Транзистор - это электронный компонент, используемый в цепи для управления большим количеством текущий или вольтаж с небольшим количеством напряжения или тока. Это означает, что его можно использовать для усиления или переключения (выпрямления) электрических сигналов или мощности, что позволяет использовать его в широком спектре электронных устройств.
Это достигается путем размещения одного полупроводника между двумя другими полупроводниками. Поскольку ток передается по материалу, который обычно имеет высокое сопротивление (т.е. резистор), это «переходный резистор» или транзистор.
Первый практический контактный транзистор был построен в 1948 году Уильямом Брэдфордом Шокли, Джоном Бардином и Уолтером Хаусом Браттейном. Патенты на концепцию транзистора датируются еще в 1928 году в Германии, хотя, похоже, они никогда не были построены или, по крайней мере, никто никогда не утверждал, что их построили. За эту работу три физика получили Нобелевскую премию по физике 1956 года.
Базовая точка-контактная структура транзистора
Существуют два основных типа точечных контактных транзисторов: NPN транзистор и тому ПНП транзистор, где N и п обозначать отрицательное и положительное соответственно. Единственная разница между ними заключается в расположении напряжений смещения.
Чтобы понять, как работает транзистор, вы должны понять, как полупроводники реагируют на электрический потенциал. Некоторые полупроводники будут N-тип, или отрицательный, что означает, что свободные электроны в материале дрейфуют от отрицательного электрода (например, от батареи, к которой он подключен) к положительному. Другие полупроводники будут п-типа, в этом случае электроны заполняют «дыры» в атомных электронных оболочках, что означает, что она ведет себя так, как будто положительная частица движется от положительного электрода к отрицательному электроду. Тип определяется атомной структурой конкретного полупроводникового материала.
Теперь рассмотрим NPN транзистор. Каждый конец транзистора является Nтип полупроводникового материала и между ними птип полупроводникового материала. Если вы представите такое устройство, подключенное к аккумулятору, вы увидите, как работает транзистор:
- Nобласть типа, присоединенная к отрицательному концу батареи, помогает продвигать электроны в середину птип области.
- Nобласть, присоединенная к положительному концу батареи, помогает медленным электронам выходить из птип области.
- пТип региона в центре делает и то, и другое.
Изменяя потенциал в каждой области, вы можете существенно повлиять на скорость потока электронов через транзистор.
Преимущества транзисторов
По сравнению с вакуумные трубки которые были использованы ранее, транзистор был удивительным достижением. Меньший по размеру транзистор может быть легко изготовлен дешево в больших количествах. У них также были различные операционные преимущества, которых слишком много, чтобы упоминать здесь.
Некоторые считают, что транзистор является величайшим изобретением 20-го века, так как он открыл так много других электронных достижений. Практически каждое современное электронное устройство имеет транзистор в качестве одного из основных активных компонентов. Поскольку они являются строительными блоками микрочипов, компьютер, телефоны и другие устройства не могут существовать без транзисторов.
Другие типы транзисторов
Существует большое разнообразие типов транзисторов, которые были разработаны с 1948 года. Вот список (не обязательно исчерпывающий) различных типов транзисторов:
- Биполярный переходной транзистор (BJT)
- Полевой транзистор (FET)
- Гетеропереход биполярный транзистор
- Однопереходный транзистор
- FET с двумя воротами
- Лавинный транзистор
- Тонкопленочный транзистор
- Дарлингтонский транзистор
- Баллистический транзистор
- FinFET
- Транзистор с плавающим затвором
- Инвертированный Т-транзистор
- Спиновый транзистор
- Фототранзистор
- Биполярный транзистор с изолированным затвором
- Одноэлектронный транзистор
- Нанофлюидный транзистор
- Trigate транзистор (прототип Intel)
- Ионочувствительный полевой транзистор
- Быстродействующий эпитаксальный диод FET (FREDFET)
- Электролит-оксид-полупроводник FET (EOSFET)
Отредактировано Энн Мари Хельменстин, доктор философии