Hva er en transistor?

Hva en transistor er og hvordan den fungerer

Ulike transistorer. TEK IMAGE / Getty Images / Science Photo Library

En transistor er en elektronisk komponent som brukes i en krets for å kontrollere en stor mengde strøm eller Spenning med en liten mengde spenning eller strøm. Dette betyr at den kan brukes til å forsterke eller bytte (korrigere) elektriske signaler eller strøm, slik at den kan brukes i et bredt spekter av elektroniske enheter.

Det gjør det ved å legge en halvleder mellom to andre halvledere. Fordi strømmen overføres over et materiale som normalt har høy motstand (dvs motstand ), er det en 'overføringsmotstand' eller transistor .

Den første praktiske punktkontakttransistoren ble bygget i 1948 av William Bradford Shockley, John Bardeen og Walter House Brattain. Patenter for konseptet med en transistor dateres så langt tilbake som 1928 i Tyskland, selv om de ser ut til å aldri ha blitt bygget, eller i det minste ingen noensinne har hevdet å ha bygget dem. De tre fysikerne mottok Nobelprisen i fysikk i 1956 for dette arbeidet.

Grunnleggende punkt-kontakt transistor struktur

Det er i hovedsak to grunnleggende typer punkt-kontakt transistorer, den npn transistoren og pnp transistor, hvor n og s står for henholdsvis negativ og positiv. Den eneste forskjellen mellom de to er arrangementet av forspenninger.

For å forstå hvordan en transistor fungerer, må du forstå hvordan halvledere reagerer på et elektrisk potensial. Noen halvledere vil være n -type, eller negativ, som betyr at frie elektroner i materialet driver fra en negativ elektrode (av for eksempel et batteri den er koblet til) mot den positive. Andre halvledere vil være s -type, i så fall fyller elektronene 'hull' i atomelektronskallene, noe som betyr at det oppfører seg som om en positiv partikkel beveger seg fra den positive elektroden til den negative elektroden. Typen bestemmes av atomstrukturen til det spesifikke halvledermaterialet.

Nå, vurder en npn transistor. Hver ende av transistoren er en n -type halvledermateriale og mellom dem er en s -type halvledermateriale. Hvis du ser for deg en slik enhet koblet til et batteri, vil du se hvordan transistoren fungerer:

• de n -type region festet til den negative enden av batteriet hjelper til med å drive elektroner inn i midten s -type region.
• de n -type region festet til den positive enden av batteriet hjelper sakte elektroner som kommer ut av s -type region.
• de s -type region i sentrum gjør begge deler.

Ved å variere potensialet i hver region kan du drastisk påvirke hastigheten på elektronstrømmen over transistoren.

Fordeler med transistorer

Sammenlignet med vakuum-rør som ble brukt tidligere, var transistoren et fantastisk fremskritt. Mindre i størrelse, transistoren kunne lett produseres billig i store mengder. De hadde også forskjellige operasjonelle fordeler, som er for mange til å nevne her.

Noen anser transistoren for å være den største enkeltoppfinnelsen på 1900-tallet siden den åpnet så mye i veien for andre elektroniske fremskritt. Praktisk talt hver moderne elektronisk enhet har en transistor som en av sine primære aktive komponenter. Fordi de er byggesteinene til mikrobrikker, kunne datamaskiner, telefoner og andre enheter ikke eksistere uten transistorer.

Andre typer transistorer

Det finnes et bredt utvalg av transistortyper som har blitt utviklet siden 1948. Her er en liste (ikke nødvendigvis uttømmende) over ulike typer transistorer:

• Bipolar junction transistor (BJT)
• Felteffekttransistor (FET)
• Heterojunction bipolar transistor
• Unijunction transistor
• Dual-gate FET
• Skredtransistor
• Tynnfilm transistor
• Darlington transistor
• Ballistisk transistor
• FinFET
• Floating gate transistor
• Invertert-T effekt transistor
• Spin transistor
• Foto transistor
• Isolert gate bipolar transistor
• Enkelt-elektron transistor
• Nanofluidisk transistor
• Trigattransistor (Intel prototype)
• Ionefølsom FET
• Hurtigrevers epitaksal diode FET (FREDFET)
• Elektrolytt-oksid-halvleder-FET (EOSFET)

Redigert avAnne Marie Helmenstine, Ph.D.