Cum funcționează tranzistorii
Transistorii sunt dispozitive care controlează mișcarea electronilor și, în consecință, a electricității. Ei funcționează cam ca un robinet de apă – nu numai că pornesc și opresc fluxul de curent, dar controlează și cantitatea de curent. Cu ajutorul electricității, tranzistoarele pot atât comuta cât și amplifica semnalele electronice, permițându-vă să controlați cu precizie curentul care se deplasează pe o placă de circuit.
Transistoarele realizate la Bell Labs au fost inițial fabricate din elementul germaniu. Oamenii de știință de acolo știau că germaniul pur este un bun izolator. Dar adăugarea de impurități (un proces numit dopaj) a transformat germaniul într-un conductor slab, sau semiconductor. Semiconductorii sunt materiale care au proprietăți intermediare între izolatori și conductori, permițând conductivitate electrică în grade diferite.
Publicitate
Timparea inventării tranzistoarelor nu a fost întâmplătoare. Pentru a funcționa corect, tranzistorii au nevoie de materiale semiconductoare pure. S-a întâmplat ca imediat după cel de-al Doilea Război Mondial, îmbunătățirile în rafinarea germaniului, precum și progresele în materie de dopaj, să facă germaniul potrivit pentru aplicații semiconductoare.
În funcție de elementul folosit pentru dopaj, stratul de germaniu rezultat era fie de tip negativ (tip N), fie de tip pozitiv (tip P). Într-un strat de tip N, elementul de dopaj adăuga electroni la germaniu, facilitând ieșirea electronilor. Dimpotrivă, într-un strat de tip P, elementele specifice de dopaj făceau ca germaniul să piardă electroni, astfel că electronii din materialele adiacente curgeau spre el.
Colocați tipul N și tipul P adiacente unul față de celălalt și veți crea o diodă P-N. Această diodă permite unui curent electric să circule, dar într-o singură direcție, o proprietate utilă în construcția circuitelor electronice.
Transistorii cu drepturi depline au fost următorul pas. Pentru a crea tranzistoare, inginerii au stratificat germaniu dopat pentru a face două straturi spate în spate, într-o configurație fie P-N-P, fie N-P-N. Punctul de contact a fost numit joncțiune, de unde și denumirea de tranzistor cu joncțiune.
Cu un curent electric aplicat la stratul central (numit bază), electronii se vor deplasa dinspre partea de tip N spre partea de tip P. Micul șuvoi inițial acționează ca un comutator care permite trecerea unui curent mult mai mare. Într-un circuit electric, acest lucru înseamnă că tranzistorii acționează atât ca un comutator, cât și ca un amplificator.
În zilele noastre, în locul germaniului, electronica comercială folosește semiconductori pe bază de siliciu, care sunt mai fiabili și mai accesibili decât tranzistorii pe bază de germaniu. Dar odată ce tehnologia a prins contur, tranzistoarele cu germaniu au fost utilizate pe scară largă timp de peste 20 de ani.
.