Hva gjør en Transistor Do?
En transistor er en solid state enhet som brukes til å forsterke et signal eller tjene som en bryter. Transistorer er referert til som fast tilstand, fordi de ikke inneholder elektromekaniske komponenter og således er solide og ikke beveger seg. Transistorer ble utviklet som den naturlige progresjon fra vakuumrør elektronikk, og var en reaksjon på kostnader, produksjon kompleksitet, og stabilitetsproblemer med vakuum-rør. Utviklingen av transistoren var en av de viktigste driverne bak utviklingen av moderne mikro- og digital elektronikk.
Historie
Den første anerkjente patent på et felt effekt solid state transistoren ble utgitt i 1947 av Bell Laboratories. Transistoren ble patentert etter to forskere ved Bell, John Bardeen og Walter Brattain, lagt merke til at germanium fungerte som en naturlig forsterker. De gjorde en enkel lyd forsterker, og viste det til regissøren av Bell, som umiddelbart gjenkjennes funnets potensial: lavt strømforbruk og ingen oppvarmingstid. Denne første transistor var en bipolar junction transistor (BJT). BJT transistorer inneholde to poler, eller dioder, med en felles anode.
Transistorer som Forsterkere
De første transistorer, utviklet av Bell Labs, var forsterkere. Når strøm tilføres til transistoren, ble en signalinngangsspenningen økes, noe som skaper en mer kraftfull effekt. Inngangssignalet blir tilført til en pol av transistoren, når strømmen tilføres anoden, trekker anoden elektroner til den andre pol på en høyere hastighet enn inngangs. Nettoeffekten er en forsterkning av utgangsspenningen ved den andre pol.
Transistorer som brytere
Transistorbrytere har utviklet seg som grunnlag for digital elektronikk. I en transistor, er en strøm tilføres til en pol av transistoren. I mange svitsjetransistorene, vil strømmen ikke flyte over anoden til den motsatte pol, med mindre strømmen er satt på anoden. Dette slår effektivt transistoren i til en elektronisk av-på-bryter. Når strømmen blir satt på anoden, strøm eller signal strømmer ut av transistoren. Når strømmen ikke er brukt, er transistoren effektivt i "Off" posisjon.
Hvordan en Transistor er Made
Transistorer har nå blitt miniatyrisert til det punktet at millioner kan være etset på overflaten av et enkelt silisiumbasert mikrobrikke. Tidlig transistorer ble gjort av sandwiching halvledermaterialer. Når strøm påføres materialet mellom de to dioder, gjør det strøm mellom diodene, og dermed fungerer som en bryter. Dersom transistoren er en strømforsterker, idet materialet mellom de to dioder øker effekten som avgis av transistoren, skaper forsterkning. Tidlig transistorer ble gjort ved å dyrke halvleder krystaller med diode veikryss på plass. Det er mange moderne metoder for produksjon transistorer, med de vanligste er etsing transistor komponenter på silisium.
Moderne Transistor Miniaturization
Moderne transistorer har blitt miniatyrisert til utrolig små nivåer. Intels foreslåtte Itanium-prosessoren vil inneholde over 2 milliard transistorer på en enkelt integrert krets. Britiske forskere har gjort den minste praktisk transistor måle ett atom tykt med 10 atomer på tvers. Denne eksperimentelle transistor er 1/3 av størrelsen på den nåværende minste transistoren mulig på silisium integrerte kretser.