Transistorea erdieroalezko gailu bat da. Seinale elektronikoak indartsuago egin edo piztu eta itzali ditzake. Argi-etengailu bat bezala pentsa dezakezu. Ekintza txiki batek elektrizitate-fluxu askoz handiagoa kontrola dezake. Transistoreek etengailu eta anplifikadore gisa funtzionatzen dute. Korronte edo tentsio handiak seinale txiki batekin kontrolatzeko aukera ematen dute. Pieza txiki hauek nonahi daude. Zure telefonoak eta ordenagailuak milaka milioi transistore behar dituzte funtzionatzeko.
Processor | Transistore kopuruaren estimazioa |
|---|---|
Apple A17 | Kirin 9000 baino bikoitza gutxi gorabehera |
HiSilicon Kirin 9000 | Apple A17 baino transistore gutxiago |
Zer da transistore bat?
Definizioa
Transistore batek elektronikako ate txiki baten antzera funtzionatzen du. Zirkuitu batean elektrizitatea nola mugitzen den kontrolatzen laguntzen du. Gailu honek seinaleak indartu edo piztu eta itzali ditzake. Barruan, material erdieroalez egindako hiru geruza daude. Geruza hauek dira PNP edo NPN gisa konfiguratuErdiko geruza kontrol zatia da. Hemen sarrera aldatzen baduzu, beste geruzetako korrontea aldatzen da.
Transistoreek hiru atal nagusi dituzte:
igorle
Base
Collector
Oinarrian tentsio edo korronte txiki batek igorlearen eta kolektorearen arteko korronte handiagoa kontrolatzen du. Horregatik transistoreak oso garrantzitsuak dira elektronikan. Ia gailu moderno guztietan aurkitzen dituzu.
Aholkua: Pentsa ezazu transistore bat atezain gisa. Seinale txiki batek esaten dio korronte handiagoa igaro behar den ala ez.
Transistoreek seinalea indartsuago egin dezakete. Irteerako potentzia sarrerako potentzia baino askoz handiagoa izan daiteke. Horregatik erabiltzen dituzte irratiek, ordenagailuek eta telefonoek transistoreak.
Transistoreak material erdieroalea erabiltzen du.
Hiru terminal ditu zirkuitu batera konektatzeko.
Dopatzeak erdieroalea aldatzen du transistorea behar bezala funtziona dezan.
Zirkuituetan duen eginkizuna
Transistoreek hainbat lan egiten dituzte zirkuitu analogiko eta digitaletan. Seinaleak indartsuagoak egin, korronteak aldatu eta ate logikoak eraiki ditzakete. Zirkuitu analogikoetan, transistoreek seinale ahulak indartzen dituzte. Adibidez, bozgorailuek transistoreak erabiltzen dituzte musika ozenago egiteko. Zirkuitu digitaletan, transistoreek etengailu gisa funtzionatzen dute. Seinaleak piztu eta itzaltzen dituzte ordenagailuek informazioa prozesatu ahal izateko.
Hona hemen transistoreek zirkuitu mota desberdinetan nola funtzionatzen duten erakusten duen taula bat:
Zirkuitu Mota | Transistoreen eginkizun nagusiak | Aplikazioen adibideak |
|---|---|---|
Analogikoa | Anplifikazio | Audio anplifikadoreak, RF transmisoreak |
Filtering | Seinaleen iragazketa zirkuituak | |
Modulazio | AM/FM transmisioa | |
Digital | Ate Logikoak | ETA, EDO, EZ ateak |
Konmutazio | Motor kontrolatzaileak, mikroprozesadoreak |
Transistoreek elektronika asko aldatu zuten. Lehen, jendeak huts-hodiak erabiltzen zituen. Hodi hauek handiak ziren eta potentzia asko erabiltzen zuten. Bell Labs-ek transistorea asmatu zuenean 1947an, zirkuituak txikiagoak bihurtu ziren eta hobeto funtzionatzen zuten. Orain, zirkuitu integratuek transistore asko dituzte elkarrekin. Horri esker, ordenagailuak, telefonoak eta espazio-bidaiak posible egin ziren.
