טראַנזיסטאָר

טראַנזיסטאָרס: די יסודות פון מאָדערנער טעכנאָלאָגיע

הקדמה

דער טראַנזיסטאָר איז אפשר איינע פון ​​די מערסט באַדייטנדיקע המצאות פון 20סטן יאָרהונדערט, וואָס האָט רעוואָלוציאָנירט די וועלט פון טעכנאָלאָגיע. ניט נאָר איז עס אַ קריטישער קאָמפּאָנענט אין פֿאַרשידענע עלעקטראָנישע דעוויסעס, נאָר עס האָט אויך געטריבן כידעש אין פֿאַרשידענע פֿעלדער פון טעכנאָלאָגיע און וויסנשאַפֿט. דער אַרטיקל וועט דיסקוטירן אין טיפֿקייט וואָס דער טראַנזיסטאָר איז, זיין געשיכטע, ווי ער אַרבעט, און זיין השפּעה אויף דער אַנטוויקלונג פון מאָדערנער טעכנאָלאָגיע.

וואָס איז אַ טראַנזיסטאָר?

פשוט געזאגט, א טראַנזיסטאָר איז אַ האַלב-קאָנדוקטאָר קאָמפּאָנענט געניצט צו קאָנטראָלירן עלעקטרישן קראַנט. א טראַנזיסטאָר האט צוויי הויפּט פונקציעס: ווי אַ סוויטש אָדער אַן אַמפּליפייער. אין סוויטשינג אַפּליקאַציעס, קען אַ טראַנזיסטאָר אָנצינדן אָדער אויסלעשן דעם שטראָם פון עלעקטרישן קראַנט. ווי אַן אַמפּליפייער, קען אַ טראַנזיסטאָר אַמפּליפיצירן אַן אַריינקומענדיקן עלעקטרישן סיגנאַל.

געשיכטע פון ​​טראַנזיסטאָרס

פאר דער ערפינדונג פון דעם טראַנזיסטאָר, זענען וואַקוום רערן ברייט געניצט געוואָרן אין עלעקטראָניק. אָבער, וואַקוום רערן האָבן געהאַט חסרונות: זיי זענען געווען גרויס, גרינג צו הייצן, און נישט עפעקטיוו. דעריבער, האָבן פאָרשער אָנגעהויבן זוכן מער עפעקטיווע און פּראַקטישע לייזונגען.

אין 1947, האבן דריי וויסנשאפטלער פון בעל לאבאראטאריעס—דזשאן בארדין, וואלטער ברעטיין, און וויליאם שאקלי—אנטוויקלט דעם ערשטן טראנזיסטאר. די אויפדעקונג איז געווען דער רעזולטאט פון ברייטע פארשונג אין די אייגנשאפטן פון האלב-קאנדוקטארן. פאר דעם דערגרייכונג, זענען זיי באלוינט געווארן מיטן נאבעל פרייז אין פיזיק אין 1956.

טיפּן פון טראַנזיסטאָרס

1. בייפּאָלאַרער טראַנזיסטאָר (ביפּאָלאַרער דזשאַנקשאַן טראַנזיסטאָר/BJT):
באשטייענדיק פון צוויי טיפן, NPN און PNP, די טראַנזיסטאָרן אַרבעטן באַזירט אויף דעם שטראָם פון עלעקטרישן קראַנט פון דער באַזע צום עמטער. BJTs ווערן טיפּיש גענוצט אין סיגנאַל אַמפּליפיקאַציע אַפּליקאַציעס צוליב זייער פיייקייט צו צושטעלן העכערע שטראָמען.

2. פעלד-עפעקט טראַנזיסטאָר (FET):
אנדערש ווי BJTs, FETs קאנטראלירן דעם שטראָם דורך אן עלעקטרישן פעלד. דער מערסטער פארשפרייטער טיפ FET איז דער MOSFET (מעטאל-אקסייד-סעמיקאנדאקטאר פעלד-עפעקט טראנזיסטאר), וואס ווערט ברייט גענוצט אין דיגיטאלע קרייזן און קאמפיוטערס.

טראַנזיסטאָר אַרבעט פּרינציפּ

1. בייפּאָלאַרער טראַנזיסטאָר (BJT):
אין אַ BJT, זענען דאָ דריי האַלב-קאָנדוקטאָר שיכטן: עמיִטער, באַזע, און קאָלעקטאָר. אין אַן NPN טראַנזיסטאָר, ווען אַ קליין וואָולטאַזש ווערט געווענדט צו דער באַזע, פליסט אַן עלעקטרישער קראַנט פֿון עמיִטער צו דער באַזע און דערנאָך צו קאָלעקטאָר. דער פּראָצעס דערמעגלעכט דעם טראַנזיסטאָר צו 'אָנצינדן' אָדער 'אויסלעשן' אַ גרעסערן עלעקטרישן קראַנט.

2. פעלד-עפעקט טראַנזיסטאָר (FET):
א FET באשטייט פון דריי טערמינאלן: קוואל, גייט, און דריין. ווען א וואלטאזש ווערט אנגעווענדעט צום גייט, קאנטראלירט דאס רעזולטירנדע עלעקטרישע פעלד דעם שטראם צווישן דעם קוואל און דריין. דאס מאכט FETs מער עפעקטיוו אין נידריג-מאכט אפליקאציעס.

