Ένα τρανζίστορ είναι μια ημιαγωγική συσκευή. Μπορεί να ενισχύσει τα ηλεκτρονικά σήματα ή να τα ενεργοποιήσει και να τα απενεργοποιήσει. Μπορείτε να το φανταστείτε σαν έναν διακόπτη φωτός. Μια μικρή ενέργεια μπορεί να ελέγξει μια πολύ μεγαλύτερη ροή ηλεκτρικού ρεύματος. Τα τρανζίστορ λειτουργούν ως διακόπτες και ενισχυτές. Σας επιτρέπουν να ελέγχετε μεγάλα ρεύματα ή τάσεις με ένα μικροσκοπικό σήμα. Αυτά τα μικρά μέρη βρίσκονται παντού. Το τηλέφωνο και ο υπολογιστής σας χρειάζονται δισεκατομμύρια τρανζίστορ για να λειτουργήσουν.
Επεξεργαστής | Εκτίμηση αριθμού τρανζίστορ |
|---|---|
Η apple A17 | Περίπου διπλάσιοι από τον Kirin 9000 |
Kirin HiSilicon 9000 | Λιγότερα τρανζίστορ από το Apple A17 |
Τι είναι ένα τρανζίστορ
Ορισμός
Ένα τρανζίστορ λειτουργεί σαν μια μικροσκοπική πύλη στα ηλεκτρονικά. Βοηθά στον έλεγχο του τρόπου με τον οποίο κινείται το ηλεκτρικό ρεύμα σε ένα κύκλωμα. Αυτή η συσκευή μπορεί να κάνει τα σήματα πιο δυνατά ή να τα ενεργοποιήσει και να τα απενεργοποιήσει. Στο εσωτερικό, υπάρχουν τρία στρώματα κατασκευασμένα από υλικό ημιαγωγών. Αυτά τα στρώματα είναι ρύθμιση ως PNP ή NPNΤο μεσαίο επίπεδο είναι το τμήμα ελέγχου. Αν αλλάξετε την είσοδο εδώ, αλλάζει και το ρεύμα στα άλλα επίπεδα.
Τα τρανζίστορ έχουν τρία κύρια μέρη:
Πομπού
Βάση
Συλλέκτης
Μια μικρή τάση ή ρεύμα στη βάση ελέγχει ένα μεγαλύτερο ρεύμα μεταξύ του εκπομπού και του συλλέκτη. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο Τα τρανζίστορ είναι τόσο σημαντικά στα ηλεκτρονικά. Τα βρίσκετε σχεδόν σε κάθε σύγχρονη συσκευή.
Συμβουλή: Σκεφτείτε ένα τρανζίστορ ως έναν «φύλακα». Ένα μικρό σήμα του λέει εάν πρέπει να ρέει μεγαλύτερο ρεύμα.
Τα τρανζίστορ μπορούν να ενισχύσουν ένα σήμα. Η ισχύς εξόδου μπορεί να είναι πολύ μεγαλύτερη από την ισχύ εισόδου. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα ραδιόφωνα, οι υπολογιστές και τα τηλέφωνα χρησιμοποιούν τρανζίστορ.
Το τρανζίστορ χρησιμοποιεί ημιαγωγικό υλικό.
Έχει τρεις ακροδέκτες για σύνδεση σε ένα κύκλωμα.
Η προσθήκη προσμίξεων αλλάζει τον ημιαγωγό έτσι ώστε το τρανζίστορ να λειτουργεί σωστά.
Ρόλος στα Κυκλώματα
Τα τρανζίστορ κάνουν πολλές λειτουργίες σε αναλογικά και ψηφιακά κυκλώματα. Μπορούν να ενισχύσουν τα σήματα, να αλλάξουν ρεύματα και να κατασκευάσουν λογικές πύλες. Στα αναλογικά κυκλώματα, τα τρανζίστορ ενισχύουν τα ασθενή σήματα. Για παράδειγμα, τα ηχεία χρησιμοποιούν τρανζίστορ για να κάνουν τη μουσική πιο δυνατή. Στα ψηφιακά κυκλώματα, τα τρανζίστορ λειτουργούν ως διακόπτες. Ενεργοποιούν και απενεργοποιούν τα σήματα, ώστε οι υπολογιστές να μπορούν να επεξεργάζονται πληροφορίες.
