Tranzistor je elektronická součástka použitá v obvodu k řízení velkého množství proud nebo Napětí s malým množstvím napětí nebo proudu. To znamená, že může být použit k zesílení nebo přepnutí (usměrnění) elektrických signálů nebo napájení, což umožňuje jeho použití v široké škále elektronických zařízení.
Děje se tak vložením jednoho polovodiče mezi dva další polovodiče. Protože proud je přenášen přes materiál, který má obvykle vysoký odpor (tj. A odpor), jedná se o „převodový odpor“ nebo tranzistor.
První praktický tranzistor s bodovým kontaktem postavil v roce 1948 William Bradford Shockley, John Bardeen a Walter House Brattain. Patenty na koncepci tranzistoru se datují již v roce 1928 v Německu, i když se zdá, že nikdy nebyly postaveny, nebo alespoň nikdo nikdy netvrdil, že je postavil. Tři fyzici za tuto práci obdrželi Nobelovu cenu za fyziku z roku 1956.
Základní struktura tranzistoru s bodovým kontaktem
V zásadě existují dva základní typy tranzistorů s bodovým kontaktem npn tranzistor a
pnp tranzistor, kde n a str kandidovat na negativní, respektive pozitivní. Jediný rozdíl mezi nimi je uspořádání předpětí.Abyste pochopili, jak tranzistor funguje, musíte pochopit, jak polovodiče reagují na elektrický potenciál. Některé polovodiče budou n-typ nebo záporný, což znamená, že volné elektrony v materiálu se unášejí od záporné elektrody (například baterie, ke které je připojen) směrem k pozitivnímu. Ostatní polovodiče budou str-typ, v tomto případě elektrony vyplní „díry“ v atomových nábojích elektronů, což znamená, že se chová, jako by se pozitivní částice pohybovala z kladné elektrody do záporné elektrody. Typ je určen atomovou strukturou specifického polovodičového materiálu.
Nyní zvažte npn tranzistor. Každý konec tranzistoru je npolovodičový materiál a mezi nimi je a strpolovodičový materiál typu. Pokud si představíte takové zařízení připojené k baterii, uvidíte, jak tranzistor funguje:
- n- oblast typu připojená k zápornému konci baterie pomáhá pohánět elektrony do středu str-typická oblast.
- n-typická oblast připojená k pozitivnímu konci baterie pomáhá zpomalit elektrony vycházející z str-typická oblast.
- str-typ regionu ve středu dělá obojí.
Změnou potenciálu v každé oblasti pak můžete výrazně ovlivnit rychlost toku elektronů přes tranzistor.
Výhody tranzistorů
Ve srovnání s vakuové trubky které byly použity dříve, tranzistor byl úžasný pokrok. Menší velikost, tranzistor mohl snadno být vyroben levně ve velkém množství. Měli také různé provozní výhody, které jsou zde příliš četné.
Někteří považují tranzistor za největší jediný vynález 20. století, protože se tolik otevřel v cestě jiným elektronickým pokrokům. Prakticky každé moderní elektronické zařízení má tranzistor jako jednu ze svých primárních aktivních součástí. Protože jsou stavebními prvky mikročipů, počítačů, telefonů a dalších zařízení, nemohly by existovat bez tranzistorů.
Jiné typy tranzistorů
Existuje celá řada typů tranzistorů, které byly vyvinuty od roku 1948. Zde je seznam (ne nutně vyčerpávající) různých typů tranzistorů:
- Bipolární tranzistor (BJT)
- Tranzistor s efektem pole (FET)
- Heterojunkční bipolární tranzistor
- Unijunkční tranzistor
- Dvojitá brána FET
- Lavinový tranzistor
- Tenkovrstvý tranzistor
- Darlingtonův tranzistor
- Balistický tranzistor
- FinFET
- Plovoucí hradlový tranzistor
- Tranzistor s obráceným T-efektem
- Spin tranzistor
- Foto tranzistor
- Izolovaný hradlový bipolární tranzistor
- Jednoelektronový tranzistor
- Nanofluidický tranzistor
- Trigate tranzistor (prototyp Intel)
- Iontově citlivé FET
- Rychle reverzní epitaxní dioda FET (FREDFET)
- Elektrolyt-oxid-polovodič FET (EOSFET)
Editoval Anne Marie Helmenstine, Ph. D.