אַפּליקאַציע פון ​​טראַנזיסטאָרס אין מאָדערנער טעכנאָלאָגיע

1. קאָמפּיוטערס און מיקראָפּראָסעסאָרן:
טראַנזיסטאָרס זענען אַ שליסל בוישטיין אין דער קאַנסטרוקציע פון ​​מאָדערנע מיקראָפּראַסעסאָרס. אַ מאָדערנער מיקראָפּראַסעסאָר קען אַנטהאַלטן ביליאָנען טראַנזיסטאָרס וואָס דינען ווי מיקראָסוויטשיז צו דורכפירן לאָגישע אינסטרוקציעס, וואָס דערמעגלעכט דעם קאָמפּיוטער צו דורכפירן קאָמפּלעקסע אָפּעראַציעס שנעל און עפֿעקטיוו.

2. מאָביל קאָמוניקאַציע:
די סמאַרטפאָונז וואָס מיר ניצן יעדן טאָג פאַרלאָזן זיך אויך שטאַרק אויף טראַנזיסטאָרן אין זייערע טשיפּס פֿאַר דאַטן פּראַסעסינג, סיגנאַל פֿאַרשטאַרקונג, און פֿאַרשידענע אַנדערע פֿונקציעס. אָן טראַנזיסטאָרן, וואָלט די מיניאַטוריזאַציע און עפֿעקטיווקייט וואָס מאַכן סמאַרטפאָונז מעגלעך נישט געווען מעגלעך.

3. קאָנסומער עלעקטראָניק:
פּראָדוקטן ווי טעלעוויזיעס, ראַדיאָס און אַודיאָ עקוויפּמענט נוצן טראַנזיסטאָרן פֿאַר סיגנאַל פּראַסעסינג און אַמפּליפיקאַציע. אין אַודיאָ עקוויפּמענט, ווערן טראַנזיסטאָרן גענוצט אין אַמפּליפייערז צו צושטעלן קלאָרן, שטאַרקן קלאַנג.

4. אויטאמאטיוו אינדוסטריע:
מאָדערנע קאַרס זענען באַלאָדן מיט טראַנזיסטאָריזירטע עלעקטראָניק, פֿון אינפֿאָטאַינמענט סיסטעמען ביז מאָטאָר פאַרוואַלטונג און ימישאַנז קאָנטראָל סיסטעמען.

5. מעדיצינישע דעוויסעס:
מעדיצינישע דעוויסעס ווי האַרץ מאָניטאָרס און אַנדערע דיאַגנאָסטיק ויסריכט נוצן טראַנזיסטאָרן צו ענשור פאַרלאָזלעך און פּינטלעך פאָרשטעלונג.

די צוקונפט פון טראַנזיסטאָרס

מיט טעכנאלאגישע פארשריטן, פאָרזעצן טראַנזיסטאָרן צו מאַכן חידושים סיי אין גרייס און סיי אין פאָרשטעלונג. איין וויכטיקע גאַנג איז מיניאַטוריזאַציע דורך נאַנאָמעטער טעכנאָלאָגיע, וואָס ערלויבט מער טראַנזיסטאָרן צו ווערן געשטעלט אויף איין טשיפּ אָן צו פאַרגרעסערן די גרייס פון דעם טשיפּ אַליין.

פאָרשונג איז אויך אין גאַנג אין נייַע האַלב-קאָנדוקטאָר מאַטעריאַלן ווי גראַפֿען און מאָליבדענום דיסולפֿייד, וואָס קען פאָרשלאָגן העכערע גיכקייטן און בעסערע ענערגיע עפעקטיווקייט קאַמפּערד צו טראַדיציאָנעל סיליקאָן.

דערצו, קוואנטום קאמפיוטערס זענען איין געביט וואו קאנווענציאנעלע טראַנזיסטאָרן קענען ווערן ערזעצט דורך קיוביץ, די גרונט-איינהייטן אין קוואנטום קאמפיוטינג, אבער טראַנזיסטאָרן וועלן נאך אלץ שפּילן א קריטישע ראָלע אין קאָנטראָלירן און מעסטן דעם צושטאַנד פון יענע קיוביץ.

קלאָוזינג

טראַנזיסטאָרס זענען נישט נאָר קליינע קאָמפּאָנענטן אין עלעקטראָנישע קרייזן; זיי זענען די יסוד פון דער מאָדערנער טעכנאָלאָגיע וואָס מיר געניסן היינט. פֿון קאָמפּיוטערס ביז מעדיצינישע דעוויסעס און סמאַרטפאָונז, שפּילן טראַנזיסטאָרס אַ באַדייטנדיקע און דורכדרינגלעכע ראָלע. ווי קאָמפּאָנענטן וואָס קאָנטראָלירן דעם פֿלוס פֿון עלעקטרישן קראַנט, האָבן טראַנזיסטאָרס געעפֿנט די טיר צו אומצאָליקע כידעשים און דערמעגלעכט פֿאַרוואונדערלעכע טעכנאָלאָגישע פֿאָרשריטן אין אַ ברייטע קייט פֿון פֿעלדער.

מיט קאנסטאנטע אנטדעקונגען און כידעש, זעט די צוקונפט פונעם טראַנזיסטאָר אויס אזוי העל ווי זיין פארגאנגענהייט. נייע פארשונג און נייע מאַטעריאַלן וועלן ווייטער שטופן די גרענעצן פון וואָס איז מעגלעך, און זיכער מאַכן אַז טראַנזיסטאָרן וועלן בלייבן אַן אינטעגראַלער טייל פון אונדזער טעכנאָלאָגישער וועלט.