Транзистор ба тэдгээрийн хэрэглээг ойлгох нь
Оршил
Транзисторууд нь орчин үеийн электрон төхөөрөмжийн үндсэн барилгын блокууд юм. Эдгээр нь хамгийн энгийн ахуйн төхөөрөмжүүдээс эхлээд нарийн төвөгтэй суперкомпьютер хүртэл бараг бүх электрон системийн зайлшгүй бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Транзисторын ажиллагаа, төрөл, хэрэглээг ойлгох нь электроник болон хэлхээний өргөн хүрээний талаарх ойлголтыг өгөх боломжтой.
Транзистор гэж юу вэ?
Транзистор гэдэг нь электрон дохио болон цахилгаан эрчим хүчийг олшруулах эсвэл шилжүүлэхэд ашигладаг хагас дамжуулагч төхөөрөмж юм. Энэ нь ихэвчлэн цахиур, заримдаа германий эсвэл бусад хагас дамжуулагч материалаас бүрддэг. Транзисторууд нь гадаад хэлхээнд холбогдохын тулд дор хаяж гурван терминалтай байдаг: хоёр туйлт уулзвар транзистор (BJT)-ийн хувьд эмиттер, суурь, коллектор, эсвэл талбарын нөлөөллийн транзистор (FET)-ийн хувьд эх үүсвэр, хаалга, ус зайлуулах хоолой.
Транзисторын төрлүүд
Транзисторын үндсэн хоёр төрөл байдаг: хоёр туйлт холболтын транзистор (BJT) ба талбарын нөлөөллийн транзистор (FET).
1. Хоёр туйлт холболтын транзисторууд (BJTs):
BJT нь гүйдэл хянадаг төхөөрөмж бөгөөд NPN ба PNP гэсэн хоёр хувилбараар ирдэг. BJT нь коллектор ба эмиттерийн терминалуудын хоорондох хамаагүй том гүйдлийг хянахын тулд суурийн терминал дээрх бага гүйдэл ашиглан ажилладаг. NPN транзистор дээр эмиттертэй харьцуулахад суурь дээр өгөгдсөн эерэг хүчдэл нь коллектороос эмиттер рүү гүйдэл урсахыг зөвшөөрдөг. Үүний эсрэгээр, PNP транзистор дээр эмиттертэй харьцуулахад суурь дээрх сөрөг хүчдэл нь гүйдлийг хянадаг.
2. Хээрийн нөлөөллийн транзисторууд (FETs):
FET нь хүчдэлээр хянагддаг төхөөрөмж бөгөөд холболтын FET (JFET) болон металл-оксид-хагас дамжуулагч FET (MOSFET)-ийг агуулдаг. FET нь эх үүсвэр болон ус зайлуулах терминалуудын хоорондох дамжуулах чадварыг хянадаг хаалганы терминалд хүчдэл өгөх замаар ажилладаг. JFET-д гүйдлийг уулзвараар дамжуулан хянадаг бол MOSFET-д тусгаарлагч исэл давхарга нь хаалгыг тусгаарладаг. MOSFET-ийг цаашид N-суваг болон P-сувгийн төрөлд хуваадаг.
Транзисторууд хэрхэн ажилладаг вэ
Транзисторын гол үүрэг нь унтраалга эсвэл өсгөгчийн үүрэг гүйцэтгэснээр цахилгаан гүйдлийн урсгалыг зохицуулах явдал юм. Шилжүүлэлтийн горимд энэ нь асаалттай (гүйдлийн урсгалыг зөвшөөрдөг) ба унтарсан (гүйдлийн урсгалыг хаах) төлөвийн хооронд шилждэг. Өсгөлтийн горимд энэ нь бага оролтын дохиог авч, пропорциональ хэмжээгээр том гаралтын дохио үүсгэдэг.
BJT-д суурь-эмиттерийн уулзвар нь урагш чиглэсэн, суурь-коллекторын уулзвар нь урвуу чиглэлтэй байдаг. Суурь руу орох бага гүйдэл нь коллектороос эмиттер рүү илүү их гүйдэл урсах боломжийг олгодог. FET-ийн хувьд хаалганы терминалд хүчдэл өгөх нь цахилгаан оронг өөрчилдөг бөгөөд энэ нь эх үүсвэр ба ус зайлуулах хоолойн хоорондох сувгийн дамжуулах чанарт нөлөөлж, улмаар гүйдлийн урсгалыг хянадаг.
