En transistor er en elektronisk komponent, der bruges i et kredsløb til at styre en stor mængde nuværende eller spænding med en lille mængde spænding eller strøm. Dette betyder, at det kan bruges til at forstærke eller skifte (korrigere) elektriske signaler eller strøm, så det kan bruges i en lang række elektroniske enheder.
Det gør det ved at sandwich en halvleder mellem to andre halvledere. Fordi strømmen overføres over et materiale, der normalt har stor modstand (dvs. a modstand), er det en "overførselsmodstand" eller transistor.
Den første praktiske punktkontakt-transistor blev bygget i 1948 af William Bradford Shockley, John Bardeen og Walter House Brattain. Patenter til begrebet transistor dateres så langt tilbage som 1928 i Tyskland, skønt de tilsyneladende aldrig er blevet bygget, eller i det mindste aldrig nogen hævdede at have bygget dem. De tre fysikere modtog Nobelprisen i fysik fra 1956 for dette arbejde.
Grundlæggende punktkontakt-transistorstruktur
Der er i det væsentlige to grundlæggende typer af punktkontakt-transistorer, the
nPN transistor og pnp transistor, hvor n og p stå for henholdsvis negativ og positiv. Den eneste forskel mellem de to er arrangementet af forspændingsspændinger.For at forstå, hvordan en transistor fungerer, skal du forstå, hvordan halvledere reagerer på et elektrisk potentiale. Nogle halvledere vil være n-type eller negativ, hvilket betyder, at frie elektroner i materialet driver fra en negativ elektrode (af f.eks. et batteri, det er forbundet til), mod det positive. Andre halvledere vil være p-type, i hvilket tilfælde elektronerne fylder "huller" i de atomære elektronskaller, hvilket betyder, at den opfører sig som om en positiv partikel bevæger sig fra den positive elektrode til den negative elektrode. Typen bestemmes af atomstrukturen i det specifikke halvledermateriale.
Overvej nu en nPN transistor. Hver ende af transistoren er en n-type halvledermateriale og mellem dem er en p-type halvledermateriale. Hvis du ser på en sådan enhed tilsluttet et batteri, vil du se, hvordan transistoren fungerer:
- det n-Typ region, der er knyttet til den negative ende af batteriet, hjælper med at drive elektroner ind i midten p-type region.
- det n-type-region, der er knyttet til den positive ende af batteriet, hjælper med at langsome elektroner kommer ud af p-type region.
- det p-type region i centrum gør begge dele.
Ved at variere potentialet i hver region kan du derefter drastisk påvirke hastigheden for elektronstrøm over transistoren.
Fordele ved transistorer
Sammenlignet med vakuumrør som tidligere blev brugt, var transistoren et fantastisk fremskridt. Transistoren kunne være mindre i størrelse og kunne let fremstilles billigt i store mængder. De havde også forskellige operationelle fordele, som her er for mange til at nævne.
Nogle betragter transistoren for at være den største enkelt opfindelse i det 20. århundrede, da den åbnede så meget i vejen for andre elektroniske fremskridt. Stort set alle moderne elektroniske enheder har en transistor som en af dens primære aktive komponenter. Fordi de er byggestenene til mikrochips, kunne computere, telefoner og andre enheder ikke eksistere uden transistorer.
Andre typer transistorer
Der er en lang række transistortyper, der er blevet udviklet siden 1948. Her er en liste (ikke nødvendigvis udtømmende) over forskellige typer transistorer:
- Bipolar forbindelsestransistor (BJT)
- Felt-effekt-transistor (FET)
- Bipolær transistor med heterojunktion
- Unijunction-transistor
- Dual-gate FET
- Lavine transistor
- Tyndfilmtransistor
- Darlington transistor
- Ballistisk transistor
- FinFET
- Flydende porttransistor
- Inverteret-T-effekttransistor
- Spintransistor
- Fototransistor
- Isoleret bipolar port i porten
- Enkelt elektrontransistor
- Nanofluidisk transistor
- Trigat transistor (Intel prototype)
- Ion-følsom FET
- Hurtigvendt epitaksal diode FET (FREDFET)
- Elektrolyt-oxid-halvleder FET (EOSFET)
Redigeret af Anne Marie Helmenstine, ph.d.