Oharra: Apollo 11 ilargi-moduluak transistoreak zituen zirkuitu integratuak. Horri esker, astronautei ilargian segurtasunez lurreratu ziren.
Transistoreek gailuak azkarrak, txikiak eta energia gutxiago erabiltzen dutenak egiten laguntzen dute. Transistoreak erabiltzen dituzu kalkulagailua erabiltzean, musika entzutean edo testu-mezuak bidaltzean.
Transistoreek nola funtzionatzen duten
Aldatu funtzioa
Transistoreak egunero erabiltzen dituzun gauza askotan daude. Ez dituzu ikusten, baina hor daude. Zure gailuetan etengailu txikiak bezala jokatzen dute. Telefonoan botoi bat sakatzen duzunean, transistoreek gauzak piztu edo itzaltzen laguntzen dute. Imajinatu transistore bat txorrota bat bezala. Txorrota irekitzen baduzu, ura isurtzen da. Itxitzen baduzu, ura gelditzen da. Elektronikan, transistoreek korrontea nola mugitzen den kontrolatzen dute, txorrota batek ura kontrolatzen duen bezala.
Transistoreek bi modu nagusitan funtzionatzen dute etengailu gisa. Modu bati mozketa modua deritzo. Modu honetan, transistorea etengailu ireki baten antzekoa da. Ez da korronterik mugitzen kolektorearen eta igorlearen artean. Beste moduari saturazio modua deritzo. Kasu honetan, transistorea etengailu itxi baten antzekoa da. Korronte gehiena bertatik igarotzen da. Piztu eta itzali ekintza honek zirkuituetako seinale elektrikoak kontrolatzeko aukera ematen dizu.
Aholkua: Transistoreak oso azkar konmuta daitezke eta ia soinurik ez dute egiten. Horregatik erabiltzen dituzte elektronika berriek etengailu zaharren ordez.
Hona hemen transistoreek etengailu gisa jokatzen duten benetako leku batzuk:
Ordenagailu-prozesadoreek oso azkar aldatzeko erabiltzen dituzte.
Autoetan eta etxeko makinetan erreleak kontrolatzen laguntzen dute.
Transistore etengailuak txikiak, arinak eta merkeak dira, beraz, ia gailu guztietan daude.
Tentsio txiki bat bidaltzen baduzu baten oinarrira NPN transistorea, piztu egiten da. Orduan korrontea igaro daiteke. Tentsioa kentzen baduzu, transistorea itzali egiten da. Horri esker, korronte handiak seinale txikiekin kontrola ditzakezu.
Anplifikadorearen funtzioa
Transistoreek seinale ahulak ere indartu ditzakete. Anplifikadore gisa erabiltzen dituzu. Adibidez, musika jotzen duzunean, transistoreek soinua indartzen dute entzun ahal izateko. Irrati batean, transistoreek antena-seinalea nahikoa indartsu egiten dute entzun ahal izateko.
Seinale txiki bat transistorearen oinarrira edo atean sartzen da. Seinale txiki honek kolektoretik igorleraino doan korronte handiagoa kontrolatzen du. Irteerako seinalea bozgorailu edo entzungailuetarako nahikoa indartsua da. Gitarra pedaletan ikusten da hori. Transistore bakar batek gitarra ahula ozenago soinua ematen dio.
Oharra: Transistore batek tentsio egokia behar du anplifikadore gisa funtzionatzeko. Honi polarizazioa deritzo. Oinarri-igorle zatiak 0.6V eta 0.7V artean izan behar ditu siliziozko transistoreentzat. Kolektore-igorle tentsioa nahikoa altua izan behar da seinalea gora eta behera mugitzeko.