Ακολουθεί ένας πίνακας που δείχνει πώς λειτουργούν τα τρανζίστορ σε διαφορετικούς τύπους κυκλωμάτων:
Τύπος κυκλώματος | Πρωταρχικοί ρόλοι των τρανζίστορ | Παραδείγματα Εφαρμογών |
|---|---|---|
Αναλογικό | Ενίσχυση | Ενισχυτές ήχου, πομποί RF |
Φιλτράρισμα | Κυκλώματα φιλτραρίσματος σήματος | |
Διαμόρφωση | Μετάδοση AM/FM | |
Ψηφιακό | Λογικές Πύλες | ΚΑΙ, Ή, ΟΧΙ πύλες |
Εναλλαγή | Ελεγκτές κινητήρα, μικροεπεξεργαστές |
Τα τρανζίστορ άλλαξαν ριζικά τα ηλεκτρονικά. Παλιότερα, οι άνθρωποι χρησιμοποιούσαν λυχνίες κενού. Αυτές οι λυχνίες ήταν μεγάλες και κατανάλωναν πολλή ισχύ. Όταν τα Bell Labs εφηύραν το τρανζίστορ το 1947, τα κυκλώματα μικραίνουν και λειτουργούν καλύτερα. Τώρα, τα ολοκληρωμένα κυκλώματα έχουν πολλά τρανζίστορ μαζί. Αυτό έκανε δυνατά τους υπολογιστές, τα smartphones και τα διαστημικά ταξίδια.
Σημείωση: Η σεληνιακή μονάδα του Apollo 11 είχε ολοκληρωμένα κυκλώματα με τρανζίστορ. Αυτό βοήθησε τους αστροναύτες να προσγειωθούν στη Σελήνη με ασφάλεια.
Τα τρανζίστορ βοηθούν τις συσκευές να είναι γρήγορες, μικρές και να καταναλώνουν λιγότερη ενέργεια. Χρησιμοποιείτε τρανζίστορ όταν χρησιμοποιείτε μια αριθμομηχανή, ακούτε μουσική ή στέλνετε ένα μήνυμα κειμένου.
Πώς λειτουργούν τα τρανζίστορ
Λειτουργία διακόπτη
Τα τρανζίστορ βρίσκονται μέσα σε πολλά πράγματα που χρησιμοποιείτε καθημερινά. Δεν τα βλέπετε, αλλά είναι εκεί. Λειτουργούν σαν μικροσκοπικοί διακόπτες στις συσκευές σας. Όταν πατάτε ένα κουμπί στο τηλέφωνό σας, τα τρανζίστορ βοηθούν στην ενεργοποίηση ή απενεργοποίηση των συσκευών. Σκεφτείτε ένα τρανζίστορ σαν μια βρύση. Αν ανοίξετε τη βρύση, ρέει νερό. Αν την κλείσετε, το νερό σταματά. Στα ηλεκτρονικά, τα τρανζίστορ ελέγχουν τον τρόπο με τον οποίο κινείται το ρεύμα, όπως ακριβώς μια βρύση ελέγχει το νερό.
Τα τρανζίστορ λειτουργούν ως διακόπτες με δύο βασικούς τρόπους. Ο ένας τρόπος ονομάζεται λειτουργία αποκοπής. Σε αυτόν τον τρόπο, το τρανζίστορ είναι σαν ανοιχτός διακόπτης. Δεν υπάρχει ροή ρεύματος μεταξύ του συλλέκτη και του εκπομπού. Ο άλλος τρόπος ονομάζεται λειτουργία κορεσμού. Εδώ, το τρανζίστορ είναι σαν κλειστός διακόπτης. Το μεγαλύτερο μέρος του ρεύματος ρέει μέσα από αυτόν. Αυτή η λειτουργία ενεργοποίησης και απενεργοποίησης σάς επιτρέπει να ελέγχετε τα ηλεκτρικά σήματα στα κυκλώματα.
