晶体管

技术

2022

我们解释了晶体管是什么、它的起源以及它是如何工作的。此外,晶体管及其集成电路的类型。

晶体管起源于需要控制电流的流动。

什么是晶体管?

它被称为晶体管(来自英文:反式参考systor,“传输电阻器”)到一种半导体电子设备,能够响应输入信号修改电输出信号,用作放大器、开关、振荡器或整流器。

它是一种常用于许多设备的设备,例如手表、灯、断层扫描仪、手机、收音机、 电视机 最重要的是,作为集成电路(芯片或微芯片)的组成部分。

晶体管起源于需要控制电流 电流 在各种应用中,作为领域发展的一部分 电子产品.它的直接前身是加拿大 Julius Edgar Lilienfeld 于 1925 年发明的一种装置,但直到本世纪中叶才能使用半导体材料(而不是真空管)实现。

在这方面的第一个成就在于通过将电信号传导到应用于锗晶体的两个金支柱来扩展电信号的功率。

晶体管名称是由美国工程师 John R. Pierce 从贝尔实验室设计的第一个模型中提出的。 1948年第一个接触晶体管出现在德国,而第一个高频晶体管则是1953年在美国发明的。

这些是迈向 20 世纪下半叶电子爆炸的第一步,除其他外,这使得电子设备的发展成为可能。 电脑.

当今的晶体管结构中使用诸如锗 (Ge)、硅 (Si)、砷化镓 (GaAs) 或硅与锗或硅与铝的合金等材料。根据所使用的材料,该设备将能够承受一定的电压和 温度 电阻加热最大。

晶体管是如何工作的?

每个晶体管由三个元件组成:基极、集电极和发射极。

晶体管在电流上工作,作为放大器(接收弱信号并产生强信号)或作为相同的开关(接收信号并将其切断)工作。这取决于晶体管在特定时刻占据三个位置中的哪一个,以及:

  • 在活跃。允许通过可变电流水平(或多或少的电流)。
  • 分段的。它不会让电流通过。
  • 处于饱和状态。它允许所有电流通过(最大电流)。

从这个意义上说,晶体管就像管道中的旋塞阀:如果它完全打开,它就会让所有的流量进入 ,如果它关闭,它不会让任何东西通过,而在中间位置,它会让或多或少的水通过。

现在,每个晶体管都由三个元素组成:基极、集电极和发射极。第一个是在发射极(电流进入的地方)和集电极(电流离开的地方)之间的中介。反过来,它由较低的电流激活,不同于晶体管调制的电流。

这样,如果基极不接收电流,则晶体管位于截止位置;如果它接收到一个中间电流,则基极将打开一定量的流量;如果底座接收到足够的电流,那么大坝将完全打开,完整的调制电流将通过。

因此可以理解,晶体管作为一种控制数量的方式工作 这发生在某个时刻,从而允许构建相互关联的逻辑关系。

晶体管的种类

有几种类型的晶体管:

  • 点接触晶体管。也称为“接触尖端”,它是最古老的晶体管类型,并在锗基上工作。这是一项革命性的发明,尽管它难以制造、易碎且嘈杂。今天它不再使用。
  • 双极结型晶体管。在半导体材料的晶体上制造,该晶体以选择性和受控的方式被污染 原子 砷或磷(供体 电子),从而产生基区、发射区和集电极区。
  • 场效应晶体管。在这种情况下,使用硅棒或一些其他类似的半导体,在其端子中建立欧姆端子,从而通过正电压工作。
  • 光电晶体管。他们被称为这种方式的敏感晶体管到 ,在接近可见光的光谱中。这样它们就可以通过电磁波进行远距离操作。

集成电路

集成电路是硅或其他半导体的小型结构。

集成电路更广为人知的名称是芯片或微芯片,它们是封装在硅或其他半导体中的小型结构 塑料 陶瓷,我们通常在各种设备(计算机、计算器、电视等)的电子面板中找到它。

这些电路由放置在薄片上的许多微型晶体管和电阻器组成,以有效地执行处理电信号的任务,例如 放大.

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