Tranzistor je elektronická súčasť používaná v obvode na riadenie veľkého množstva prúd alebo Napätie s malým množstvom napätia alebo prúdu. To znamená, že sa môže použiť na zosilnenie alebo prepínanie (usmerňovanie) elektrických signálov alebo napájania, čo umožňuje jeho použitie v širokej škále elektronických zariadení.
Urobí to tak, že vloží jeden polovodič medzi dva ďalšie polovodiče. Pretože prúd sa prenáša cez materiál, ktorý má normálne vysoký odpor (t.j. odpor), je to „prevodný odpor“ alebo tranzistor.
Prvý praktický tranzistor s bodovým kontaktom postavil v roku 1948 William Bradford Shockley, John Bardeen a Walter House Brattain. Patenty na koncepciu tranzistora sa datujú už v roku 1928 v Nemecku, hoci sa zdá, že nikdy neboli vybudované alebo aspoň nikto netvrdil, že by ich postavil. Traja fyzici dostali za túto prácu Nobelovu cenu za fyziku z roku 1956.
Základná štruktúra tranzistora s bodovým kontaktom
Existujú v podstate dva základné typy bodových kontaktných tranzistorov NPN tranzistor a
PNP tranzistor, kde n a p kandidovať na negatívne, respektíve pozitívne. Jediný rozdiel medzi nimi je usporiadanie predpätia napätia.Aby ste pochopili, ako tranzistor funguje, musíte pochopiť, ako polovodiče reagujú na elektrický potenciál. Niektoré polovodiče budú n-typ alebo negatívny, čo znamená, že voľné elektróny v materiáli sa unášajú zo zápornej elektródy (napríklad z batérie, ku ktorej je pripojený) smerom k kladnej. Ostatné polovodiče budú p- typ, v takom prípade elektróny vyplnia „diery“ v atómových elektrónových puzdrách, čo znamená, že sa správa tak, akoby sa pozitívna častica pohybovala z pozitívnej elektródy na zápornú elektródu. Typ je určený atómovou štruktúrou špecifického polovodičového materiálu.
Teraz zvážte NPN tranzistor. Každý koniec tranzistora je n- polovodičový materiál typu a medzi nimi je a ppolovodičový materiál. Ak si predstavíte takéto zariadenie zapojené do batérie, uvidíte, ako tranzistor funguje:
- n- oblasť typu pripojená na záporný koniec batérie pomáha poháňať elektróny do stredu p-typ región.
- n- oblasť typu pripojená k kladnému koncu batérie pomáha spomaľovať elektróny vychádzajúce z batérie p-typ región.
- p-typ regiónu v strede robí obidva.
Zmenou potenciálu v každej oblasti potom môžete drasticky ovplyvniť rýchlosť toku elektrónov cez tranzistor.
Výhody tranzistorov
V porovnaní s vákuové trubice ktoré boli predtým použité, bol tranzistor úžasný pokrok. Pri menšej veľkosti by sa tranzistor mohol ľahko vyrábať lacno vo veľkých množstvách. Mali tiež rôzne prevádzkové výhody, ktoré sú príliš početné na to, aby sa tu zmieňovali.
Niektorí považujú tranzistor za najväčší jediný vynález 20. storočia, pretože sa tak otvoril v ceste iným elektronickým pokrokom. Prakticky každé moderné elektronické zariadenie má tranzistor ako jednu zo svojich primárnych aktívnych komponentov. Pretože sú stavebnými kameňmi mikročipov, počítačov, telefónov a ďalších zariadení, bez tranzistorov by nemohli existovať.
Iné typy tranzistorov
Existuje široká škála typov tranzistorov, ktoré boli vyvinuté od roku 1948. Tu je zoznam (nie nevyhnutne vyčerpávajúci) rôznych typov tranzistorov:
- Bipolárny tranzistor (BJT)
- Tranzistor s poľným efektom (FET)
- Heterojunkčný bipolárny tranzistor
- Jednosmerný tranzistor
- Dual-gate FET
- Lavínový tranzistor
- Tenkovrstvový tranzistor
- Darlingtonov tranzistor
- Balistický tranzistor
- FinFET
- Plávajúci hradlový tranzistor
- Tranzistor s inverzným T-efektom
- Spínaný tranzistor
- Foto tranzistor
- Izolovaný hradlový bipolárny tranzistor
- Jednoelektrónový tranzistor
- Nanofluidický tranzistor
- Spúšťací tranzistor (prototyp Intel)
- FET citlivý na ióny
- Rýchla reverzná epitaxná dióda FET (FREDFET)
- Elektrolyt-oxid-polovodičový FET (EOSFET)
Upravil Anne Marie Helmenstine, Ph. D.