Συμβουλή: Τα τρανζίστορ μπορούν να αλλάζουν πολύ γρήγορα και σχεδόν να μην παράγουν καθόλου ήχο. Γι' αυτό και τα νέα ηλεκτρονικά συστήματα τα χρησιμοποιούν αντί για παλιούς διακόπτες.
Εδώ είναι μερικά πραγματικά μέρη όπου τα τρανζίστορ λειτουργούν ως διακόπτες:
Οι επεξεργαστές υπολογιστών τα χρησιμοποιούν για να αλλάζουν πολύ γρήγορα.
Βοηθούν στον έλεγχο των ρελέ σε αυτοκίνητα και οικιακές μηχανές.
Οι διακόπτες τρανζίστορ είναι μικροί, ελαφριοί και φθηνοί, επομένως υπάρχουν σχεδόν σε κάθε συσκευή.
Αν στείλετε μια μικρή τάση στη βάση ενός NPN τρανζίστορ, ανάβει. Τότε μπορεί να ρέει ρεύμα. Αν αφαιρέσετε την τάση, το τρανζίστορ απενεργοποιείται. Αυτό σας επιτρέπει να ελέγχετε μεγάλα ρεύματα με μικρά σήματα.
Λειτουργία ενισχυτή
Τα τρανζίστορ μπορούν επίσης να ενδυναμώσουν τα ασθενή σήματα. Τα χρησιμοποιείτε ως ενισχυτές. Για παράδειγμα, όταν παίζετε μουσική, τα τρανζίστορ ενισχύουν τον ήχο ώστε να μπορείτε να τον ακούσετε. Σε ένα ραδιόφωνο, τα τρανζίστορ κάνουν το σήμα της κεραίας αρκετά ισχυρό ώστε να μπορείτε να το ακούσετε.
Ένα μικρό σήμα πηγαίνει στη βάση ή πύλη του τρανζίστορ. Αυτό το μικρό σήμα ελέγχει ένα μεγαλύτερο ρεύμα από τον συλλέκτη στον πομπό. Το σήμα εξόδου γίνεται αρκετά ισχυρό για ηχεία ή ακουστικά. Αυτό το βλέπετε στα πετάλια κιθάρας. Ένα μόνο τρανζίστορ κάνει τον αδύναμο ήχο της κιθάρας πιο δυνατό.
Σημείωση: Ένα τρανζίστορ χρειάζεται τη σωστή τάση για να λειτουργήσει ως ενισχυτής. Αυτό ονομάζεται πόλωση. Το τμήμα βάσης-εκπομπού πρέπει να έχει περίπου 0.6V έως 0.7V για τρανζίστορ πυριτίου. Η τάση συλλέκτη-εκπομπού πρέπει να είναι αρκετά υψηλή ώστε το σήμα να κινείται προς τα πάνω και προς τα κάτω.
Ακολουθεί ένας πίνακας που δείχνει το εύρος κέρδους για έναν ενισχυτή κοινού εκπομπού:
Τύπος κέρδους | Ελάχιστο κέρδος | Μέγιστο κέρδος |
|---|---|---|
Κοινός ενισχυτής εκπομπών | -5.32 | -218 |
Τα τρανζίστορ βρίσκονται σε εξοπλισμό ήχου, όπου κάνουν τα σήματα του μικροφώνου πιο δυνατά χωρίς να προσθέτουν θόρυβο. Βοηθούν επίσης στον έλεγχο των τόνων, επιτρέποντάς σας να αλλάζετε τα μπάσα, τις μεσαίες και τις υψηλές συχνότητες.
Τρέχων Έλεγχος
Τα τρανζίστορ σάς βοηθούν να ελέγχετε την ποσότητα ρεύματος που κινείται σε ένα κύκλωμα. Τα χρησιμοποιείτε για να διαχειρίζεστε το ρεύμα μεταξύ διαφορετικών μερών μιας συσκευής. Κάθε τρανζίστορ έχει τρεις ακροδέκτες. Για ένα BJT, αυτοί είναι ο εκπομπός, η βάση και ο συλλέκτης. Για ένα FET, αυτοί είναι η πηγή, η πύλη και η αποστράγγιση.