Hona hemen igorle-anplifikadore arrunt baten irabazi-tartea erakusten duen taula bat:
Irabazi mota | Gutxieneko irabazia | Gehienezko irabazia |
|---|---|---|
Igorlearen anplifikadore arrunta | -5.32 | -218 |
Transistoreak audio ekipoetan aurkitzen dituzu, non mikrofonoaren seinaleak ozenago egiten dituzten zarata gehitu gabe. Tonu kontrolekin ere laguntzen dute, baxuak, erdi-mailako maiztasunak eta altuak aldatzeko aukera emanez.
Egungo Kontrola
Transistoreek zirkuitu batean zenbat korronte mugitzen den kontrolatzen laguntzen dizute. Gailu baten atal desberdinen arteko korrontea kudeatzeko erabiltzen dituzu. Transistore bakoitzak hiru terminal ditu. BJT baten kasuan, hauek igorlea, oinarria eta kolektorea dira. FET baten kasuan, iturria, atea eta drainatzea dira.
Hona hemen transistoreek korrontea eta tentsioa nola kontrolatzen dituzten:
Korronte txiki bat bidaltzen duzu BJT baten oinarrira edo tentsio bat FET baten ateari.
Sarrera txiki honek korronte askoz handiagoa kontrolatzen du kolektoretik igorlera edo hustubidetik iturrira.
Transistorea piztu edo itzali dezakezu sarrera aldatuz, ura kontrolatzeko txorrota bat irekitzen duzun bezala.
Aholkua: BJT batean oinarrizko korrontearen eta kolektore-korrontearen arteko lotura garrantzitsua da. Oinarrizko korronte txiki batek kolektore-korronte askoz handiagoa kontrola dezake. Honi anplifikazioa deritzo, eta transistoreek seinaleak nola kontrolatzen dituzten erakusten du.
Transistoreek material erdieroalea erabiltzen dute funtzionatzeko. Erdieroaleek tentsioa eta korrontea oso ondo kontrolatzen uzten dizute. Hori ordenagailuetan, telefonoetan eta baita espazioko tresnetan ere ikusten da.
Transistoreak erabiltzen dituzunean, tentsioa eta korrontea modu askotan kontrola ditzakezu. Seinaleak alda ditzakezu, indartsuagoak egin edo zirkuitu bateko potentzia kudeatu. Horregatik, transistoreak elektronika modernoaren atal nagusiak dira.
Transistoreen piezak
Funtsezko osagaiak
Transistore bakoitzak du hiru zati nagusiZati bakoitzak zerbait garrantzitsua egiten du. Zati hauek elkarrekin lan egiten dute elektrizitatea gailuetan mugitzeko.
Component | Deskribapena |
|---|---|
igorle | Elektroiak bidaltzen ditu, dopaje asko du, kobrez edo aluminioz egina dago. |
Base | Fluxua kontrolatzen du, dopaje gutxi du, elektroiak igorletik kolektorera mugitzen uzten ditu. |
Collector | Elektroiak biltzen ditu, igorlea eta basea baino handiagoak dira, dopaketa batzuk ditu, silizioz edo aluminioz egina dago. |
Igorleak elektroiak edo zuloak igortzen ditu. Oinarria mehea da eta fluxua kontrolatzen du. Karga-eramaile gutxi batzuk baino ezin dira pasa oinarritik. Kolektoreak igorletik elektroiak edo zuloak hartzen ditu. Pieza bakoitzaren tamainak eta materialak transistorearen funtzionamendu ona aldatzen dute. Transistore bat etengailu gisa erabiltzen duzunean, oinarriak erabakitzen du korrontea igorletik kolektorera mugitzen den ala ez. Anplifikadore gisa, oinarrian dagoen seinale txiki batek seinale handiagoa sortzen du kolektorean.
Aholkua: Pieza hauek nola konfiguratzen dituzun eta zerez eginda dauden erabakitzen du transistorea etengailu edo anplifikadore gisa funtzionatzen duen.