Транзисторын хэрэглээ
Транзисторууд нь олон талт байдал, үр ашгаараа электроникийн ертөнцийг өөрчилсөн. Энд зарим гол хэрэглээнүүд байна:
1. Олшруулалт:
Транзисторын үндсэн хэрэглээний нэг бол өсгөх явдал юм. Транзисторууд нь аудио дохио, радио давтамжийн дохио болон бусад электрон дохиог өсгөх боломжтой. Аудио төхөөрөмжид тэдгээр нь чанга яригч эсвэл бусад гаралтын төхөөрөмжийг ажиллуулахын тулд жижиг оролтын дохиог нэмэгдүүлэхийг баталгаажуулдаг.
2. Шилжүүлэх:
Транзисторууд нь дижитал хэлхээнд унтраалга, процессор, санах ойн төхөөрөмжүүдийг тэжээх, логик хаалга болгон ашигладаг. Дижитал компьютерт транзисторууд нь хоёртын өгөгдлийг (0 ба 1) төлөөлөхийн тулд хурдан асаж, унтардаг бөгөөд энэ нь тооцоолол болон өгөгдөл боловсруулалтыг хөнгөвчилдөг.
3. Осцилляторууд:
Транзисторууд нь синус долгион, дөрвөлжин долгион, хөрөөний долгион зэрэг үечилсэн долгионы хэлбэрийг үүсгэдэг олон осцилляторын хэлхээний гол цөмийг бүрдүүлдэг. Эдгээр осцилляторууд нь дижитал системд цаг хугацааны хэрэглээ, дохио үүсгэх, цаг үүсгэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
4. Хүчдэлийн зохицуулалт:
Цахилгаан хангамжийн хэлхээнд транзисторыг хүчдэлийн зохицуулалтад ашигладаг. Эдгээр нь оролтын хүчдэл эсвэл ачааллын нөхцөл байдлын өөрчлөлтөөс үл хамааран гаралтын хүчдэлийг тогтмол байлгаснаар цахилгаан хангамжийн гаралтын хүчдэлийг тогтворжуулж чаддаг.
5. Дохионы модуляци ба демодуляци:
Транзисторууд нь дохионы модуляци болон демодуляцид харилцаа холбооны системд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Эдгээр нь мэдээллийг зөөгч дохионууд дээр кодлох (модуляци) болон хүлээн авагчийн төгсгөлд гаргаж авах (демодуляци)-д тусалдаг.
6. Аналог ба дижитал хэлхээнүүд:
Транзисторууд нь аналог болон дижитал хэлхээний үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд юм. Аналог хэлхээнд тэдгээрийг өсгөгч, холигч болон шүүлтүүрт ашигладаг. Дижитал хэлхээнд транзисторууд нь бүх дижитал системийн барилгын блок болох логик хаалгануудыг бүрдүүлдэг.
7. Цахилгаан электроник:
Өндөр хүчин чадалтай транзисторуудыг моторын удирдлага, цахилгаан хувиргалт, цахилгаан хөтлөгч зэрэг цахилгаан электроникийн хэрэглээнд ашигладаг. Эдгээр нь өндөр хүчдэл болон өндөр гүйдлийн төхөөрөмжүүдийг үр ашигтай удирдахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
8. Микропроцессор ба микроконтроллерууд:
Микропроцессор болон микроконтроллерийн хувьсгал нь нэг чип дээрх тэрбум тэрбум жижиг транзисторууд дээр суурилсан байв. Эдгээр хагас дамжуулагч төхөөрөмжүүд нь бүх тооцоолох төхөөрөмжүүдэд байдаг нарийн төвөгтэй тооцоолол болон удирдлагын системийг идэвхжүүлдэг.
Дүгнэлт
Транзисторууд хурдацтай технологийн дэвшлийн эрин үеийг эхлүүлсэн. Дохиог үр ашигтайгаар өсгөх, электрон төлөвийг өөрчлөх чадвар нь бараг бүх орчин үеийн электрон төхөөрөмжүүдийн үндэс суурь болдог. Энгийн өсгөгчөөс эхлээд нарийн микропроцессор хүртэл транзисторуудын олон талт байдал, үр ашиг нь тэдгээрийг электроникийн салбарт зайлшгүй шаардлагатай болгодог.
Транзисторын үйл ажиллагаа болон тэдгээрийн олон янзын хэрэглээг ойлгох нь электроникийн нарийн төвөгтэй ертөнцийг харах боломжийг олгодог. Технологи хөгжихийн хэрээр транзисторууд нь инновацийг хөдөлгөх, электроникийн дараагийн давалгааг бий болгоход гол бүрэлдэхүүн хэсэг хэвээр байх болно. Та электроникийн хорхойтон, оюутан эсвэл мэргэжлийн хүн байсан ч транзисторын үндсийг ойлгох нь орчин үеийн технологийн динамик орчинд боломжуудын бүхий л ертөнцийг нээж өгдөг.