Δείτε πώς τα τρανζίστορ ελέγχουν το ρεύμα και την τάση:
Στέλνετε ένα μικρό ρεύμα στη βάση ενός BJT ή μια τάση στην πύλη ενός FET.
Αυτή η μικρή είσοδος ελέγχει ένα πολύ μεγαλύτερο ρεύμα από τον συλλέκτη στον εκπομπό ή από την αποστράγγιση στην πηγή.
Μπορείτε να ενεργοποιήσετε ή να απενεργοποιήσετε το τρανζίστορ αλλάζοντας την είσοδο, όπως ακριβώς γυρίζετε μια βρύση για να ελέγξετε το νερό.
Συμβουλή: Η σύνδεση μεταξύ του ρεύματος βάσης και του ρεύματος συλλέκτη σε ένα BJT είναι σημαντική. Ένα μικρό ρεύμα βάσης μπορεί να ελέγξει ένα πολύ μεγαλύτερο ρεύμα συλλέκτη. Αυτό ονομάζεται ενίσχυση και δείχνει πώς τα τρανζίστορ ελέγχουν τα σήματα.
Τα τρανζίστορ χρησιμοποιούν ημιαγωγικό υλικό για να λειτουργήσουν. Οι ημιαγωγοί σάς επιτρέπουν να ελέγχετε την τάση και το ρεύμα πολύ καλά. Αυτό το βλέπετε σε υπολογιστές, τηλέφωνα, ακόμη και σε διαστημικά εργαλεία.
Όταν χρησιμοποιείτε τρανζίστορ, μπορείτε να ελέγχετε την τάση και το ρεύμα με πολλούς τρόπους. Μπορείτε να αλλάζετε σήματα, να τα ενισχύετε ή να διαχειρίζεστε την ισχύ σε ένα κύκλωμα. Αυτό καθιστά τα τρανζίστορ τα κύρια μέρη των σύγχρονων ηλεκτρονικών.
Μέρη τρανζίστορ
Βασικά συστατικά
Κάθε τρανζίστορ έχει τρία κύρια μέρηΚάθε μέρος κάνει κάτι σημαντικό. Αυτά τα μέρη συνεργάζονται για να μεταφέρουν ηλεκτρική ενέργεια στις συσκευές.
Συστατικό | Περιγραφή |
|---|---|
Πομπού | Στέλνει ηλεκτρόνια, έχει πολλές προσμείξεις, είναι κατασκευασμένο από χαλκό ή αλουμίνιο. |
Βάση | Ελέγχει τη ροή, έχει μικρή πρόσμιξη, επιτρέπει στα ηλεκτρόνια να κινούνται από τον πομπό στον συλλέκτη. |
Συλλέκτης | Συλλέγει ηλεκτρόνια, μεγαλύτερα από τον εκπομπό και τη βάση, έχει κάποια πρόσμιξη, κατασκευασμένο από πυρίτιο ή αλουμίνιο. |
Ο πομπός εκπέμπει ηλεκτρόνια ή οπές. Η βάση είναι λεπτή και ελέγχει τη ροή. Μόνο λίγοι φορείς φορτίου μπορούν να περάσουν από τη βάση. Ο συλλέκτης δέχεται ηλεκτρόνια ή οπές από τον πομπό. Το μέγεθος και το υλικό κάθε μέρους αλλάζουν την απόδοση του τρανζίστορ. Όταν χρησιμοποιείτε ένα τρανζίστορ ως διακόπτη, η βάση αποφασίζει εάν το ρεύμα μετακινείται από τον πομπό στον συλλέκτη. Ως ενισχυτής, ένα μικρό σήμα στη βάση παράγει ένα μεγαλύτερο σήμα στον συλλέκτη.
Συμβουλή: Ο τρόπος με τον οποίο θα ρυθμίσετε αυτά τα μέρη και από τι είναι κατασκευασμένα καθορίζει εάν το τρανζίστορ θα λειτουργήσει ως διακόπτης ή ως ενισχυτής.
