Hvordan transistorer fungerer
Transistorer er anordninger, der styrer elektronernes bevægelse og dermed elektricitet. De fungerer lidt ligesom en vandhane – ikke alene starter og stopper de strømmen, men de styrer også strømmenes størrelse. Med elektricitet kan transistorer både skifte eller forstærke elektroniske signaler, så man kan styre strømmen gennem et printkort med præcision.
De transistorer, der blev fremstillet på Bell Labs, blev oprindeligt fremstillet af grundstoffet germanium. Forskerne der vidste, at rent germanium var en god isolator. Men ved at tilsætte urenheder (en proces kaldet doping) blev germanium ændret til en svag leder eller halvleder. Halvledere er materialer, der har egenskaber, der ligger mellem isolatorer og ledere, og som tillader elektrisk ledningsevne i varierende grad.
Vejledning
Den tidsmæssige placering af opfindelsen af transistorer var ikke tilfældig. For at fungere korrekt kræver transistorer rene halvledermaterialer. Det var tilfældigvis lige efter Anden Verdenskrig, at forbedringer i germaniumforædlingen samt fremskridt inden for doping gjorde germanium egnet til halvlederanvendelser.
Afhængigt af det element, der blev anvendt til doping, var det resulterende germaniumlag enten af negativ type (N-type) eller af positiv type (P-type). I et N-type lag tilføjede det doterende element elektroner til germaniumet, hvilket gjorde det lettere for elektroner at strømme ud. Omvendt fik specifikke doteringselementer i et P-type lag germanium til at miste elektroner, således at elektroner fra tilstødende materialer strømmede mod det.
Placér N-type og P-type ved siden af hinanden, og du skaber en P-N diode. Denne diode tillader en elektrisk strøm at flyde, men kun i én retning, hvilket er en nyttig egenskab i konstruktionen af elektroniske kredsløb.
Fuldgyldige transistorer var det næste skridt. For at skabe transistorer lagde ingeniører doteret germanium i lag, så der blev lavet to lag ryg mod ryg i en konfiguration af enten P-N-P eller N-P-N. Kontaktpunktet blev kaldt et junction, deraf navnet junctionstransistor.
Med en elektrisk strøm tilført til det midterste lag (kaldet basen) vil elektroner bevæge sig fra N-type siden til P-type siden. Den indledende lille rislen fungerer som en kontakt, der tillader en meget større strøm at flyde. I et elektrisk kredsløb betyder det, at transistorer fungerer både som afbryder og forstærker.
I dag anvender kommerciel elektronik i stedet for germanium siliciumbaserede halvledere, som er mere pålidelige og billigere end germaniumbaserede transistorer. Men da teknologien først slog igennem, var germaniumtransistorer i udbredt brug i mere end 20 år.