Wat is een transistor?

Een transistor is een elektronische component die in een circuit wordt gebruikt om een ​​grote hoeveelheid stroom of spanning met een kleine hoeveelheid spanning of stroom te regelen. Dit betekent dat het kan worden gebruikt voor het versterken of schakelen (corrigeren) van elektrische signalen of stroom, waardoor het kan worden gebruikt in een breed scala aan elektronische apparaten.

Dit gebeurt door een halfgeleider tussen twee andere halfgeleiders te sandwichen. Omdat de stroom wordt overgedragen over een materiaal dat normaal een hoge weerstand heeft (d.w.z. weerstand), het is een "overdrachtsweerstand" of transistor.

De eerste praktische puntcontacttransistor werd in 1948 gebouwd door William Bradford Shockley, John Bardeen en Walter House Brattain. Octrooien voor het concept van een transistor dateren al in 1928 in Duitsland, hoewel ze nooit lijken te zijn gebouwd, of althans niemand beweerde ooit ze te hebben gebouwd. De drie natuurkundigen ontvingen voor dit werk de Nobelprijs voor natuurkunde van 1956.

Basic Point-Contact Transistor Structuur

Er zijn in wezen twee basistypen puntcontacttransistors, de nPN transistor en de pnp transistor, waar de n en p staan ​​respectievelijk voor negatief en positief. Het enige verschil tussen de twee is de opstelling van voorspanningen.

Om te begrijpen hoe een transistor werkt, moet je begrijpen hoe halfgeleiders reageren op een elektrisch potentieel. Sommige halfgeleiders zullen zijn n-type of negatief, wat betekent dat vrije elektronen in het materiaal van een negatieve elektrode (van bijvoorbeeld een batterij waarmee het is verbonden) naar de positieve afdrijven. Andere halfgeleiders zullen zijn p-type, in welk geval de elektronen "gaten" vullen in de atomaire elektronenschillen, wat betekent dat het zich gedraagt ​​alsof een positief deeltje van de positieve elektrode naar de negatieve elektrode beweegt. Het type wordt bepaald door de atoomstructuur van het specifieke halfgeleidermateriaal.

Overweeg nu een nPN transistor. Elk uiteinde van de transistor is een n-type halfgeleidermateriaal en tussen hen is een p-type halfgeleidermateriaal. Als u zich een dergelijk apparaat voorstelt dat op een batterij is aangesloten, ziet u hoe de transistor werkt:

• de n-type regio bevestigd aan het negatieve uiteinde van de batterij helpt elektronen naar het midden te stuwen p-type regio.
• de n-type regio bevestigd aan het positieve uiteinde van de batterij helpt trage elektronen uit de p-type regio.
• de p-type regio in het midden doet beide.

Door de potentiaal in elke regio te variëren, kunt u de snelheid van de elektronenstroom over de transistor drastisch beïnvloeden.

Voordelen van transistors

Vergeleken met de vacuümbuizen die eerder werden gebruikt, was de transistor een verbazingwekkende vooruitgang. De transistor is kleiner van formaat en kan gemakkelijk in grote hoeveelheden goedkoop worden vervaardigd. Ze hadden ook verschillende operationele voordelen, die te talrijk zijn om hier te vermelden.

Sommigen beschouwen de transistor als de grootste uitvinding van de 20e eeuw, omdat deze zoveel andere elektronische ontwikkelingen opende. Vrijwel elk modern elektronisch apparaat heeft een transistor als een van de primaire actieve componenten. Omdat ze de bouwstenen zijn van microchips, computers, telefoons en andere apparaten die niet zonder transistors zouden kunnen bestaan.

Andere soorten transistoren

Er zijn een breed scala aan transistortypen die sinds 1948 zijn ontwikkeld. Hier is een lijst (niet noodzakelijk uitputtend) van verschillende soorten transistoren:

• Bipolaire junctietransistor (BJT)
• Veldeffecttransistor (FET)
• Heterojunctie bipolaire transistor
• Unijunction transistor
• FET met dubbele poort
• Lawine transistor
• Dunne film transistor
• Darlington-transistor
• Ballistische transistor
• FinFET
• Zwevende poort transistor
• Omgekeerde T-effect transistor
• Spin transistor
• Fototransistor
• Bipolaire transistor met geïsoleerde poort
• Transistor met één elektron
• Nanofluïdische transistor
• Trigate transistor (Intel prototype)
• Ion-gevoelige FET
• Fast-reverse epitaxale diode FET (FREDFET)
• Electrolyte-Oxide-Semiconductor FET (EOSFET)

Uitgegeven door Anne Marie Helmenstine, Ph.D.