого встановлюються омічні клеми, які працюють від позитивної напруги.
- Фототранзистори. Вони називаються так до чутливих транзисторів до світло, у спектрах, близьких до видимого. Щоб ними можна було керувати за допомогою електромагнітних хвиль на відстані.
Інтегральні схеми
Інтегральні схеми більш відомі як мікросхеми або мікрочіпи, і вони являють собою невеликі структури з кремнію або інших напівпровідників в інкапсуляції. пластик керамічні, які ми зазвичай зустрічаємо в електронних панелях різних пристроїв (комп’ютерів, калькуляторів, телевізорів тощо).
Ці схеми складаються з численних крихітних транзисторів і резисторів, розміщених на аркуші, щоб ефективно виконувати завдання маніпулювання електричним сигналом, наприклад, посилення.