Een transistor is een elektronische component die in een circuit wordt gebruikt om een grote hoeveelheid te regelen huidige of Spanning met een kleine hoeveelheid spanning of stroom. Dit betekent dat het kan worden gebruikt om elektrische signalen of stroom te versterken of te schakelen (corrigeren), waardoor het in een breed scala aan elektronische apparaten kan worden gebruikt.
Dit gebeurt door een halfgeleider tussen twee andere halfgeleiders te klemmen. Omdat de stroom wordt overgedragen over een materiaal dat normaal gesproken 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 uit 1928 in Duitsland, hoewel ze nooit lijken te zijn gebouwd, of tenminste niemand beweerde ooit te hebben gebouwd. De drie natuurkundigen ontvingen voor dit werk de Nobelprijs voor de natuurkunde 1956.
Basis punt-contact transistorstructuur
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 potentiaal. Sommige halfgeleiders zullen dat wel 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 het positieve afdrijven. Andere halfgeleiders zullen dat wel zijn p-type, in welk geval de elektronen "gaten" vullen in de atomaire elektronenschillen, wat betekent dat het zich gedraagt alsof een positief deeltje beweegt van de positieve elektrode naar de negatieve elektrode. 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 daartussen zit een p-type halfgeleidermateriaal. Als je je voorstelt dat zo'n apparaat op een batterij is aangesloten, zul je zien hoe de transistor werkt:
- de n-type gebied bevestigd aan het negatieve uiteinde van de batterij helpt elektronen naar het midden te drijven p-type regio.
- de n-type gebied dat aan het positieve uiteinde van de batterij is bevestigd, helpt langzame elektronen die uit de batterij komen p-type regio.
- de p-type regio in het centrum 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 vacuüm buizen die eerder werden gebruikt, was de transistor een geweldige 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 op te noemen.
Sommigen beschouwen de transistor als de grootste uitvinding van de 20e eeuw sinds hij zoveel andere elektronische ontwikkelingen opende. Vrijwel elk modern elektronisch apparaat heeft een transistor als een van de belangrijkste actieve componenten. Omdat ze de bouwstenen zijn van microchips, kunnen computers, telefoons en andere apparaten niet bestaan zonder transistors.
Andere soorten transistors
Er is een grote verscheidenheid aan transistortypen die sinds 1948 zijn ontwikkeld. Hier is een lijst (niet noodzakelijk uitputtend) van verschillende soorten transistors:
- Bipolaire junctie-transistor (BJT)
- Veldeffecttransistor (FET)
- Heterojunctie bipolaire transistor
- Unijunction-transistor
- Dual-gate FET
- Lawine transistor
- Dunne-filmtransistor
- Darlington-transistor
- Ballistische transistor
- FinFET
- Transistor met drijvende poort
- Omgekeerde T-effecttransistor
- Draai transistor
- Fototransistor
- Bipolaire transistor met geïsoleerde poort
- Single-electron transistor
- Nanofluïdische transistor
- Trigate transistor (Intel prototype)
- Ionengevoelige FET
- Fast-reverse epitaxale diode FET (FREDFET)
- Elektrolyt-oxide-halfgeleider-FET (EOSFET)
Bewerkt door Anne Marie Helmenstine, Ph.D.