Υλικό ημιαγωγών
Τα τρανζίστορ χρησιμοποιούν ειδικά υλικά που ονομάζονται ημιαγωγοί. Αυτά τα υλικά βοηθούν στον έλεγχο του ηλεκτρικού ρεύματος. Το πυρίτιο είναι ο πιο συνηθισμένος ημιαγωγός. Μπορείτε να βρείτε πυρίτιο σχεδόν σε κάθε ηλεκτρονική συσκευή επειδή είναι φθηνό και λειτουργεί καλά.
Ακολουθούν ορισμένα υλικά που χρησιμοποιούνται για τρανζίστορ:
Το γερμάνιο χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά σε ημιαγωγούς.
Το πυρίτιο έγινε δημοφιλές τη δεκαετία του 1950 επειδή είναι εύκολο να βρεθεί και λειτουργεί καλύτερα.
Το αρσενικούχο γάλλιο χρησιμοποιείται για γρήγορες ηλεκτρονικές συσκευές, αλλά είναι δύσκολο να κατασκευαστεί.
Το πυρίτιο είναι καλό επειδή διαχειρίζεται τη θερμότητα και είναι εύκολο να το αποκτήσετε. Το γερμάνιο βοήθησε τα πρώτα τρανζίστορ, αλλά λιώνει εύκολα και δεν είναι σταθερό. Το αρσενίδιο του γαλλίου είναι καλύτερο για πολύ γρήγορα κυκλώματα, όπως αυτά σε δορυφόρους ή πύργους κινητής τηλεφωνίας.
Το υλικό που επιλέγετε αλλάζει την ταχύτητα και την αποτελεσματικότητα της λειτουργίας του τρανζίστορ σας. Τα υλικά με υψηλή κινητικότητα επιτρέπουν την γρήγορη κίνηση του φορτίου, με αποτέλεσμα οι συσκευές να λειτουργούν πιο γρήγορα. Ορισμένα νέα υλικά, όπως οι μαγνητικοί ημιαγωγοί, μπορούν ακόμη και να αποθηκεύσουν μνήμη μέσα στο τρανζίστορ.
Σημείωση: Το είδος ημιαγωγού που επιλέγετε μπορεί να κάνει τις συσκευές ταχύτερες, μικρότερες και ισχυρότερες.
Τύποι τρανζίστορ
Τα τρανζίστορ έχουν διαφορετικά σχήματα και είδη. Τα περισσότερα ηλεκτρονικά χρησιμοποιούν δύο κύριους τύπους. Κάθε τύπος κάνει μια ειδική δουλειά. Η εκμάθησή τους σάς βοηθά να κατανοήσετε πώς λειτουργούν οι συσκευές.
BJT
Ένας κύριος τύπος είναι ο διπολικό τρανζίστορ σύνδεσηςΤο αποκαλούν BJT εν συντομία. Αυτό το τρανζίστορ χρησιμοποιεί ηλεκτρόνια και οπές για να κινεί το ρεύμα. Το ελέγχετε στέλνοντας ένα μικρό ρεύμα στη βάση. Τα BJT είναι καλά για να ενισχύουν τα ασθενή σήματα. Βοηθούν επίσης στην ενεργοποίηση και απενεργοποίηση διαφόρων λειτουργιών.
