ທຣານຊິສເຕີ: ພື້ນຖານຂອງເຕັກໂນໂລຊີທີ່ທັນສະໄໝ
Pendahuluan
ທຣານຊິດເຕີ (transistor) ແມ່ນໜຶ່ງໃນສິ່ງປະດິດທີ່ສຳຄັນທີ່ສຸດຂອງສະຕະວັດທີ 20, ເຊິ່ງໄດ້ປະຕິວັດໂລກຂອງເທັກໂນໂລຢີ. ມັນບໍ່ພຽງແຕ່ເປັນອົງປະກອບທີ່ສຳຄັນໃນອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກຕ່າງໆເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ມັນຍັງໄດ້ຂັບເຄື່ອນນະວັດຕະກຳໃນຂະແໜງເທັກໂນໂລຢີ ແລະ ວິທະຍາສາດຕ່າງໆ. ບົດຄວາມນີ້ຈະປຶກສາຫາລືຢ່າງເລິກເຊິ່ງກ່ຽວກັບທຣານຊິດເຕີ, ປະຫວັດຂອງມັນ, ວິທີການເຮັດວຽກຂອງມັນ, ແລະ ອິດທິພົນຂອງມັນຕໍ່ການພັດທະນາເທັກໂນໂລຢີທີ່ທັນສະໄໝ.
ທຣານຊິສເຕີ ແມ່ນຫຍັງ?
ເວົ້າງ່າຍໆ, ທຣານຊິດເຕີ ແມ່ນອົງປະກອບເຄິ່ງຕົວນຳທີ່ໃຊ້ເພື່ອຄວບຄຸມກະແສໄຟຟ້າ. ທຣານຊິດເຕີມີສອງໜ້າທີ່ຫຼັກຄື: ເປັນສະວິດ ຫຼື ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງ. ໃນການນຳໃຊ້ແບບສະວິດ, ທຣານຊິດເຕີສາມາດເປີດ ຫຼື ປິດການໄຫຼຂອງກະແສໄຟຟ້າໄດ້. ໃນຖານະເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງ, ທຣານຊິດເຕີສາມາດຂະຫຍາຍສັນຍານໄຟຟ້າທີ່ເຂົ້າມາ.
ປະຫວັດຂອງທຣານຊິສເຕີ
ກ່ອນການປະດິດຂອງທຣານຊິດເຕີ, ຫຼອດສູນຍາກາດໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນເອເລັກໂຕຣນິກ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຫຼອດສູນຍາກາດມີຂໍ້ເສຍຄື: ພວກມັນມີຂະໜາດໃຫຍ່, ຮ້ອນງ່າຍ, ແລະ ບໍ່ມີປະສິດທິພາບ. ດັ່ງນັ້ນ, ນັກຄົ້ນຄວ້າຈຶ່ງເລີ່ມຄົ້ນຫາວິທີແກ້ໄຂທີ່ມີປະສິດທິພາບ ແລະ ໃຊ້ໄດ້ຈິງຫຼາຍຂຶ້ນ.
ໃນປີ 1947, ນັກວິທະຍາສາດສາມຄົນຈາກຫ້ອງທົດລອງ Bell ຄື John Bardeen, Walter Brattain, ແລະ William Shockley ໄດ້ພັດທະນາທຣານຊິສເຕີເຄື່ອງທຳອິດ. ການຄົ້ນພົບນີ້ແມ່ນຜົນມາຈາກການຄົ້ນຄວ້າຢ່າງກວ້າງຂວາງກ່ຽວກັບຄຸນສົມບັດຂອງເຄິ່ງຕົວນຳ. ສຳລັບຜົນສຳເລັດນີ້, ພວກເຂົາໄດ້ຮັບລາງວັນໂນແບລສາຂາຟີຊິກໃນປີ 1956.
ປະເພດຂອງທຣານຊິສເຕີ
1. ທຣານຊິສເຕີໄບໂພລາ (ທຣານຊິສເຕີໄບໂພລາຈຸດຕໍ່/BJT):
ໂດຍປະກອບດ້ວຍສອງປະເພດຄື NPN ແລະ PNP, ທຣານຊິສເຕີເຫຼົ່ານີ້ເຮັດວຽກໂດຍອີງໃສ່ການໄຫຼຂອງກະແສໄຟຟ້າຈາກເບສໄປຫາຕົວປ່ອຍສັນຍານ. BJTs ໂດຍປົກກະຕິແມ່ນໃຊ້ໃນການນຳໃຊ້ການຂະຫຍາຍສັນຍານເນື່ອງຈາກຄວາມສາມາດໃນການສະໜອງກະແສໄຟຟ້າທີ່ສູງຂຶ້ນ.
2. ທຣານຊິສເຕີຜົນກະທົບພາກສະໜາມ (FET):
ບໍ່ເຫມືອນກັບ BJTs, FETs ຄວບຄຸມກະແສໄຟຟ້າທີ່ໄຫຼຜ່ານສະໜາມໄຟຟ້າ. ປະເພດ FET ທີ່ພົບເລື້ອຍທີ່ສຸດແມ່ນ MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor), ເຊິ່ງຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນວົງຈອນດິຈິຕອນແລະຄອມພິວເຕີ.
