Tranzistorius

Tranzistorius yra elektroninis komponentas, kuris gali būti naudojamas kaip stiprintuvo dalis arba kaip jungiklis. Jis pagamintas iš puslaidininkinės medžiagos. Tranzistorių yra daugumoje elektroninių prietaisų. Tranzistorius buvo didelė pažanga po triodinio vamzdelio, nes perjungti arba sustiprinti kitą elektroninę srovę sunaudojama daug mažiau elektros energijos ir veikia daug metų ilgiau.

Tranzistorius gali būti naudojamas įvairiems tikslams, įskaitant stiprintuvus ir skaitmeninius kompiuterių mikroprocesorių jungiklius. Skaitmeniniuose darbuose dažniausiai naudojami MOSFET. Kai kurie tranzistoriai yra atskirai supakuoti, daugiausia dėl to, kad galėtų dirbti su didele galia. Dauguma tranzistorių yra integrinių grandynų viduje.

Keletas atskirai supakuotų tranzistorių tipų

Kaip jie veikia

Tranzistoriai turi tris gnybtus: užtvarą, nutekėjimą ir šaltinį (dvipoliame tranzistoriuje laidai gali būti vadinami emiteriu, kolektoriumi ir baze). Kai šaltinis (arba emiteris) prijungtas prie neigiamo akumuliatoriaus gnybto, o nutekėjimas (arba kolektorius) - prie teigiamo gnybto, elektros srovė grandinėje neteka (jei nuosekliai su tranzistoriumi sujungta tik lempa). Tačiau kai paliesite drainą ir užtvarą kartu, tranzistorius praleis elektrą. Taip yra todėl, kad kai užtūra įkrauta teigiamai, teigiami elektronai stumia kitus tranzistoriaus teigiamus elektronus, praleisdami neigiamus elektronus. Tranzistorius gali veikti ir tada, kai užtūra yra tik teigiamai įkrauta, todėl nereikia liesti draivo.

Vizualizacija

Tranzistoriaus veikimą galima įsivaizduoti kaip žarną su aštriu išlenkimu, kuris stabdo vandens pratekėjimą. Vanduo - tai elektronai, o kai teigiamai įkraunate užtvarą, ji atlenkia žarną ir leidžia vandeniui tekėti.

Pagrindinė Darlingtono tranzistoriaus grandinė sudaryta iš dviejų dvipolių tranzistorių, sujungtų emiteriu su baze, todėl jie veikia kaip vienas tranzistorius. Vienas iš tranzistorių sujungtas taip, kad jis kontroliuotų srovę į kito tranzistoriaus bazę. Tai reiškia, kad galima valdyti tokį patį srovės kiekį, kai į bazę patenka labai mažas srovės kiekis.

Kai centrinis kaištis įjungtas, gali tekėti elektros srovė.

Darlingtono tranzistoriaus grandinės simbolis. "B" reiškia bazę, "C" - kolektorių, o "E" - emiterį.

Naudoja

Kai P kanalo MOSFET vartai įkraunami teigiamai, pro juos teka elektros srovė; tai naudinga elektronikos prietaisams, kuriuos reikia įjungti, todėl tai yra elektroninis jungiklis. Tai konkuruoja su mechaniniu jungikliu, kurį reikia nuolat spausti jėga.

MOSFET tranzistoriuose, naudojamuose kaip stiprintuvas, tranzistoriai priima nutekėjimo ir šaltinio srovę, o kadangi šaltinio srovė yra daug didesnė už nutekėjimo srovę, įprasta, kad nutekėjimo srovė padidėja iki šaltinių vertės ir ją sustiprina.

Medžiagos

Tranzistoriai gaminami iš puslaidininkinių cheminių elementų, dažniausiai iš silicio, kuris periodinėje elementų lentelėje priklauso šiuolaikinei 14 grupei (anksčiau IV grupei). Germanis, kitas 14 grupės elementas, naudojamas kartu su siliciu specializuotuose tranzistoriuose. Mokslininkai taip pat tiria tranzistorius, pagamintus iš specialių anglies formų. Tranzistoriai taip pat gali būti gaminami iš tokių junginių kaip galio arsenidas.

Istorija

Tranzistorius nebuvo pirmasis trijų gnybtų įtaisas. Triodas tarnavo tam pačiam tikslui kaip ir tranzistorius prieš 50 metų. Vakuuminės lempos buvo svarbios buitinės technikos srityje anksčiau nei tranzistoriai. Deja, lempos buvo didelės ir trapios, naudojo daug energijos ir neilgai tarnavo. Tranzistorius išsprendė šias problemas.

1947 m. trys fizikai buvo pripažinti tranzistoriaus išradėjais: Walteris H. Brattainas, Johnas Bardeenas ir Williamas Shockley.

Svarbumas

Šiandien tranzistorius yra labai svarbus komponentas. Jei ne tranzistorius, tokie prietaisai kaip mobilieji telefonai ir kompiuteriai būtų visai kitokie arba išvis nebūtų išrasti. Tranzistoriai buvo pagaminti labai maži (dešimčių atomų pločio), todėl į mažą kompiuterio mikroschemą jų galima sutalpinti milijardus.