Ακολουθεί ένας πίνακας με σημαντικά χαρακτηριστικά των BJT:
Χαρακτηριστικός | Περιγραφή |
|---|---|
Ρεύμα αποκοπής συλλέκτη (ICBO) | Ρεύμα στον συλλέκτη όταν υπάρχει τάση και ο εκπομπός είναι ανοιχτός. |
Ρεύμα αποκοπής εκπομπού (IEBO) | Ρεύμα στον εκπομπό όταν υπάρχει τάση και ο συλλέκτης είναι ανοιχτός. |
Κέρδος ρεύματος DC (hFE) | Ρεύμα συλλέκτη διαιρούμενο με το ρεύμα βάσης όταν ο εκπομπός είναι γειωμένος. |
Τάση κορεσμού συλλέκτη-εκπομπού (VCE(sat)) | Τάση όταν το τρανζίστορ είναι κορεσμένο υπό ορισμένες συνθήκες. |
Τάση κορεσμού βάσης-εκπομπού (VBE(sat)) | Τάση μεταξύ βάσης και εκπομπού σε κατάσταση κορεσμού υπό ορισμένες συνθήκες. |
Συχνότητα μετάβασης (ftT) | Συχνότητα όπου το κέρδος ρεύματος είναι 1 με γειωμένο εκπομπό. |
Χωρητικότητα εξόδου συλλέκτη (Cob) | Χωρητικότητα βάσης συλλέκτη που μετριέται υπό ορισμένες συνθήκες. |
Αριθμός θορύβου (NF) | Λόγος σήματος προς θόρυβο στην είσοδο και την έξοδο, που υπολογίζεται από έναν τύπο. |
Βλέπετε BJT σε πολλά μέρη:
ενισχυτές
Ταλαντωτές
Διακοπή χαμηλής τάσης
Ενισχυτής κοινού συλλέκτη (ακόλουθος εκπομπού)
Ενισχυτής κοινού εκπομπού
Ενισχυτής κοινής βάσης
Κύκλωμα μεταγωγής
Συμβουλή: Αν θέλετε να φτιάξετε ένα απλός ενισχυτής, πιθανότατα θα χρησιμοποιήσετε ένα διπολικό τρανζίστορ σύνδεσης.
FET
Ο άλλος κύριος τύπος είναι το τρανζίστορ φαινομένου πεδίου. Ελέγχετε αυτό το τρανζίστορ με τάση. Τα FET χρησιμοποιούν μόνο ένα είδος φορέα φορτίου. Καταναλώνουν λιγότερη ισχύ από τα BJT. Τα τρανζίστορ φαινομένου πεδίου βρίσκονται σε ψηφιακά κυκλώματα και λογικές πύλες.
Ακολουθεί ένας πίνακας που συγκρίνει τα τρανζίστορ πεδίου-αποτελέσματος και τα BJT:
Χαρακτηριστικό | FET | BJTs |
|---|---|---|
Τύπος ελέγχου | Ελεγχόμενη τάση | Έλεγχος ρεύματος |
Τρέχον κέρδος | Χαμηλός | Ψηλά |
Αύξηση τάσης | Ψηλά | Χαμηλός |
Ταχύτητα μεταγωγής | Γρήγορα | Μέτριας Δυσκολίας |
Κατανάλωση ενέργειας | Χαμηλός | Ψηλά |
Συντελεστής θερμοκρασίας | Θετικός | Αρνητικός |
Μέγεθος | Μικρότερος | Μεγαλύτερος |
Αντίσταση εισόδου | Ψηλά | Χαμηλός |
Εφαρμογές | Εφαρμογές χαμηλής τάσης | Εφαρμογές χαμηλού ρεύματος |
Κόστος κατασκευής | υψηλότερη | Χαμηλώστε |
Υπάρχουν δύο συνηθισμένοι τύποι τρανζίστορ πεδίου-αποτελέσματος:
Τύπος FET | Περιγραφή | Τυπικές χρήσεις |
|---|---|---|
JFET | Ένα απλό FET με ένα κανάλι που ελέγχεται από μια πύλη κατασκευασμένη από μια επαφή pn. | Χρησιμοποιείται σε ενισχυτές και διακόπτες λόγω της υψηλής σύνθετης αντίστασης εισόδου. |
MOSFET | Το πιο χρησιμοποιούμενο FET με μονωμένη πύλη για έλεγχο χαμηλής ισχύος. | Βρίσκεται σε ψηφιακά κυκλώματα, ηλεκτρονικά ισχύος και λογικές πύλες. |
Σημείωση: Τα τρανζίστορ πεδίου-αποτελέσματος βοηθούν τις συσκευές σας να λειτουργούν πιο γρήγορα και να καταναλώνουν λιγότερη ενέργεια. Τα βρίσκετε σε υπολογιστές, τηλέφωνα και αυτοκίνητα.