ຫຼັກການເຮັດວຽກຂອງທຣານຊິສເຕີ
1. ທຣານຊິສເຕີໄບໂພລາ (BJT):
ໃນ BJT, ມີຊັ້ນເຄິ່ງຕົວນຳສາມຊັ້ນຄື: ຕົວປ່ອຍສັນຍານ, ຊັ້ນເບສ, ແລະ ຊັ້ນເກັບສັນຍານ. ໃນທຣານຊິສເຕີ NPN, ເມື່ອແຮງດັນໄຟຟ້າຂະໜາດນ້ອຍຖືກນຳໃຊ້ກັບຊັ້ນເບສ, ກະແສໄຟຟ້າຈະໄຫຼຈາກຕົວປ່ອຍສັນຍານໄປຫາຊັ້ນເບສ ແລະ ຫຼັງຈາກນັ້ນໄປຫາຊັ້ນເກັບສັນຍານ. ຂະບວນການນີ້ຊ່ວຍໃຫ້ທຣານຊິສເຕີສາມາດ 'ເປີດ' ຫຼື 'ປິດ' ກະແສໄຟຟ້າຂະໜາດໃຫຍ່ກວ່າໄດ້.
2. ທຣານຊິສເຕີຜົນກະທົບພາກສະໜາມ (FET):
FET ປະກອບດ້ວຍສາມຂົ້ວຄື: ແຫຼ່ງທີ່ມາ, ປະຕູ, ແລະ ເດຣນ. ເມື່ອແຮງດັນໄຟຟ້າຖືກນຳໃຊ້ກັບປະຕູ, ສະໜາມໄຟຟ້າທີ່ໄດ້ຮັບຈະຄວບຄຸມການໄຫຼຂອງກະແສໄຟຟ້າລະຫວ່າງແຫຼ່ງທີ່ມາ ແລະ ເດຣນ. ສິ່ງນີ້ເຮັດໃຫ້ FET ມີປະສິດທິພາບຫຼາຍຂຶ້ນໃນການນຳໃຊ້ພະລັງງານຕ່ຳ.
ການນຳໃຊ້ທຣານຊິສເຕີໃນເຕັກໂນໂລຊີທີ່ທັນສະໄໝ
1. ຄອມພິວເຕີ ແລະ ໄມໂຄຣໂປຣເຊດເຊີ:
ທຣານຊິສເຕີ ເປັນສ່ວນປະກອບຫຼັກໃນການກໍ່ສ້າງໄມໂຄຣໂປເຊດເຊີທີ່ທັນສະໄໝ. ໄມໂຄຣໂປເຊດເຊີທີ່ທັນສະໄໝສາມາດບັນຈຸທຣານຊິສເຕີຫຼາຍພັນລ້ານໜ່ວຍທີ່ເຮັດໜ້າທີ່ເປັນໄມໂຄຣສະວິດເພື່ອປະຕິບັດຄຳສັ່ງຕາມເຫດຜົນ, ເຮັດໃຫ້ຄອມພິວເຕີສາມາດປະຕິບັດການທີ່ສັບສົນໄດ້ຢ່າງວ່ອງໄວ ແລະ ມີປະສິດທິພາບ.
2. ການສື່ສານຜ່ານມືຖື:
ໂທລະສັບສະຫຼາດທີ່ພວກເຮົາໃຊ້ທຸກໆມື້ຍັງອາໄສທຣານຊິສເຕີໃນຊິບຂອງມັນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍສຳລັບການປະມວນຜົນຂໍ້ມູນ, ການຂະຫຍາຍສັນຍານ, ແລະໜ້າທີ່ອື່ນໆ. ຖ້າບໍ່ມີທຣານຊິສເຕີ, ການຫຍໍ້ຂະໜາດ ແລະ ປະສິດທິພາບທີ່ເຮັດໃຫ້ໂທລະສັບສະຫຼາດເປັນໄປໄດ້ຈະເປັນໄປບໍ່ໄດ້.
3. ເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າສຳລັບຜູ້ບໍລິໂພກ:
ຜະລິດຕະພັນຕ່າງໆເຊັ່ນ: ໂທລະພາບ, ວິທະຍຸ ແລະ ອຸປະກອນສຽງໃຊ້ທຣານຊິສເຕີສຳລັບການປະມວນຜົນສັນຍານ ແລະ ການຂະຫຍາຍສັນຍານ. ໃນອຸປະກອນສຽງ, ທຣານຊິສເຕີຖືກນຳໃຊ້ໃນເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງເພື່ອໃຫ້ສຽງທີ່ຊັດເຈນ ແລະ ມີພະລັງ.
