Транзистори: какви са те и как работят?

Транзисторът е електронен компонент, използван във верига за управление на голямо количество текущ или волтаж с малко количество напрежение или ток. Това означава, че може да се използва за усилване или превключване (коригиране) на електрически сигнали или захранване, което позволява използването му в широк спектър от електронни устройства.

Това се прави чрез пясъчване на един полупроводник между два други полупроводника. Тъй като токът се прехвърля през материал, който обикновено има висока устойчивост (т.е. a резистор), това е "трансфер-резистор" или транзистор.

Първият практичен транзистор с точков контакт е построен през 1948 г. от Уилям Брадфорд Шокли, Джон Бардин и Уолтър Хаус Браттейн. Патентите за концепцията за транзистор датират още през 1928 г. в Германия, макар че изглежда никога не са били построени или поне никой никога не е твърдял, че ги е построил. Тримата физици получиха Нобелова награда за физика през 1956 г. за тази работа.

Съществуват по същество два основни типа транзистори с точков контакт, NPN транзистор и PNP транзистор, където н и р стой за отрицателни и положителни, съответно. Единствената разлика между двете е подреждането на напрежения на отклонение.

За да разберете как работи транзистор, трябва да разберете как полупроводниците реагират на електрически потенциал. Някои полупроводници ще бъдат н-тип или отрицателен, което означава, че свободните електрони в материала се движат от отрицателен електрод (например, на батерия, към която е свързан) към положителната. Други полупроводници ще бъдат р-тип, в който случай електроните запълват „дупки“ в атомните електронни обвивки, което означава, че той се държи така, сякаш положителна частица се движи от положителния електрод към отрицателния електрод. Типът се определя от атомната структура на специфичния полупроводников материал.

Сега, помислете за NPN транзистор. Всеки край на транзистора е an нполупроводников материал и между тях е a рполупроводников материал тип. Ако представите такова устройство, включено в батерия, ще видите как работи транзисторът:

• на н-тип тип, прикрепен към отрицателния край на батерията, помага да се задвижват електроните в средата ртип тип.
• на нТип на областта, прикрепен към положителния край на батерията, спомага за забавяне на излизането на електроните от ртип тип.
• на ртип тип в центъра прави и двете.

Променяйки потенциала във всеки регион, тогава можете драстично да повлияете на скоростта на потока на електрон през транзистора.

В сравнение с вакуумни тръби които бяха използвани по-рано, транзисторът беше невероятен напредък. По-малък размер, транзисторът лесно може да бъде произведен евтино в големи количества. Те също имаха различни оперативни предимства, които са твърде многобройни, за да ги споменаваме тук.

Някои смятат транзистора за най-голямото единично изобретение на 20-ти век, тъй като той се отвори толкова много по пътя на други електронни прогреси. Почти всяко модерно електронно устройство има транзистор като един от основните си активни компоненти. Тъй като те са градивните елементи на микрочипове, компютър, телефони и други устройства, не биха могли да съществуват без транзистори.

Има голямо разнообразие от видове транзистори, които са разработени от 1948 г. Ето списък (не непременно изчерпателен) на различни видове транзистори:

• Биполярен съединителен транзистор (BJT)
• Полеви транзистор (FET)
• Хетерофункционален биполярен транзистор
• Едноелектричен транзистор
• БНТ с две врати
• Лавинен транзистор
• Тънкослоен транзистор
• Дарлингтън транзистор
• Балистичен транзистор
• FinFET
• Транзистор с плаващ порта
• Транзистор с обърнат T ефект
• Спинов транзистор
• Фото транзистор
• Изолиран портален биполярен транзистор
• Едноелектронен транзистор
• Нанофлуиден транзистор
• Тригат транзистор (прототип на Intel)
• Йонночувствителна БНТ
• Бърз обратен епитаксален диод FET (FREDFET)
• Електролит-оксид-полупроводник FET (EOSFET)

Редактиран от Ан Мари Хелменстин, д-р