Κάθε τύπος τρανζίστορ έχει τη δική του λειτουργία. Μερικά είναι ιδανικά για να ενισχύουν τα σήματα. Άλλα είναι καλά για γρήγορη εναλλαγή. Η γνώση της διαφοράς σάς βοηθά να επιλέξετε το σωστό τρανζίστορ για το έργο σας.
Σημασία των τρανζίστορ
Επιπτώσεις στην τεχνολογία
Τα τρανζίστορ έχουν αλλάξει τον κόσμο στον οποίο ζείτε. Αυτές οι μικροσκοπικές συσκευές έκαναν την τεχνολογία καλύτερη και πιο εύχρηστη. Όταν οι επιστήμονες κατασκεύασαν το πρώτο τρανζίστορ το 1947, ξεκίνησαν πολλές νέες ιδέες. Πριν από τα τρανζίστορ, οι άνθρωποι χρησιμοποιούσαν λυχνίες κενού. Οι λυχνίες κενού ήταν μεγάλες και έσπαγαν συχνά. Τα τρανζίστορ έκαναν τα ηλεκτρονικά μικρότερα και πιο αξιόπιστα.
Τα τρανζίστορ βοήθησαν στη δημιουργία ηλεκτρονικές συσκευές πολύ μικρότερα. Τώρα έχετε υπολογιστές, smartphones και έξυπνα ρολόγια χάρη σε αυτά.
Η ψηφιακή εποχή ξεκίνησε με τα τρανζίστορ. Μας επέτρεψαν να αποθηκεύουμε και να χρησιμοποιούμε πολλές πληροφορίες.
Τα τρανζίστορ αντικατέστησαν τις λυχνίες κενού. Αυτό βελτίωσε τα πράγματα στην επικοινωνία, την ψυχαγωγία, την υγειονομική περίθαλψη και την επιστήμη.
Η τεχνητή νοημοσύνη και το Διαδίκτυο των Πραγμάτων χρειάζονται τρανζίστορ. Αυτοί οι τομείς συνεχίζουν να αναπτύσσονται καθώς τα τρανζίστορ γίνονται μικρότερα και ισχυρότερα.
Μπορείτε να δείτε πώς τα τρανζίστορ άλλαξαν τα πράγματα εξετάζοντας αυτές τις σημαντικές στιγμές:
Έτος | Milestone | Περιγραφή |
|---|---|---|
1947 | Πρώτο Τρανζίστορ | Οι επιστήμονες των Bell Labs κατασκεύασαν το πρώτο λειτουργικό τρανζίστορ. |
1955 | Επιφανειακή Παθητικοποίηση | Αυτό κατέστησε δυνατή την κατασκευή πολλών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. |
1959 | Πρώτο MOSFET | Τώρα χιλιάδες τρανζίστορ μπορούσαν να χωρέσουν σε ένα τσιπ. |
1963 | Εφεύρεση του CMOS | Αυτό βοήθησε στην κατασκευή τσιπ υπολογιστών και μνήμης για υπολογιστές. |
Καθημερινές Χρήσεις
Χρησιμοποιείτε τρανζίστορ συνέχεια, ακόμα κι αν δεν το προσέχετε. Βρίσκονται μέσα σε σχεδόν κάθε ηλεκτρονική συσκευή στο σπίτι ή στο σχολείο. Ακολουθούν μερικά παραδείγματα:
Οι υπολογιστές έχουν εκατομμύρια ή δισεκατομμύρια τρανζίστορ στα τσιπ τους.
Τα smartphone χρησιμοποιούν τρανζίστορ για να λειτουργούν γρήγορα και να αποθηκεύουν τις φωτογραφίες και τις εφαρμογές σας.
Οι τηλεοράσεις χρειάζονται τρανζίστορ για να ενισχύουν τα σήματα και να αλλάζουν κανάλια.
Τα ραδιόφωνα χρησιμοποιούν τρανζίστορ για να κάνουν τον ήχο πιο δυνατό και να σας βοηθούν να επιλέγετε σταθμούς.
Οι ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές έχουν τρανζίστορ στους αισθητήρες και τα τσιπ τους.
