Tranzistor

Iz Vikipedije, slobodne enciklopedije
Skoči na: navigacija, pretraga
Razne vrste tranzistora

Tranzistor je aktivni poluprovodnički element sa tri izvoda (dva pristupa) koji se koristi kao pojačanje (najznačajnija primena), prekidanje struje, u kolima za stabilizaciju napona, modulaciju signala i mnoge druge operacije.[1][2]

Naziv tranzistora je izvedenica od dve reči (transfer-promenljivi, resistor-otpor). U početku je nazivan i kristalna trioda, po ekivalentnoj elektronskoj cevi po imenu trioda.

Razvoj[uredi]

Prvi tranzistor su napravili Vilijam Šokli, Džon Bardin i Valter Bretejn 22. decembra 1947. godine u Belovim laboratorijama. Šokli, Bardin i Bretejn su dobili Nobelovu nagradu za svoj izum „za njihova istraživanja poluprovodnika i otkriće tranzistorskog efekta“.[3]

Pre pronalaska bipolarnog tranzistora koristile su se elektronske cevi koje su imale bitne nedostatke (cena, potrošnja energije, dimenzije...) ali i prednosti (cevi se i danas ponekad koriste za posebne namene zbog manje osetljivosti na nuklearno zračenje, velike snage, i kao elementi u audiofilskim analognim pojačalima...). Najbliži ekvivalent tranzistoru je bila elektronska cev - trioda.

Replika prvog tranzistora

Konstrukcija[uredi]

Napravljen je od germanijuma (Ge), silicijuma (Si), ili nekog drugog poluprovodničkog materijala. Poluprovodnički materijali se obično ponašaju kao izolatori, ali ako se dopiraju primesama potpuno menjaju osobine. Ako se dopiraju (zagade) nekim od hemijskih elemenata koji pripadaju donorima pojavljuje se višak pozitivnih P naelektrisanja, a ako se dopiraju akceptorima pojavljuje se višak negativnih N nosilaca naelektrisanja. Takav materijal počinje da se ponaša kao provodnik. Kada se u istom materijalu napravi da postoje i N i P zone, pojavljuje se novi efekat, poluprovodljivost. Tranzistor se sastoji iz tri sloja P i N poluprovodnika sa kojih se izvode kontakti: emitora (E), baze (B) i kolektora (C). Razlikujemo dva tipa bipolarnih tranzistora PNP i NPN označenih po redosledu slojeva. Tranzistori se prave kao diskretne (zasebne) komponente ili u okviru integrisanih kola (čipova). Za integraciju je ključna pojava MOSFET (tranzistor sa efektom polja) tranzistora koji su zbog svojih malih dimenzija i specifične tehnologije izrade gotovo potisnuli bipolarne tranzistore. Danas se svaki vlasnik računara može pohvaliti da ima milione MOSFET tranzistora u procesoru.

Rad[uredi]

Osnovna funkcija tranzistora je da kontroliše protok struje. Tranzistor funkcioniše tako što sa malom strujom u kolu emiter-baza možemo upravljati znatno jačom strujom u kolu emiter-kolektor. Ova pojava naziva se tranzistorski efekat. Najbolja analogija koja objašnjava tranzistor je slavina za vodu. Ventil na vodenoj slavini kontroliše protok vode. Kod tranzistora se taj ventil naziva baza (base) ili kapija (gate) kod FET-ova (Field Effect Transistor).

Pojačanje tranzistora izražava se kao faktor strujnog pojačanja u spojevima sa zajedničkim emiterom:

\beta = I_\mathrm{c} / I_\mathrm{b} \,

Gde su:

  • β faktor pojačanja tranzistora
  • I_\mathrm{c} Struja kolektora
  • I_\mathrm{b} Struja baze

Za pravilan rad tranzistora potrebno je polarizovati tranzistor (dovesti mu napajanje) kao i s obzirom na njegovu preosetljivost na promenu temperature, stabilizaciju radne tačke u odnosu na kolektor i emiter.

Značaj[uredi]

Bipolarni FET
BJT symbol PNP.svg PNP JFET symbol P.png P-kanalni
BJT symbol NPN.svg NPN JFET symbol N.png N-kanalni
Simboli za tranzistore raznih vrsta

Tranzistor se smatra za jedan od najvećih izuma u istoriji čovečanstva. Tu se takođe nalaze i štampa, kompas, časovnik, optičko sočivo, parna mašina, motor sa unutrašnjim sagorevanjem, telegraf, telefon i mikroprocesor. On je sastavni deo skoro svih današnjih električnih uređaja gde igra ključnu ulogu aktivne komponente. Danas se tranzistori proizvode u ogromnim količinama u visoko automatizovanim procesima po niskim cenama. Niska cena tranzistora i univerzalna primenljivost ga čini skoro idealnim gradivnim elementom svakog elektronskog kola.

Reference[uredi]

  1. ^ Amos S W & James M R (1999). Principles of Transistor Circuits. Butterworth-Heinemann. ISBN 0-7506-4427-3. 
  2. ^ Paul Horowitz & Hill, Winfield (1989). The Art of Electronics. Cambridge University Press. ISBN 0-521-37095-7. 
  3. ^ „November 17 – December 23, 1947: Invention of the First Transistor“. American Physical Society. 

Literatura[uredi]

  • Paul Horowitz & Hill, Winfield (1989). The Art of Electronics. Cambridge University Press. ISBN 0-521-37095-7. 
  • Amos S W & James M R (1999). Principles of Transistor Circuits. Butterworth-Heinemann. ISBN 0-7506-4427-3. 

Spoljašnje veze[uredi]

Vikiostava
Vikimedijina ostava ima još multimedijalnih datoteka vezanih za: Tranzistor