Material erdieroalea
Transistoreek erdieroale izeneko material bereziak erabiltzen dituzte. Material hauek elektrizitatea kontrolatzen laguntzen dute. Silizioa da erdieroale ohikoena. Silizioa ia gailu elektroniko guztietan aurkitzen duzu, merkea delako eta ondo funtzionatzen duelako.
Hona hemen transistoreetan erabiltzen diren material batzuk:
Germanioa lehen aldiz erdieroaleetan erabili zen.
Silizioa 1950eko hamarkadan ezagun egin zen, erraz aurkitzen delako eta hobeto funtzionatzen duelako.
Galio arseniuroa elektronika azkarrerako erabiltzen da, baina zaila da egitea.
Silizioa ona da beroa jasaten duelako eta erraz lortzen delako. Germanioak lehenengo transistoreei lagundu zien, baina erraz urtzen da eta ez da egonkorra. Galio arseniuroa hobea da zirkuitu oso azkarretarako, sateliteetan edo telefono-dorreetan daudenetarako bezala.
Aukeratzen duzun materialak transistorearen funtzionamenduaren abiadura eta ondotasuna aldatzen du. Mugikortasun handiko materialek karga azkar mugitzen uzten dute, beraz, gailuak azkarrago funtzionatzen dute. Material berri batzuek, hala nola erdieroale magnetikoek, memoria ere gorde dezakete transistorearen barruan.
Oharra: Aukeratzen duzun erdieroale motak gailuak azkarragoak, txikiagoak eta indartsuagoak egin ditzake.
Transistore motak
Transistoreek forma eta mota desberdinak dituzte. Elektronika gehienek bi mota nagusi erabiltzen dituzte. Mota bakoitzak lan berezi bat egiten du. Haiei buruz ikasteak gailuek nola funtzionatzen duten jakiten lagunduko dizu.
BJT
Mota nagusi bat da juntura bipolarra transistoreaJendeak BJT deitzen dio laburbilduz. Transistore honek elektroiak eta zuloak erabiltzen ditu korrontea mugitzeko. Korronte txiki bat basera bidaliz kontrolatzen duzu. BJTak seinale ahulak indartsuago egiteko onak dira. Gauzak piztu eta itzaltzen ere laguntzen dute.
Hona hemen BJTen ezaugarri garrantzitsuen taula bat:
Ezaugarria | Deskribapena |
|---|---|
Kolektorearen ebakitze-korrontea (ICBO) | Kolektorean korrontea tentsioa dagoenean eta igorlea irekita dagoenean. |
Igorlearen ebakidura-korrontea (IEBO) | Tentsioa dagoenean eta kolektorea irekita dagoenean igorlean dagoen korrontea. |
Korronte zuzenaren irabazia (hFE) | Kolektore-korrontea oinarri-korrontearekin zatituta igorlea lurrera konektatuta dagoenean. |
Kolektore-igorle saturazio-tentsioa (VCE(sat)) | Transistorea baldintza jakin batzuetan saturatuta dagoenean duen tentsioa. |
Base-igorlearen saturazio-tentsioa (VBE(sat)) | Baldintza jakin batzuetan saturazio-puntua oinarriaren eta igorlearen arteko tentsioa. |
Trantsizio-maiztasuna (fT) | Maiztasuna non korronte-irabazia 1 den igorlea lurrera konektatuta dagoen. |
Kolektorearen irteerako kapazitantzia (Cob) | Kolektore-oinarrizko kapazitantzia baldintza jakin batzuetan neurtua. |
Zarata zifra (NF) | Formula baten bidez kalkulatutako sarrerako eta irteerako seinalearen eta zarataren arteko erlazioa. |
BJTak leku askotan ikusten dituzu:
anplifikagailuak
Oscillators
Tentsio baxuko kommutazioa
Kolektore komuneko anplifikagailua (igorle jarraitzailea)
Igorle arruntaren anplifikagailua
Oinarri komuneko anplifikagailua
Kommutazio zirkuitua
Aholkua: egin nahi baduzu anplifikadore sinplea, ziurrenik juntura bipolarreko transistore bat erabiliko duzu.
