Tranzistory sú jedným z najdôležitejších vynálezov 20. storočia. Nájdete ich takmer v každom elektronickom zariadení, od rádií cez televízory až po počítače. Ale čo je to tranzistor a ako to funguje?
Čo je tranzistor?
Tranzistor je trojpólové elektronické zariadenie, ktoré zosilňuje alebo spína elektronické signály. Jeho základnými zložkami sú dva polovodičové materiály, typicky kremík, s opačnými vlastnosťami, známe ako p-typ a n-typ.
Keď sú tieto dva materiály umiestnené spolu, tvoria bariéru vrstvy vyčerpania. Táto vrstva funguje ako spínač, ktorý umožňuje, aby elektrický prúd pretekal alebo nepretekal, v závislosti od napätia aplikovaného na tretí terminál, známy ako brána.
Tranzistory sa nachádzajú takmer vo všetkých elektronických zariadeniach a sú kritickými súčasťami integrovaných obvodov alebo čipov. Tranzistory, vynájdené v roku 1947 Johnom Bardeenom, Walterom Brattainom a Williamom Shockleyom z Bell Laboratories, spôsobili revolúciu v elektronike tým, že vytvorili menšie, lacnejšie a spoľahlivejšie zariadenia.
Tranzistory majú tri hlavné časti:
- Základňa
- Zberateľ
- Emitor
Základná svorka riadi tok prúdu medzi ďalšími dvoma svorkami. Kolektor zbiera prúd prichádzajúci zo základne a emitor vyžaruje prúd z kolektora.
Tranzistory môžu pracovať buď ako zosilňovače, alebo ako spínače. Tranzistor zvyšuje prúd, ktorý ním prechádza, keď sa používa ako zosilňovač. Tranzistory môžu zapnúť alebo vypnúť tok prúdu, keď sa používajú ako spínač.
Ako funguje tranzistor?
Spôsob fungovania tranzistora je pomerne jednoduchý. Keď cez základnú svorku nepreteká žiadny prúd, tranzistor je v stave „vypnutý“. To znamená, že cez svorky kolektora a emitora nemôže pretekať žiadny prúd.
Keď je na základnú svorku privedený prúd, tranzistor prejde do stavu "zapnuté". To umožňuje, aby prúd pretekal cez svorky kolektora a emitora. Množstvo prúdu, ktoré môže prechádzať tranzistorom, závisí od množstva aplikovaného na základnú svorku.
Čo robia tranzistory? Aplikácie tranzistorov
Tranzistory sa nachádzajú v rôznych elektronických zariadeniach a majú širokú škálu aplikácií.
Pamäťové čipy počítača
Jedným z najbežnejších použití tranzistorov je in počítačové pamäťové čipy. Tieto čipy uchovávajú informácie ako elektrické náboje a tranzistory fungujú ako malé spínače, ktoré môžu zapínať a vypínať náboje. Vďaka tomu sú ideálne na ukladanie údajov, pretože dokážu pojať množstvo informácií na kompaktnom priestore. Okrem toho sú rýchle, čo je nevyhnutné pre počítače, ktoré potrebujú rýchly prístup k veľkému množstvu údajov.
Prepínače
Tranzistory sa často používajú ako spínače, pretože sa rýchlo zapínajú a vypínajú. Vďaka tomu sú ideálne pre digitálne obvody, kde dokážu riadiť tok elektriny s veľkou presnosťou.
Zosilňovače
Ďalším využitím tranzistorov sú zosilňovače. Zosilňovače berú malý elektrický prúd signál a zosilnite ho, čím ho zosilníte. Prvá komerčná aplikácia tranzistorov bola v načúvacích prístrojoch a vreckových rádiách. Dnes majú tranzistory rôzne aplikácie na zosilnenie zvuku, ako sú stereo systémy a zosilňovače hudobných nástrojov.
Digitálne logické obvody
Tranzistory sa tiež používajú v digitálnych logických obvodoch. Digitálne logické obvody sú stavebnými kameňmi digitálnej elektroniky, ako sú počítače a mobilné telefóny. Tieto obvody využívajú tranzistory na vykonávanie boolovských logických operácií, ktoré sú základom všetkých digitálnych výpočtov.
Tranzistory sú stavebnými kameňmi modernej elektroniky
Od vynájdenia prvého tranzistora v roku 1947 sme prešli dlhú cestu. Dnes sa tranzistory nachádzajú vo všetkom od mobilných telefónov až po autá a zohrávajú zásadnú úlohu v našich životoch.
Aj keď o nich možno príliš nepremýšľate, tranzistory sú v zákulisí a zabezpečujú, aby vám zazvonil telefón, naštartovalo auto a v televízii hrala vaša obľúbená relácia. Dúfajme, že vám to umožnilo lepšie pochopiť jeden z najzákladnejších komponentov vo všetkej elektronike.