Транзистор

Из Википедије, слободне енциклопедије
Разне врсте транзистора

Транзистор је активни полупроводнички елемент са три извода (два приступа) који се користи као појачање (најзначајнија примена), прекидање струје, у колима за стабилизацију напона, модулацију сигнала и многе друге операције.[1][2]

Назив транзистора је изведеница од две речи (transfer-променљиви, resistor-отпор). У почетку је називан и кристална триода, по екивалентној електронској цеви по имену триода.

Развој[уреди]

Први транзистор су направили Вилијам Шокли, Џон Бардин и Валтер Бретејн 22. децембра 1947. године у Беловим лабораторијама. Шокли, Бардин и Бретејн су добили Нобелову награду за свој изум „за њихова истраживања полупроводника и откриће транзисторског ефекта“.[3]

Пре проналаска биполарног транзистора користиле су се електронске цеви које су имале битне недостатке (цена, потрошња енергије, димензије...) али и предности (цеви се и данас понекад користе за посебне намене због мање осетљивости на нуклеарно зрачење, велике снаге, и као елементи у аудиофилским аналогним појачалима...). Најближи еквивалент транзистору је била електронска цев - триода.

Реплика првог транзистора

Конструкција[уреди]

Направљен је од германијума (Ge), силицијума (Si), или неког другог полупроводничког материјала. Полупроводнички материјали се обично понашају као изолатори, али ако се допирају примесама потпуно мењају особине. Ако се допирају (загаде) неким од хемијских елемената који припадају донорима појављује се вишак позитивних П наелектрисања, а ако се допирају акцепторима појављује се вишак негативних Н носилаца наелектрисања. Такав материјал почиње да се понаша као проводник. Када се у истом материјалу направи да постоје и Н и П зоне, појављује се нови ефекат, полупроводљивост. Транзистор се састоји из три слоја П и Н полупроводника са којих се изводе контакти: емитора (Е), базе (B) и колектора (C). Разликујемо два типа биполарних транзистора ПНП и НПН означених по редоследу слојева. Транзистори се праве као дискретне (засебне) компоненте или у оквиру интегрисаних кола (чипова). За интеграцију је кључна појава MOSFET (транзистор са ефектом поља) транзистора који су због својих малих димензија и специфичне технологије израде готово потиснули биполарне транзисторе. Данас се сваки власник рачунара може похвалити да има милионе MOSFET транзистора у процесору.

Рад[уреди]

Основна функција транзистора је да контролише проток струје. Транзистор функционише тако што са малом струјом у колу емитер-база можемо управљати знатно јачом струјом у колу емитер-колектор. Ова појава назива се транзисторски ефекат. Најбоља аналогија која објашњава транзистор је славина за воду. Вентил на воденој славини контролише проток воде. Код транзистора се тај вентил назива база (base) или капија (gate) код ФЕТ-ова (Field Effect Transistor).

Појачање транзистора изражава се као фактор струјног појачања у спојевима са заједничким емитером:

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

Где су:

  • β фактор појачања транзистора
  • I_\mathrm{c} Струја колектора
  • I_\mathrm{b} Струја базе

За правилан рад транзистора потребно је поларизовати транзистор (довести му напајање) као и с обзиром на његову преосетљивост на промену температуре, стабилизацију радне тачке у односу на колектор и емитер.

Значај[уреди]

Биполарни FET
BJT symbol PNP.svg PNP JFET symbol P.png P-канални
BJT symbol NPN.svg NPN JFET symbol N.png N-канални
Симболи за транзисторе разних врста

Транзистор се сматра за један од највећих изума у историји човечанства. Ту се такође налазе и штампа, компас, часовник, оптичко сочиво, парна машина, мотор са унутрашњим сагоревањем, телеграф, телефон и микропроцесор. Он је саставни део скоро свих данашњих електричних уређаја где игра кључну улогу активне компоненте. Данас се транзистори производе у огромним количинама у високо аутоматизованим процесима по ниским ценама. Ниска цена транзистора и универзална применљивост га чини скоро идеалним градивним елементом сваког електронског кола.

Референце[уреди]

  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. 

Литература[уреди]

  • 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. 

Спољашње везе[уреди]

Викиостава
Викимедијина остава има још мултимедијалних датотека везаних за: Транзистор