Transistor on elektrooniline komponent, mida kasutatakse vooluringis suure hulga juhtimiseks praegune või Pinge väikese pinge või vooluhulgaga. See tähendab, et seda saab kasutada elektriliste signaalide või toite võimendamiseks või vahetamiseks (korrigeerimiseks), võimaldades seda kasutada paljudes elektroonilistes seadmetes.
Selleks tehakse ühe pooljuhi kiht kahe teise pooljuhi vahel. Kuna vool kantakse üle materjali, millel on tavaliselt kõrge takistus (st takisti), see on "ülekandetakisti" või transistor.
Esimese praktilise punktkontaktiga transistori ehitasid 1948. aastal William Bradford Shockley, John Bardeen ja Walter House Brattain. Transistori kontseptsiooni patendid pärinevad 1928. aastast Saksamaal, ehkki paistab, et neid pole kunagi ehitatud või vähemalt keegi pole kunagi väitnud, et neid oleks ehitatud. Selle töö eest said kolm füüsikut 1956. aastal Nobeli füüsikapreemia.
Punkt-kontakt-transistori põhistruktuur
Põhimõtteliselt on kahte tüüpi kontakt-transistoride põhitüüpe:
npn transistor ja pnp transistor, kus n ja lk seista vastavalt negatiivse ja positiivse poolt. Ainus erinevus nende kahe vahel on kallutuspingete paigutus.Transistori toimimise mõistmiseks peate mõistma, kuidas pooljuhid reageerivad elektripotentsiaalile. Mõned pooljuhid on n-tüüp või negatiivne, mis tähendab, et materjali vabad elektronid liiguvad negatiivsest elektroodist (nt aku, millega see on ühendatud) positiivse suunas. Muud pooljuhid on lk- tüüp, sel juhul täidavad elektronid aatomielektroni kestades "augud", mis tähendab, et see käitub nii, nagu positiivne osake liigub positiivsest elektroodist negatiivse elektroodini. Tüübi määrab konkreetse pooljuhtmaterjali aatomistruktuur.
Nüüd kaaluge npn transistor. Transistori mõlemad otsad on n-tüüpi pooljuhtmaterjal ja nende vahel on a lk- tüüpi pooljuhtmaterjal. Kui pildistate sellist seadet, mis on ühendatud akuga, näete, kuidas transistor töötab:
- n- aku negatiivse otsa külge kinnitatud tüübipiirkond aitab elektrone keskele lükata lk-tüüpi piirkond.
- n- aku positiivse otsa külge kinnitatud tüüp aitab aeglustada akust väljuvaid elektrone lk-tüüpi piirkond.
- lk- tüüpi piirkond kesklinnas teeb mõlemat.
Varieerides igas piirkonnas potentsiaali, saate drastiliselt mõjutada transistori elektronide voolu kiirust.
Transistoride eelised
Võrreldes vaakumtorud mida varem kasutati, oli transistor hämmastav edasiminek. Väiksema suurusega transistori saaks hõlpsalt odavalt suurtes kogustes toota. Neil oli ka mitmesuguseid operatiivseid eeliseid, mida on siinkohal mainimiseks liiga palju.
Mõned peavad transistorit 20. sajandi suurimaks üksikuks leiutiseks, kuna see avas nii palju muid elektroonilisi täiustusi. Praktiliselt igal kaasaegsel elektroonilisel seadmel on transistor kui üks peamisi aktiivseid komponente. Kuna need on mikroskeemide alustalad, arvuti, telefonid ja muud seadmed ei saaks eksisteerida ilma transistorideta.
Muud tüüpi transistorid
On palju erinevaid transistoritüüpe, mida on välja töötatud alates 1948. aastast. Siin on loetelu (mitte tingimata ammendav) erinevat tüüpi transistoridest:
- Bipolaarne ristmike transistor (BJT)
- Väljatransistor (FET)
- Heterojunktsiooni bipolaarne transistor
- Ühendatud transistor
- Kahe väravaga FET
- Laviini transistor
- Õhukese filmi transistor
- Darlingtoni transistor
- Ballistiline transistor
- FINFET
- Ujuvtransistor
- Pööratud T-transistor
- Spinltransistor
- Fototransistor
- Isoleeritud värava bipolaarne transistor
- Üheelektroniline transistor
- Nanofluidne transistor
- Trigate transistor (Inteli prototüüp)
- Ioonitundlik FET
- Kiire pöördega epitaksaaldiood FET (FREDFET)
- Elektrolüüdi oksiidi-pooljuhtide FET (EOSFET)
Toimetanud Anne Marie Helmenstine, Ph.