Τα σύγχρονα τσιπ μπορούν να έχουν δισεκατομμύρια τρανζίστορ. Μερικά νέα τσιπ έχουν πάνω από 60 δισεκατομμύρια. Ο αριθμός των τρανζίστορ σε μια CPU μπορεί να είναι εκατομμύρια ή δισεκατομμύρια, ανάλογα με τη χρήση του.
Κάθε φορά που στέλνετε μηνύματα, παρακολουθείτε ένα βίντεο ή παίζετε ένα παιχνίδι, χρησιμοποιείτε τρανζίστορ. Αυτά τα μικρά εξαρτήματα κάνουν τις αγαπημένες σας συσκευές να λειτουργούν.
Τα τρανζίστορ αλλάζουν τη ζωή σας με πολλούς τρόπους. Τα βρίσκετε σε κάθε ψηφιακή συσκευή που χρησιμοποιείτε.
Τα τρανζίστορ βοηθούν τους υπολογιστές να λειτουργούν ενεργοποιώντας και απενεργοποιώντας γρήγορα.
Κάνουν τα αδύναμα σήματα πιο δυνατά, ώστε να μπορείτε να ακούτε καλύτερα μουσική ή φωνές.
Διατηρούν την ενέργεια ασφαλή σε πολλά μηχανήματα.
Μετατρέπουν την ενέργεια της μπαταρίας σε ενέργεια που μπορείτε να χρησιμοποιήσετε.
Τα τρανζίστορ βοηθούν στη μείωση του μεγέθους και της ταχύτητας των συσκευών. Τις κάνουν επίσης να λειτουργούν καλύτερα.
Ξεκίνησαν την ψηφιακή εποχή και βοήθησαν την τεχνολογία να αναπτυχθεί στην ιατρική, την επικοινωνία και την καθημερινή ζωή.
Όταν χρησιμοποιείτε το τηλέφωνο ή τον υπολογιστή σας, να θυμάστε ότι τα τρανζίστορ το βοηθούν να λειτουργήσει.
Συχνές Ερωτήσεις
Τι κάνει ένα τρανζίστορ στο τηλέφωνό σας;
Ένα τρανζίστορ επιτρέπει στο τηλέφωνό σας να επεξεργάζεται πληροφορίες και να αποθηκεύει δεδομένα. Ενεργοποιεί και απενεργοποιεί τα σήματα πολύ γρήγορα. Χρησιμοποιείτε τρανζίστορ κάθε φορά που ανοίγετε μια εφαρμογή ή στέλνετε ένα μήνυμα.
Γιατί τα τρανζίστορ κάνουν τις συσκευές μικρότερες;
Τα τρανζίστορ καταλαμβάνουν λιγότερο χώρο από τις παλιές λυχνίες κενού. Μπορείτε χωράνε δισεκατομμύρια από αυτούς σε ένα τσιπ. Αυτό σας βοηθά να μεταφέρετε ισχυρές συσκευές στην τσέπη σας.
Μπορείτε να βρείτε τρανζίστορ σε καθημερινά αντικείμενα;
Ναι! Βλέπεις τρανζίστορ σε υπολογιστές, τηλεοράσεις, ραδιόφωνα, ακόμη και παιχνίδια. Βοηθούν αυτές τις συσκευές να λειτουργούν καλύτερα και να καταναλώνουν λιγότερη ενέργεια.
Πώς ξέρετε αν λειτουργεί ένα τρανζίστορ;
Μπορείτε να ελέγξετε ένα τρανζίστορ με ένα πολύμετρο. Εάν δείτε τη σωστή τάση μεταξύ των ακροδεκτών, το τρανζίστορ σας λειτουργεί. Εάν όχι, ίσως χρειαστεί να το αντικαταστήσετε.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ενός BJT και ενός FET;
Χαρακτηριστικά | Ελέγχεται από | Κοινή χρήση |
|---|---|---|
BJT | Ρεύμα | ενισχυτές |
FET | Τάση | Ψηφιακά κυκλώματα |
Συμβουλή: Επιλέγετε ένα BJT για ισχυρά σήματα. Επιλέγετε ένα FET για γρήγορη εναλλαγή.
