טרנזיסטור הוא רכיב אלקטרוני המשמש במעגל לשליטה על כמות גדולה של נוכחי או מתח עם כמות קטנה של מתח או זרם. משמעות הדבר היא שניתן להשתמש בה כדי להגביר או להחליף (לתקן) אותות חשמליים או כוח, ומאפשר להשתמש בהם במגוון רחב של מכשירים אלקטרוניים.
זה עושה זאת על ידי כריך מוליך מוליך אחד בין שני מוליכים למחצה אחרים. מכיוון שהזרם מועבר על פני חומר שבדרך כלל הוא בעל עמידות גבוהה (כלומר א נגד), מדובר ב"העברה נגדית "או טרנזיסטור.
הטרנזיסטור המעשי הראשון עם קשר נקודתי נבנה בשנת 1948 על ידי ויליאם ברדפורד שוקלי, ג'ון ברדן, וולטר האוס בראטיין. פטנטים למושג טרנזיסטור מתוארכים עוד בשנת 1928 בגרמניה, אם כי נראה שהם מעולם לא נבנו, או לפחות אף אחד מעולם לא טען שבנה אותם. שלושת הפיזיקאים קיבלו את פרס נובל לפיזיקה משנת 1956 על עבודה זו.
מבנה טרנזיסטור בסיסי עם מגע נקודתי
ישנם למעשה שני סוגים בסיסיים של טרנזיסטורים עם מגע נקודתי, ה- npn טרנזיסטור וה pnp טרנזיסטור, איפה n ו ע לעמוד על שלילי וחיובי, בהתאמה. ההבדל היחיד בין השניים הוא סידור מתחי ההטיה.
כדי להבין איך עובד טרנזיסטור, עליכם להבין כיצד מוליכים למחצה מגיבים לפוטנציאל חשמלי. ישנם מוליכים למחצה
n- הקלד, או שלילי, שפירושו שאלקטרונים חופשיים בחומר נסחפים מאלקטרודה שלילית (של, נניח, סוללה שאליה היא מחוברת) לכיוון החיובי. מוליכים למחצה אחרים יהיו עהקלד, ובמקרה זה האלקטרונים ממלאים "חורים" בקליפות האלקטרונים האטומיים, כלומר הוא מתנהג כאילו חלקיק חיובי עובר מהאלקטרודה החיובית לאלקטרודה השלילית. הסוג נקבע על ידי המבנה האטומי של חומר המוליכים למחצה הספציפי.עכשיו, שקול npn טרנזיסטור. כל קצה של הטרנזיסטור הוא nהקלד חומר מוליכים למחצה וביניהם הוא א עהקלד חומר מוליכים למחצה. אם אתה מצלם מכשיר כזה המחובר לסוללה, תראה כיצד הטרנזיסטור עובד:
- ה n-אזור סוג המחובר לקצה השלילי של הסוללה עוזר להניע אלקטרונים לאמצע עסוג האזור.
- ה nאזור הקלף המחובר לקצה החיובי של הסוללה עוזר להאט אלקטרונים שיוצאים מהאזור עסוג האזור.
- ה עהקלד אזור במרכז עושה את שניהם.
על ידי שינוי הפוטנציאל בכל אזור, אם כן, אתה יכול להשפיע באופן דרסטי על קצב זרימת האלקטרונים על פני הטרנזיסטור.
היתרונות של טרנזיסטורים
בהשוואה ל צינורות ואקום ששימשו בעבר, הטרנזיסטור היה התקדמות מדהימה. הקטן יותר בגודל, הטרנזיסטור יכול בקלות להיות מיוצר בזול בכמויות גדולות. היו להם יתרונות מבצעיים שונים, שהם רבים מכדי להזכיר כאן.
יש הרואים את הטרנזיסטור כהמצאה היחידה הגדולה ביותר של המאה העשרים מאז נפתח כל כך בדרך להתקדמות אלקטרונית אחרת. כמעט לכל מכשיר אלקטרוני מודרני יש טרנזיסטור כאחד המרכיבים הפעילים העיקריים שלו. מכיוון שהם אבני הבניין של מיקרו-שבבים, מחשב, טלפונים והתקנים אחרים לא היו יכולים להתקיים ללא טרנזיסטורים.
סוגים אחרים של טרנזיסטורים
ישנם מגוון רחב של סוגי טרנזיסטורים שפותחו מאז 1948. להלן רשימה (לא בהכרח ממצה) של סוגים שונים של טרנזיסטורים:
- טרנזיסטור צומת דו קוטבי (BJT)
- טרנזיסטור אפקט שדה (FET)
- טרנזיסטור דו-קוטבי Heterojunction
- טרנזיסטור לאיחוד
- שער כפול FET
- טרנזיסטור מפולות
- טרנזיסטור סרט דק
- טרנזיסטור של דרלינגטון
- טרנזיסטור בליסטי
- FinFET
- טרנזיסטור שער צף
- טרנזיסטור אפקט הפוך
- טרנזיסטור ספין
- טרנזיסטור תמונות
- טרנזיסטור דו דו קוטבי מבודד
- טרנזיסטור יחיד אלקטרונים
- טרנזיסטור ננו-פלואידי
- טרנזיסטור טריגר (אב טיפוס של אינטל)
- FET רגיש ליונים
- דיודה אפיטקסלית מהירה הפוכה במהירות (FREDFET)
- מוליכים למחצה אלקטרוליט FET (EOSFET)
נערך על ידי אן מארי הלמנסטין, ד.