Gefragt von: Tony Whelan

Antwort

Das Design eines Transistors ermöglicht es ihm, als Verstärker oder Schalter zu fungieren. Dies wird erreicht, indem eine kleine Menge Strom verwendet wird, um ein Tor bei einer viel größeren Stromversorgung zu steuern, ähnlich wie beim Drehen eines Ventils, um eine Wasserversorgung zu steuern.
Transistoren bestehen aus drei Teilen: einer Basis, einem Kollektor und einem Emitter. Die baseis die tor controller gerät für die größere elektrische liefern. Der Kollektor ist die größere elektrische Versorgung, und der Emitter ist die Steckdose für diese Versorgung. Durch das Senden variierender Strompegel von der Basis kann die Strommenge, die durch das Gatefrom des Kollektors fließt, reguliert werden. Auf diese Weise kann eine sehr kleine Strommenge verwendet werden, um eine große Strommenge wie in einem Verstärker zu steuern. Der gleiche Prozess wird verwendet, um den Binärcode für die digitalen Prozessoren zu erstellen, aber in diesem Fall wird eine Spannungsschwelle von fünf Volt benötigt, um das Kollektor-Gate zu öffnen. Auf diese Weise wird der Transistor als Schalter mit einer binären Funktion verwendet: fünf Volt EIN, weniger als fünf Volt AUS.
Halbleitende Materialien machen den Transistor möglich. Die meisten Menschen sind vertrautmit elektrisch leitenden und nicht leitenden Materialien. Metalle werden typischerweise als leitfähig angesehen. Materialien wie Holz, Kunststoffe, Glas und Keramik sindnicht leitend oder Isolatoren. In den späten 1940er Jahren entdeckte ein Team von Wissenschaftlern, die an BellLabs in New Jersey arbeiteten, wie man bestimmte Arten von Kristallen als elektronische Steuergeräte nutzt, indem man ihre halbleitenden Eigenschaften ausnutzt.Die meisten nichtmetallischen kristallinen Strukturen würden typischerweise als Isolatoren betrachtet. Aber indem sie Germanium- oder Siliziumkristalle zwingen, mit Verunreinigungen wie Bor oder Phosphorus zu wachsen, erhalten die Kristalle völlig andere elektrisch leitfähige Eigenschaften. Indem man dieses Material zwischen zwei leitenden Platten (dem Emitter und dem Kollektor) wickelt, wird ein Transistor hergestellt. Durch Anlegen von Strom an das halbleitende Material (Basis) sammeln sich Elektronen, bis eine wirksame Leitung gebildet wird, die den Durchgang von Elektrizität ermöglicht Die Wissenschaftler, die für die Erfindung des Transistors verantwortlich waren, waren John Bardeen, Walter Brattain und William Shockley. Ihr Patent hieß: ‚ThreeElectrode Circuit Element Using Semiconductive Materials.‘
Referenz:

• Wer hat den Transistor erfunden?
• Wie funktionieren Transistoren?

Beantwortet von: Stephen Portz, Technologie-Lehrer, Space Coast Middle School, FL
Es gibt zwei Haupttypen von Transistoren-Junction-Transistoren und Feldeffekttransistoren.Jeder arbeitet anders. Aber die Nützlichkeit eines Transistors kommt von seinerFähigkeit, einen starken Strom mit einer schwachen Spannung zu steuern. Zum Beispiel verstärken (verstärken) Transistoren in einem öffentlichen Adresssystem die schwache Spannung, die erzeugt wird, wenn eine Person in ein Mikrofon spricht. Die Elektrizität, die von den Transistoren kommt, ist stark genug, um einen Lautsprecher zu betreiben, der Geräusche erzeugt, die viel lauter sind als die Stimme der Person.
SPERRSCHICHTTRANSISTOREN
Ein Sperrschichttransistor besteht aus einem dünnen Stück eines Typs Vonhalbleitermaterial zwischen zwei dickeren Schichten des entgegengesetzten Typs. Zum Beispiel, wennDie mittlere Schicht ist vom p-Typ, die äußeren Schichten müssen vom n-Typ sein. Ein solcher Transistor ist NPN-Transistor. Eine der äußeren Schichten wird als Emitter und die andere als Kollektor bezeichnet. Die mittlere Schicht ist die Basis. Die Stellen, an denen der Emitter den Emitter und die Basis den Kollektor verbindet, werden als Übergänge bezeichnet.
Die Schichten eines NPN-Transistors müssen mit der richtigen Spannung verbunden sein. Diespannung der Basis muss positiver sein als die des Emitters. Die Spannung deskollektor wiederum muss positiver sein als die der Basis. Die Spannungen sindvon einer Batterie oder einer anderen Gleichstromquelle geliefert.Der Emitter liefert Elektronen. Die Basis zieht diese Elektronen aus dem Emitter, weiles hat eine positivere Spannung als der Emitter. Diese Bewegung von Elektronen Erstelltelektrizitätsfluss durch den Transistor.
Der Strom fließt vom Emitter zum Kollektor durch die Basis. Änderungen in der an die Basis angeschlossenen Spannung ändern den Stromfluss, indem die Anzahl der Elektronen in der Basis geändert wird. Auf diese Weise können kleine Änderungen der Basisspannung große Verursachenänderungen des aus dem Kollektor fließenden Stroms.
Hersteller stellen auch PNP-Sperrschichttransistoren her. In diesen Vorrichtungen sind der Emitter undkollektor ist sowohl ein p-Typ-Halbleitermaterial als auch die Basis ist n-Typ. Ein PNP-Übergangstransistor arbeitet nach dem gleichen Prinzip wie ein NPN-Transistor. Aber es unterscheidet sich in einemrespekt. Der Hauptstromfluss in einem PNP-Transistor wird gesteuert, indem die Anzahl der Löcher und nicht die Anzahl der Elektronen in der Basis geändert wird. Auch diese Art Vontransistor funktioniert nur dann ordnungsgemäß, wenn die negativen und positiven Verbindungen dazu vorhanden sindvers zu denen des NPN-Transistors.
FELDEFFEKTTRANSISTOREN
Ein Feldeffekttransistor hat nur zwei Schichten aus Halbleitermaterial, eine über der anderen. Strom fließt durch eine der Schichten, genanntder Kanal. Eine an die andere Schicht angeschlossene Spannung, das so genannte Gate, stört den im Kanal fließenden Strom. Somit steuert die an das Gate angeschlossene Spannung diestärke des Stroms im Kanal. Es gibt zwei grundlegende Arten von Feldeffekttransistoren – der Sperrschichtfeldeffekttransistor(JFET) und der Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET). Die meisten Transistoren, die heute enthalten sindintegrierte Schaltungen sind MOSFETS.
Beantwortet von: Justin Shores, Gymnasiast