Τα τρανζίστορ είναι μια από τις σημαντικότερες εφευρέσεις του 20ου αιώνα. Μπορείτε να τα βρείτε σχεδόν σε κάθε ηλεκτρονική συσκευή, από ραδιόφωνα μέχρι τηλεοράσεις και υπολογιστές. Αλλά τι είναι ένα τρανζίστορ και πώς λειτουργεί;
Τι είναι ένα τρανζίστορ;
Ένα τρανζίστορ είναι μια ηλεκτρονική συσκευή τριών ακροδεκτών που ενισχύει ή αλλάζει ηλεκτρονικά σήματα. Τα βασικά συστατικά του είναι δύο ημιαγωγικά υλικά, συνήθως πυρίτιο, με αντίθετες ιδιότητες, γνωστά ως p-type και n-type.
Όταν τα δύο υλικά τοποθετούνται μαζί, σχηματίζουν ένα φράγμα στρώσης εξάντλησης. Αυτό το στρώμα λειτουργεί σαν διακόπτης, επιτρέποντας στο ηλεκτρικό ρεύμα να ρέει ή να μην διαρρέει, ανάλογα με την τάση που εφαρμόζεται στον τρίτο ακροδέκτη, γνωστό ως πύλη.
Τα τρανζίστορ βρίσκονται σε όλες σχεδόν τις ηλεκτρονικές συσκευές και αποτελούν κρίσιμα στοιχεία ολοκληρωμένων κυκλωμάτων ή τσιπ. Τα τρανζίστορ που εφευρέθηκαν το 1947 από τους John Bardeen, Walter Brattain και William Shockley της Bell Laboratories έφεραν επανάσταση στα ηλεκτρονικά κάνοντας δυνατές μικρότερες, φθηνότερες και πιο αξιόπιστες συσκευές.
Τα τρανζίστορ έχουν τρία κύρια μέρη:
- Βάση
- Συλλέκτης
- Εκπόμπος
Ο ακροδέκτης βάσης ελέγχει τη ροή του ρεύματος μεταξύ των άλλων δύο ακροδεκτών. Ο συλλέκτης συλλέγει το ρεύμα που προέρχεται από τη βάση και ο πομπός εκπέμπει το ρεύμα από τον συλλέκτη.
Τα τρανζίστορ μπορούν να λειτουργήσουν είτε ως ενισχυτές είτε ως διακόπτες. Ένα τρανζίστορ αυξάνει το ρεύμα που διαρρέει όταν χρησιμοποιείται ως ενισχυτής. Τα τρανζίστορ μπορούν να ενεργοποιήσουν ή να απενεργοποιήσουν τη ροή ρεύματος όταν χρησιμοποιούνται ως διακόπτης.
Πώς λειτουργεί ένα τρανζίστορ;
Ο τρόπος που λειτουργεί ένα τρανζίστορ είναι αρκετά απλός. Όταν δεν ρέει ρεύμα μέσω του ακροδέκτη βάσης, το τρανζίστορ βρίσκεται στην κατάσταση "off". Αυτό σημαίνει ότι κανένα ρεύμα δεν μπορεί να ρέει μέσω των ακροδεκτών του συλλέκτη και του πομπού.
Όταν εφαρμόζεται ρεύμα στον ακροδέκτη βάσης, το τρανζίστορ μεταβαίνει στην κατάσταση "on". Αυτό επιτρέπει στο ρεύμα να ρέει μέσω των ακροδεκτών συλλέκτη και εκπομπού. Η ποσότητα ρεύματος που μπορεί να διαρρέει το τρανζίστορ εξαρτάται από την ποσότητα που εφαρμόζεται στον ακροδέκτη βάσης.
Τι κάνουν τα τρανζίστορ; Εφαρμογές τρανζίστορ
Τα τρανζίστορ βρίσκονται σε μια ποικιλία ηλεκτρονικών συσκευών και έχουν ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών.
Τσιπ μνήμης υπολογιστή
Μία από τις πιο κοινές χρήσεις των τρανζίστορ είναι το in τσιπ μνήμης υπολογιστή. Αυτά τα τσιπ αποθηκεύουν πληροφορίες ως ηλεκτρικά φορτία και τα τρανζίστορ λειτουργούν σαν μικροσκοπικοί διακόπτες που μπορούν να ενεργοποιήσουν και να απενεργοποιήσουν τις φορτίσεις. Αυτό τα καθιστά ιδανικά για την αποθήκευση δεδομένων, επειδή μπορούν να κρατήσουν πολλές πληροφορίες σε έναν συμπαγή χώρο. Επιπλέον, είναι γρήγορες, κάτι που είναι απαραίτητο για υπολογιστές που χρειάζονται γρήγορη πρόσβαση σε μεγάλες ποσότητες δεδομένων.
Διακόπτες
Τα τρανζίστορ χρησιμοποιούνται συχνά ως διακόπτες επειδή ανάβουν και σβήνουν γρήγορα. Αυτό τα καθιστά ιδανικά για ψηφιακά κυκλώματα, όπου μπορούν να ελέγχουν τη ροή του ηλεκτρισμού με μεγάλη ακρίβεια.
Ενισχυτές
Μια άλλη χρήση των τρανζίστορ είναι ως ενισχυτές. Οι ενισχυτές παίρνουν ένα μικρό ηλεκτρικό σηματοδοτούν και ενισχύουν το, κάνοντάς το ισχυρότερο. Η πρώτη εμπορική εφαρμογή των τρανζίστορ ήταν σε βοηθήματα ακοής και ραδιόφωνα τσέπης. Σήμερα, τα τρανζίστορ έχουν μια ποικιλία εφαρμογών ενίσχυσης ήχου, όπως στερεοφωνικά συστήματα και ενισχυτές μουσικών οργάνων.
Ψηφιακά Λογικά Κυκλώματα
Τα τρανζίστορ χρησιμοποιούνται επίσης σε ψηφιακά λογικά κυκλώματα. Τα ψηφιακά λογικά κυκλώματα είναι τα δομικά στοιχεία της ψηφιακής ηλεκτρονικής, όπως οι υπολογιστές και τα κινητά τηλέφωνα. Αυτά τα κυκλώματα χρησιμοποιούν τρανζίστορ για να εκτελέσουν λογικές πράξεις Boole, οι οποίες αποτελούν τη βάση για όλους τους ψηφιακούς υπολογισμούς.
Τα τρανζίστορ είναι τα δομικά στοιχεία της σύγχρονης Ηλεκτρονικής
Έχουμε κάνει πολύ δρόμο από τότε που εφευρέθηκε το πρώτο τρανζίστορ το 1947. Σήμερα, τα τρανζίστορ βρίσκονται σε οτιδήποτε, από κινητά τηλέφωνα μέχρι αυτοκίνητα και παίζουν ουσιαστικό ρόλο στη ζωή μας.
Αν και μπορεί να μην τους σκεφτείτε πολύ, τα τρανζίστορ βρίσκονται στα παρασκήνια και διασφαλίζουν ότι το τηλέφωνό σας χτυπάει, το αυτοκίνητό σας ξεκινά και η αγαπημένη σας εκπομπή παίζει στην τηλεόραση. Ας ελπίσουμε ότι αυτό σας έδωσε μια καλύτερη κατανόηση ενός από τα πιο θεμελιώδη εξαρτήματα σε όλα τα ηλεκτρονικά.
