- Was ist ein Transistor?
- Wie funktioniert ein Transistor?
- Arten von Transistoren
- Integrierte Schaltkreise
Wir erklären, was ein Transistor ist, seinen Ursprung und seine Funktionsweise. Auch die Arten von Transistoren und ihre integrierten Schaltungen.
Was ist ein Transistor?
Es heißt Transistor (aus dem Englischen:transfer resystor, "Übertragungswiderstand") auf eine Art von elektronischem Halbleiterbauelement, das in der Lage ist, ein elektrisches Ausgangssignal als Reaktion auf ein Eingangssignal zu modifizieren, das als Verstärker, Schalter, Oszillator oder Gleichrichter davon dient.
Es ist ein Gerätetyp, der häufig in vielen Geräten verwendet wird, wie z. B. Uhren, Lampen, Tomographen, Mobiltelefone, Radios, Fernseher und vor allem als Bestandteil von integrierten Schaltkreisen (Chips oder Mikrochips).
Transistoren haben ihren Ursprung in der Notwendigkeit, den Fluss der elektrischer Strom in verschiedenen Anwendungen, als Teil der Entwicklung des Bereichs der Elektronik. Sein direkter Vorgänger war ein 1925 von Julius Edgar Lilienfeld in Kanada erfundener Apparat, der jedoch erst Mitte des Jahrhunderts mit Halbleitermaterialien (anstelle von Vakuumröhren) realisiert werden konnte.
Die ersten Errungenschaften in dieser Hinsicht bestanden darin, die Leistung eines elektrischen Signals zu erweitern, indem es durch zwei Goldstreben geleitet wurde, die auf einem Germaniumkristall angebracht waren.
Der Name des Transistors wurde von dem amerikanischen Ingenieur John R. Pierce aus den ersten Modellen von Bell Laboratories vorgeschlagen. Der erste Kontakttransistor erschien 1948 in Deutschland, während der erste Hochfrequenztransistor 1953 in den USA erfunden wurde.
Dies waren die ersten Schritte zur elektronischen Explosion der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts, die unter anderem die Entwicklung der Computers.
Im Transistorbau werden heute Materialien wie Germanium (Ge), Silizium (Si), Galliumarsenid (GaAs) oder Legierungen aus Silizium und Germanium oder Silizium und Aluminium verwendet. Je nach verwendetem Material hält das Gerät einer gewissen elektrischen Spannung stand und Temperatur Widerstandsheizung maximal.
Wie funktioniert ein Transistor?
Transistoren arbeiten mit einem Stromfluss und arbeiten als Verstärker (die ein schwaches Signal empfangen und ein starkes erzeugen) oder als Schalter (die ein Signal empfangen und es abschalten). Dies geschieht abhängig davon, welche der drei Positionen ein Transistor zu einem bestimmten Zeitpunkt einnimmt und welche sind:
- Inaktiv. Ein variabler Strompegel (mehr oder weniger Strom) wird durchgelassen.
- Schnitt. Es lässt den elektrischen Strom nicht durch.
- In Sättigung. Es lässt den gesamten Stromfluss durch (maximaler Strom).
In diesem Sinne funktioniert der Transistor wie ein Absperrhahn in einem Rohr: Wenn er vollständig geöffnet ist, lässt er den gesamten Strom der Wasser, wenn es geschlossen ist, lässt es nichts passieren, und in seinen Zwischenstellungen lässt es mehr oder weniger Wasser passieren.
Jeder Transistor besteht nun aus drei Elementen: Basis, Kollektor und Emitter. Die erste ist diejenige, die zwischen dem Emitter (wo der Stromfluss eintritt) und dem Kollektor (wo der Stromfluss austritt) vermittelt. Und dies wiederum wird durch einen geringeren elektrischen Strom aktiviert, der sich von dem durch den Transistor modulierten unterscheidet.
Auf diese Weise befindet sich der Transistor in der Sperrposition, wenn die Basis keinen Strom erhält; wenn es einen Zwischenstrom erhält, öffnet die Basis den Fluss um einen bestimmten Betrag; und wenn die Basis genügend Strom erhält, öffnet sich der Damm vollständig und der volle modulierte Strom fließt durch.
Es versteht sich somit, dass der Transistor so funktioniert, dass er den Betrag von . steuert Elektrizität dies geschieht zu einem bestimmten Zeitpunkt und ermöglicht so die Konstruktion logischer Verknüpfungsbeziehungen.
Arten von Transistoren
Es gibt verschiedene Arten von Transistoren:
- Punktkontakttransistor. Auch "Kontaktspitze" genannt, ist er der älteste Transistortyp und arbeitet auf Germaniumbasis. Es war eine revolutionäre Erfindung, auch wenn es schwer herzustellen, spröde und laut war. Heute wird es nicht mehr verwendet.
- Bipolarer Sperrschichttransistor. Hergestellt auf einem Kristall aus Halbleitermaterial, der selektiv und kontrolliert mit Atome von Arsen oder Phosphor (Spender von Elektronen), wodurch die Basis-, Emitter- und Kollektorbereiche erzeugt werden.
- Feldeffekttransistor. In diesem Fall wird ein Siliziumstab oder ein anderer ähnlicher Halbleiter verwendet, an dessen Anschlüssen ohmsche Anschlüsse angebracht sind, also mit positiver Spannung betrieben wird.
- Fototransistoren. Sie heißen so zu den empfindlichen Transistoren zum hell, in Spektren nahe dem Sichtbaren. Damit sie mittels elektromagnetischer Wellen aus der Ferne betrieben werden können.
Integrierte Schaltkreise
Integrierte Schaltungen sind besser bekannt als Chips oder Mikrochips und sind kleine Strukturen aus Silizium oder anderen Halbleitern in einer Kapselung Plastik Keramik, die wir normalerweise in den elektronischen Panels verschiedener Geräte (Computer, Taschenrechner, Fernseher usw.) finden.
Diese Schaltungen bestehen aus zahlreichen winzigen Transistoren und Widerständen, die auf einem Blech platziert sind, um Aufgaben zur Manipulation eines elektrischen Signals effizient auszuführen, wie z Verstärkung.