Transistörün ne olduğunu, kökenini ve nasıl çalıştığını açıklıyoruz. Ayrıca transistör çeşitleri ve entegre devreleri.
Transistör nedir?
Buna transistör denir (İngilizce'den:transyenidensistor"Transfer direnci"), bir giriş sinyaline yanıt olarak bir elektrik çıkış sinyalini değiştirebilen, bir amplifikatör, anahtar, osilatör veya bunların doğrultucusu olarak hizmet veren bir tür yarı iletken elektronik cihaza.
Saat, lamba, tomografi, cep telefonu, radyo gibi birçok cihazda yaygın olarak kullanılan bir cihaz türüdür. televizyonlar ve hepsinden önemlisi, entegre devrelerin (çipler veya mikroçipler) bir bileşeni olarak.
Transistörler, kaynağın akışını kontrol etme ihtiyacından kaynaklanır. elektrik akımı alanının evriminin bir parçası olarak çeşitli uygulamalarda elektronik. Doğrudan selefi, 1925'te Kanada'da Julius Edgar Lilienfeld tarafından icat edilen bir cihazdı, ancak yarı iletken malzemeler (vakum tüpleri yerine) kullanılarak uygulanabileceği yüzyılın ortalarına kadar olmayacaktı.
Bu konudaki ilk başarılar, bir elektrik sinyalinin gücünü, bir germanyum kristaline uygulanan iki altın payanda aracılığıyla ileterek genişletmekten ibaretti.
Transistör adı, Bell Laboratories tarafından tasarlanan ilk modellerden Amerikalı mühendis John R. Pierce tarafından önerildi. İlk kontak transistör 1948'de Almanya'da ortaya çıktı, ilk yüksek frekanslı transistör ise 1953'te Amerika Birleşik Devletleri'nde icat edildi.
Bunlar, 20. yüzyılın ikinci yarısının elektronik patlamasına doğru atılan ilk adımlardı ve diğer birçok şeyin yanı sıra, teknolojinin gelişmesine izin verdi. bilgisayarlar.
Bugün transistörlerin yapımında germanyum (Ge), silikon (Si), galyum arsenit (GaAs) veya silikon ve germanyum veya silikon ve alüminyum alaşımları kullanılmaktadır. Kullanılan malzemeye bağlı olarak cihaz, belirli bir miktarda elektrik voltajına ve hava sıcaklığı Dirençli ısıtma maksimum.
Bir transistör nasıl çalışır?
Transistörler, bir akım akışı üzerinde çalışırlar, amplifikatörler olarak (zayıf bir sinyal alıp güçlü bir sinyal üretirler) veya aynı şekilde anahtarlar olarak (bir sinyal alırlar ve onu keserler) çalışırlar. Bu, bir transistörün belirli bir anda üç konumdan hangisini işgal ettiğine ve hangilerinin olduğuna bağlı olarak gerçekleşir:
- Aktif durumda. Değişken bir akım seviyesinin (az ya da çok akım) geçmesine izin verilir.
- kesit. Elektrik akımının geçmesine izin vermez.
- Doygunlukta. Tüm elektrik akımı akışının geçmesine izin verir (maksimum akım).
Bu anlamda, transistör bir borudaki musluk gibi çalışır: tamamen açıksa, tüm akışı sağlar. Suçlu, kapalıysa hiçbir şeyin geçmesine izin vermez, ara konumlarında ise az çok suyun geçmesine izin verir.
Şimdi, her transistör üç unsurdan oluşur: taban, toplayıcı ve yayıcı. Birincisi emitör (akım akışının girdiği yer) ile kollektör (akım akışının ayrıldığı yer) arasında aracılık edendir. Ve bunu, transistör tarafından modüle edilenden farklı olarak, daha düşük bir elektrik akımı ile aktive ederek yapar.
Bu sayede eğer baz akım almıyorsa transistör cut-off pozisyonunda yer alır; bir ara akım alırsa, baz akışı belirli bir miktar açar; ve eğer taban yeterli akım alırsa, baraj tamamen açılacak ve modüle edilmiş tam akım geçecektir.
Böylece transistörün, transistörün miktarını kontrol etmenin bir yolu olarak çalıştığı anlaşılmaktadır. elektrik bu belirli bir anda olur, böylece mantıksal ara bağlantı ilişkilerinin kurulmasına izin verir.
transistör türleri
Birkaç transistör türü vardır:
- Nokta kontaklı transistör. "Kontak ucu" olarak da adlandırılan bu, en eski transistör türüdür ve germanyum bazında çalışır. Üretilmesi zor, kırılgan ve gürültülü olmasına rağmen devrim niteliğinde bir buluştu. Bugün artık kullanılmamaktadır.
- Bipolar bağlantı transistörü. ile seçici ve kontrollü bir şekilde kirlenmiş yarı iletken malzeme kristali üzerinde üretilmiştir. atomlar arsenik veya fosfor (bağışçılar elektronlar), böylece taban, emitör ve toplayıcı bölgeleri oluşturur.
- Alan etkili transistör. Bu durumda, terminallerinde omik terminallerin kurulu olduğu ve böylece pozitif voltaj ile çalışan bir silikon çubuk veya başka bir benzer yarı iletken kullanılır.
- Fototransistörler. Duyarlı transistörlere bu şekilde denir. ışık, spektrumda görünür olana yakın. Uzaktan elektromanyetik dalgalar vasıtasıyla çalıştırılabilmeleri için.
Entegre devreler
Entegre devreler, çipler veya mikroçipler olarak daha iyi bilinir ve bir kapsüllemede silikon veya diğer yarı iletkenlerin küçük yapılarıdır. plastik genellikle çeşitli cihazların (bilgisayarlar, hesap makineleri, televizyonlar vb.) elektronik panellerinde bulduğumuz seramik.
Bu devreler, bir elektrik sinyalini manipüle etme görevlerini verimli bir şekilde yerine getirmek için bir levha üzerine yerleştirilmiş çok sayıda küçük transistör ve dirençten oluşur. amplifikasyon.