FET
Beste mota nagusia eremu-efektuko transistorea da. Transistore hau tentsioarekin kontrolatzen duzu. FETek karga-eramaile mota bakarra erabiltzen dute. BJTek baino potentzia gutxiago erabiltzen dute. Eremu-efektuko transistoreak zirkuitu digitaletan eta ate logikoetan aurkitzen dira.
Hona hemen eremu-efektuko transistoreak eta BJTak alderatzen dituen taula bat:
Feature | FETak | BJTak |
|---|---|---|
Kontrol Mota | Tentsio kontrolatua | Korronte kontrolatua |
Uneko irabazia | Behe- | High |
Tentsio irabazia | High | Behe- |
Aldaketa Abiadura | ia | Ertaina |
Energia-kontsumoa | Behe- | High |
Tenperatura koefizientea | Positiboa | Negatiboak |
Tamaina | Txikiagoa | Larger |
Sarrerako inpedantzia | High | Behe- |
aplikazioak | Behe-tentsioko aplikazioak | Korronte baxuko aplikazioak |
Fabrikazio-kostua | Goi-mailako | Behean |
Bi eremu-efektuko transistore mota ohikoenak daude:
FET mota | Deskribapena | Erabilera tipikoak |
|---|---|---|
JFET | FET sinple bat, pn juntura batetik egindako ate batek kontrolatzen duen kanal batekin. | Sarrerako inpedantzia handia duelako anplifikadoreetan eta etengailuetan erabiltzen da. |
MOSFET | Potentzia txikiko kontrolerako ate isolatu batekin gehien erabiltzen den FET-a. | Zirkuitu digitaletan, potentzia elektronikan eta ate logikoetan aurkitzen da. |
Oharra: Eremu-efektuko transistoreek zure gailuei azkarrago funtzionatzen eta energia gutxiago erabiltzen laguntzen diete. Ordenagailuetan, telefonoetan eta autoetan aurki ditzakezu.
Transistore mota bakoitzak bere lana du. Batzuk seinaleak indartsuagoak egiteko dira egokienak. Beste batzuk gauzak azkar aldatzeko onak dira. Desberdintasuna jakiteak zure proiekturako transistore egokia aukeratzen laguntzen dizu.
Transistoreen garrantzia
Eragina Teknologian
Transistoreek zure mundua aldatu dute. Gailu txiki hauek teknologia hobetu eta erabiltzeko errazagoa egin dute. Zientzialariek 1947an lehen transistorea egin zutenean, ideia berri asko abiarazi ziren. Transistoreen aurretik, jendeak huts-hodiak erabiltzen zituen. Huts-hodiak handiak ziren eta askotan apurtzen ziren. Transistoreek elektronika txikiagoa eta fidagarriagoa egin zuten.
Transistoreek lagundu zuten Gailu elektronikoak askoz txikiagoa. Orain ordenagailuak, telefono adimendunak eta erloju adimendunak dituzu haiei esker.
Aro digitala transistoreekin hasi zen. Informazio asko gordetzeko eta erabiltzeko aukera eman ziguten.
Transistoreek huts-hodien lekua hartu zuten. Horrek komunikazioan, entretenimenduan, osasungintzan eta zientzian gauzak hobetu zituen.
Adimen artifizialak eta Gauzen Internetek transistoreak behar dituzte. Eremu hauek hazten jarraitzen dute transistoreak txikiagoak eta indartsuagoak diren heinean.
Une garrantzitsu hauek aztertuz ikus dezakezu nola transistoreek gauzak aldatu zituzten:
Urtea | Mugarria | Deskribapena |
|---|---|---|
1947 | Lehen transistorea | Bell Laborategietako zientzialariek lehenengo transistore funtzionala egin zuten. |
1955 | Gainazaleko pasibazioa | Horri esker, zirkuitu integratu asko egin ahal izan ziren. |
1959 | Lehenengo MOSFET | Orain milaka transistore sartu litezke txip bakar batean. |
1963 | CMOSen asmakuntza | Honek ordenagailuentzako txipak eta memoria egiten lagundu zuen. |
Eguneroko Erabilerak
Transistoreak etengabe erabiltzen dituzu, konturatu ez arren. Etxean edo eskolan ia gauza elektroniko guztietan daude. Hona hemen adibide batzuk:
Ordenagailuek milioika edo milaka milioi transistore dituzte beren txipean.