4. ອຸດສາຫະກຳຍານຍົນ:
ລົດທີ່ທັນສະໄໝແມ່ນຖືກເຕີມເຕັມດ້ວຍອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ມີທຣານຊິສເຕີ, ຕັ້ງແຕ່ລະບົບຂໍ້ມູນຂ່າວສານຈົນເຖິງລະບົບການຄຸ້ມຄອງເຄື່ອງຈັກ ແລະ ລະບົບຄວບຄຸມການປ່ອຍອາຍພິດ.
5. ອຸປະກອນການແພດ:
ອຸປະກອນການແພດເຊັ່ນ: ເຄື່ອງຕິດຕາມຫົວໃຈ ແລະ ອຸປະກອນການວິນິດໄສອື່ນໆໃຊ້ທຣານຊິສເຕີເພື່ອຮັບປະກັນການເຮັດວຽກທີ່ໜ້າເຊື່ອຖື ແລະ ຊັດເຈນ.
ອະນາຄົດຂອງທຣານຊິສເຕີ
ດ້ວຍຄວາມກ້າວໜ້າທາງດ້ານເຕັກໂນໂລຊີ, ທຣານຊິດເຕີຍັງສືບຕໍ່ປະດິດສ້າງທັງໃນດ້ານຂະໜາດ ແລະ ປະສິດທິພາບ. ແນວໂນ້ມທີ່ສຳຄັນອັນໜຶ່ງແມ່ນການຫຍໍ້ຂະໜາດຜ່ານເຕັກໂນໂລຊີນາໂນແມັດ, ເຊິ່ງຊ່ວຍໃຫ້ສາມາດວາງທຣານຊິດເຕີໄດ້ຫຼາຍຂຶ້ນໃນຊິບດຽວໂດຍບໍ່ຕ້ອງເພີ່ມຂະໜາດຂອງຊິບເອງ.
ການຄົ້ນຄວ້າຍັງດຳເນີນຢູ່ໃນວັດສະດຸເຄິ່ງຕົວນຳໃໝ່ເຊັ່ນ: ກຣາຟີນ ແລະ ໂມລິບດີນຳ ໄດຊູນໄຟດ໌ ເຊິ່ງອາດຈະມີຄວາມໄວສູງກວ່າ ແລະ ປະສິດທິພາບດ້ານພະລັງງານທີ່ດີກວ່າເມື່ອທຽບກັບຊິລິກອນແບບດັ້ງເດີມ.
ນອກຈາກນັ້ນ, ຄອມພິວເຕີຄວອນຕຳແມ່ນພື້ນທີ່ໜຶ່ງທີ່ທຣານຊິດເຕີທຳມະດາອາດຈະຖືກທົດແທນດ້ວຍຄິວບິດ, ເຊິ່ງເປັນໜ່ວຍພື້ນຖານໃນການຄອມພິວເຕີຄວອນຕຳ, ແຕ່ທຣານຊິດເຕີຍັງຄົງມີບົດບາດສຳຄັນໃນການຄວບຄຸມ ແລະ ວັດແທກສະຖານະຂອງຄິວບິດເຫຼົ່ານັ້ນ.
Penutup
ທຣານຊິດເຕີບໍ່ພຽງແຕ່ເປັນອົງປະກອບຂະໜາດນ້ອຍໃນວົງຈອນເອເລັກໂຕຣນິກເທົ່ານັ້ນ; ພວກມັນເປັນພື້ນຖານຂອງເຕັກໂນໂລຢີທີ່ທັນສະໄໝທີ່ພວກເຮົາໃຊ້ໃນປະຈຸບັນ. ຕັ້ງແຕ່ຄອມພິວເຕີຈົນເຖິງອຸປະກອນການແພດ ແລະ ໂທລະສັບສະຫຼາດ, ທຣານຊິດເຕີມີບົດບາດສຳຄັນ ແລະ ແຜ່ຫຼາຍ. ໃນຖານະເປັນອົງປະກອບທີ່ຄວບຄຸມການໄຫຼຂອງກະແສໄຟຟ້າ, ທຣານຊິດເຕີໄດ້ເປີດປະຕູສູ່ນະວັດຕະກຳທີ່ນັບບໍ່ຖ້ວນ ແລະ ເຮັດໃຫ້ມີຄວາມກ້າວໜ້າທາງເຕັກໂນໂລຢີທີ່ໜ້າອັດສະຈັນໃນຫຼາຍຂົງເຂດ.
ດ້ວຍການຄົ້ນພົບ ແລະ ນະວັດຕະກໍາຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ອະນາຄົດຂອງທຣານຊິດເຕີເບິ່ງຄືວ່າສົດໃສຄືກັບອະດີດ. ການຄົ້ນຄວ້າໃໝ່ ແລະ ວັດສະດຸໃໝ່ຈະສືບຕໍ່ຊຸກຍູ້ຂອບເຂດຂອງສິ່ງທີ່ເປັນໄປໄດ້, ຮັບປະກັນວ່າທຣານຊິດເຕີຍັງຄົງເປັນສ່ວນໜຶ່ງທີ່ສຳຄັນຂອງໂລກເຕັກໂນໂລຢີຂອງພວກເຮົາ.
