Tro det eller ej, din telefon har hundratusentals transistorer i sig. Din dator har miljoner! Det är inte en överdrift att säga att livet skulle vara mycket annorlunda idag om transistorn inte hade uppfunnits.
Namnet kommer från sammanslagning av de två orden transfer och resistor för att bli transfer-resistor.
Förkorta de 2 orden och du får transistor.
Så, namnet drar slutsatsen att transistorn på något sätt utför någon form av överföring av motstånd. Vi kommer att titta lite närmare på det konceptet senare.
En transistor är en elektronisk komponent som finns i en mängd olika kretsar och används för att förstärka eller byta elektroniska signaler och elektrisk kraft.
Utvecklad av John Bardeen, Walter Brattain och William Shockley vid Bell Laboratories den 23 december 1947. Transistorn (förkortning för ”överföringsmotstånd”) består av halvledare. Det är en komponent som används för att styra mängden ström eller spänning eller används för förstärkning/modulering eller omkoppling av en elektronisk signal. Bilden visar flera exempel på transistorer.
Transistorn är den primära byggstenen för alla mikrochips, inklusive din CPU (centralprocessor). Det är det som skapar de binära 0:or och 1:or (bitar) din dator använder för att kommunicera och hantera boolesk logik. När de placeras i olika konfigurationer bildar transistorer logiska grindar, som kan kombineras till arrayer som kallas halvadderare som också kombineras till fulladderare.
Transistor historia
1954 meddelade IBM att de inte längre planerar att använda vakuumrör i sina datorer och introducerade sin första dator som hade 2000 transistorer. Transistorer ersatte vakuumrör och finns idag i praktiskt taget alla elektroniska enheter. Från och med 2016 kan den mest kraftfulla datorprocessorn ha över 7 miljarder transistorer.
Vilken teknik kan efterträda transistorer?
Transistorer används fortfarande i all elektronik och kommer sannolikt att användas under överskådlig framtid. Det finns dock några lovande teknologier, som kolnanorör som utvecklas av IBM, grafenark och svart fosfor som en dag kan ersätta den transistor vi använder idag.
Typer av transistorer
Det finns många olika transistortyper var och en med sin egen elektroniska symbol.
För att nämna några stycken:
– Det finns BJT eller Bipolar Junction Transistor
– En annan vanlig transistor är FET eller Field Effect Transistor
– Det finns också UJT- eller Unijunction-transistorn
Vad är en halvledare?
En transistor är en halvledarenhet.
Enkla termer är en halvledare inte en bra ledare, men inte heller en bra isolator. Det är någonstans mittemellan.
Alla har hört talas om Silicon Valley.
Tja, Silicon är en halvledare, och Silicon Valley är hemmet för ett stort antal uppfinnare och tillverkare som specialiserar sig på kiselbaserade transistorer och integrerade kretschips.
De flesta transistorer är gjorda av kisel. En liten andel av transistorerna är gjorda av germanium, som är ett annat halvledarmaterial.
Vad betyder bokstäverna N och P?
En grundläggande transistor består av 3 bitar, eller bitar av kisel sammanfogade.
Som tidigare nämnts finns det många olika typer av transistorer.
I den här artikeln kommer vi att fokusera på Bipolar Junction Transistor som förmodligen är den vanligaste.
En bra fråga att ställa nu är Vad betyder bokstäverna N och P?
Det första steget av att göra en transistor är processen att ändra halvledarledningsegenskaperna genom att införa föroreningar i dess struktur. Denna ledningsförändringsprocess kallas doping.
Enkelt uttryckt är en P skiva av sammanfogningen mer positiv och en N skiva av sammanfogningen är mer negativ på grund av doping.
Bipolär kopplingstransistor
Ok….nu vet vi att en transistor i grunden är en macka gjord av 3 bitar av ett halvledarmaterial dopat för att göra P-bitarna mer positiva och N-bitarna mer negativa.
Låt oss ta en närmare titt på en BJT.
Det finns 2 typer av BJT. De får namn baserat på dopningsinnehållet i halvledarbitarna i varje.
Den ena kallas NPN och den andra kallas PNP. Var och en har sin egen elektroniska symbol.
Det finns en terminal ansluten till varje bit av sandwichen och varje terminal får ett namn. Namnen är Emitter, Base och Collector.
Transistorapplikationer
Transistor som förstärkare
Om vi tittar på att styra en stor spänning med en liten spänning kan vi säga att vi utför en förstärkning. En transistor kan göra det.
Transistor som omkopplare
Transistorns förmåga att fungera som en switch eller utföra en överföring av resistans gör den till en mycket användbar komponent i industriella applikationer.
Låt oss titta på hur en transistor fungerar som en strömbrytare.
Transistorns brytardel är mellan kollektorn och emittern.
Omkopplaren manövreras genom att ändra spänningen mellan basen och sändaren.
Om inspänningen är 0 volt, är omkopplaren öppen, motståndet är oändligt och utspänningen är +10 volt.
Om inspänningen är +10 volt, är omkopplaren stängd, motståndet är noll och utspänningen är 0 volt.
Transistor radio
Det finns otaliga transistorapplikationer.
En applikation som hade en enorm inverkan var uppfinningen av transistorradion.
Före transistorernas tillkomst var radioapparater stora skrymmande möbler fyllda med vakuumrör som gav den erforderliga ljudförstärkningen.
Efter uppfinningen av transistorn kunde ljudsignaler nu utföras av små transistorer.
Så transistorradion blev portabel och ganska liten.
Gränslägesbrytare
Transistorer används också inom industrin.
Till exempel byts traditionella gränslägesbrytare ut mot aktiva närhetssensorer.
Utgången från en aktiv närhetssensor är en transistoromkopplare. Utan rörliga delar och inget att slita ut eller gå sönder, är den aktiva närhetsbrytaren den praktiska vinnaren över en mekanisk gränslägesbrytare.
PLC-utgångsmoduler
Att integrera transistorer i PLC-utgångsmoduler är ett annat exempel på var transistorer används i industrin.
PLC-utgångsmoduler är nu byggda med transistorutgångskretsar.
Tidiga PLC:er använde reläomkoppling för att driva laster.
Istället för att driva ett relä kan en PLC-modul styra utgångsenheten med en transistoromkopplare. Återigen….inga rörliga delar….bättre tillförlitlighet och en klar fördel i växlingshastighet!