Smartphone-ek transistoreak erabiltzen dituzte azkar lan egiteko eta argazkiak eta aplikazioak gordetzeko.
Telebistek transistoreak behar dituzte seinaleak indartsuagoak egiteko eta kanalak aldatzeko.
Irratiek transistoreak erabiltzen dituzte soinua ozenago egiteko eta irrati-kateak aukeratzen laguntzeko.
Kamera digitalek transistoreak dituzte sentsoreetan eta txipean.
Txip modernoek milaka milioi transistore izan ditzakete. Txip berri batzuek 60 mila milioi baino gehiago dituzte. Kopurua CPU bateko transistoreak milioika edo milaka milioi izan daitezke, zertarako erabiltzen den arabera.
Mezu bat bidaltzen duzun bakoitzean, bideo bat ikusten duzunean edo joko batean jolasten duzunean, transistoreak erabiltzen dituzu. Pieza txiki hauek zure gailu gogokoenak funtzionaraztea ahalbidetzen dute.
Transistoreek zure bizitza modu askotan aldatzen dute. Erabiltzen dituzun gailu digital guztietan aurkitzen dituzu.
Transistoreek ordenagailuak funtzionatzen laguntzen dute azkar piztu eta itzali ahala.
Seinale ahulak indartsuago egiten dituzte, musika edo ahotsak hobeto entzun ahal izateko.
Makina askotan energia seguru mantentzen dute.
Bateriaren energia erabil dezakezun energia bihurtzen dute.
Transistoreek gailuak txikiagoak eta azkarragoak egiten laguntzen dute. Gainera, hobeto funtzionaraztea ahalbidetzen dute.
Aro digitala hasi zuten eta teknologiak medikuntzan, komunikazioan eta eguneroko bizitzan hazten lagundu zuten.
Zure telefonoa edo ordenagailua erabiltzen duzunean, gogoratu transistoreek funtzionatzen laguntzen dutela.
ohiko galderak
Zer egiten du transistore batek zure telefonoan?
Transistore batek zure telefonoari informazioa prozesatzen eta datuak gordetzen uzten dio. Seinaleak oso azkar pizten eta itzaltzen ditu. Transistoreak erabiltzen dituzu aplikazio bat irekitzen duzun edo mezu bat bidaltzen duzun bakoitzean.
Zergatik egiten dituzte transistoreek gailuak txikiagoak?
Transistoreek huts-hodi zaharrek baino leku gutxiago hartzen dute. Ahal duzu milaka milioi sartzen dira txip batean. Horri esker, gailu indartsuak poltsikoan eramaten dituzu.
Aurkitu al ditzakezu transistoreak eguneroko objektuetan?
Bai! Ikus dezakezu. ordenagailuetako transistoreak, telebistak, irratiak eta baita jostailuak ere. Gailu hauek hobeto funtzionatzen eta energia gutxiago erabiltzen laguntzen dute.
Nola jakin dezakezu transistore bat funtzionatzen ari den?
Transistore bat multimetro batekin probatu dezakezu. Terminalen artean tentsio egokia ikusten baduzu, zure transistorea funtzionatzen du. Bestela, ordezkatu beharko duzu.
Zein da BJT baten eta FET baten arteko aldea?
Mota | Kontrolatua | Erabilera arrunta |
|---|---|---|
BJT | Oraingo | anplifikagailuak |
FET | Tentsioa | Zirkuitu digitalak |
Aholkua: Seinale indartsuetarako BJT bat aukeratzen duzu. Kommutazio azkarra lortzeko FET bat aukeratzen duzu.
