Transistor: layunin, aparato at mga prinsipyo ng pagpapatakbo

Tingnan ang unang bahagi ng artikulo dito: Kasaysayan ng transistor.

Ano ang ibig sabihin ng pangalang "transistor"

Ang transistor ay hindi agad nakatanggap ng ganoong pamilyar na pangalan. Sa una, sa pamamagitan ng pagkakatulad sa pamamaraan ng lampara, tinawag ito semiconductor triode. Ang modernong pangalan ay binubuo ng dalawang salita. Ang unang salita ay "transfer" (dito, naalala ko kaagad ang "transpormer") ay nangangahulugang isang transmiter, converter, at tagadala. At ang pangalawang kalahati ng salita ay kahawig ng salitang "risistor" - isang detalye ng mga de-koryenteng circuit, ang pangunahing pag-aari na kung saan ay resistensya sa koryente.

Ito ay ang pagtutol na nangyayari sa batas ng Ohm at maraming iba pang mga formula ng electrical engineering. Samakatuwid, ang salitang "transistor" ay maaaring bigyang kahulugan bilang isang pagtutol ng pagtutol. Tungkol sa katulad ng sa hydraulics, ang pagbabago sa daloy ng likido ay kinokontrol ng isang balbula. Para sa isang transistor, ang gayong "balbula" ay nagbabago ng halaga ng mga singil ng kuryente na lumilikha ng isang kasalukuyang kasalukuyang kuryente. Ang pagbabagong ito ay walang iba kundi ang pagbabago sa panloob na paglaban ng isang aparato ng semiconductor.

Pagpapahiwatig ng mga de-koryenteng signal

Ang pinaka-karaniwang operasyon na isinasagawa transistoray pagpapalakas ng mga de-koryenteng signal. Ngunit hindi ito ang tamang expression, dahil ang mahinang signal mula sa mikropono ay nananatiling ganoon.

Kinakailangan din ang amplification sa radyo at telebisyon: ang mahinang signal mula sa isang bilyong watt antenna ay dapat na palakasin sa isang lawak na lumilitaw ang isang tunog o imahe sa screen. At ito ay isang kapangyarihan ng maraming mga sampu, at sa ilang mga kaso daan-daang mga watts. Samakatuwid, ang proseso ng pagpapalakas ay nabawasan upang matiyak na sa tulong ng karagdagang mga mapagkukunan ng enerhiya na natanggap mula sa power supply, upang makakuha ng isang malakas na kopya ng isang mahina signal signal. Sa madaling salita, ang isang mababang-lakas na input ay nagpapasigla ng malakas na daloy ng enerhiya.

Pagpapahiwatig sa iba pang mga lugar ng teknolohiya at kalikasan

Ang ganitong mga halimbawa ay matatagpuan hindi lamang sa mga de-koryenteng circuit. Halimbawa, kapag pinindot mo ang pedal ng gas, ang bilis ng pagtaas ng kotse. Kasabay nito, hindi mo kailangang pindutin nang husto ang gas pedal - kung ihahambing sa kapangyarihan ng engine, ang presyon sa pedal ay bale-wala. Upang mabawasan ang bilis, ang pedal ay kailangang palayain nang medyo, upang mapahina ang epekto ng pag-input. Sa sitwasyong ito, ang gasolina ay isang malakas na mapagkukunan ng enerhiya.

Ang parehong epekto ay maaaring sundin sa hydraulics: napakaliit na ginugol sa pagbubukas ng isang electromagnetic valve, halimbawa sa isang tool ng makina. At ang presyon ng langis sa piston ng mekanismo ay maaaring lumikha ng isang puwersa ng maraming tonelada. Ang puwersa na ito ay maaaring maiakma kung ang isang naaangkop na balbula ay ibinibigay sa pipe ng langis, tulad ng sa isang maginoo na gripo. Bahagyang natakpan - bumagsak ang presyon, bumaba ang presyon. Kung nagbukas ka nang higit pa, tumindi ang presyon.

Hindi rin kinakailangan na gumawa ng mga espesyal na pagsisikap upang i-on ang balbula. Sa kasong ito, ang pumping station ng makina ay isang panlabas na mapagkukunan ng enerhiya. At mayroong isang mahusay na maraming magkakatulad na impluwensya sa kalikasan at teknolohiya. Ngunit pa rin, mas interesado kami sa transistor, kaya dapat nating isaalang-alang pa ...

Signal amplifier

Sa karamihan ng mga amplifying circuit, transistors o electronic tubes ay ginagamit bilang isang variable na risistor, ang paglaban kung saan nagbabago sa ilalim ng impluwensya ng isang mahinang signal ng pag-input. Ang "variable risistor" ay isang mahalagang bahagi ng DC circuit, na tumatanggap ng kapangyarihan, halimbawa, mula sa galvanic cells o mga baterya, kaya ang isang palaging kasalukuyang nagsisimula na dumaloy sa circuit. Ang paunang halaga ng kasalukuyang ito (wala pang signal signal) ay naka-set kapag nagse-set up ang circuit.

Sa ilalim ng pagkilos ng signal ng pag-input, ang panloob na pagtutol ng aktibong elemento (transistor o lampara) ay nagbabago sa oras kasama ang signal ng pag-input. Samakatuwid, ang direktang kasalukuyang ay nagiging alternating kasalukuyang, lumilikha ng isang malakas na kopya ng input signal sa pagkarga. Kung gaano tumpak ang kopya na ito ay depende sa maraming mga kundisyon, ngunit pag-uusapan natin ito mamaya.

Ang pagkilos ng signal signal ay halos kapareho sa gas pedal na nabanggit sa itaas o ang balbula sa haydroliko na sistema. Upang maunawaan kung ano ang tulad ng isang balbula ng gate sa isang transistor, dapat mong sabihin, hindi bababa sa pinasimple, ngunit totoo at maliwanag tungkol sa ilang mga proseso sa semiconductors.

Pag-uugali at istraktura ng atom

Ang isang electric current ay nilikha dahil sa paggalaw ng mga electron sa conductor. Upang maunawaan kung paano nangyari ito, kailangan mong isaalang-alang ang istraktura ng atom. Ang pagsasaalang-alang, siyempre, ay magiging pinasimple hangga't maaari, kahit na primitive, ngunit pinapayagan kang maunawaan ang kakanyahan ng proseso, hindi hihigit sa kinakailangan upang mailarawan ang pagpapatakbo ng mga semiconductors.

Noong 1913, iminungkahi ng pisikong pisistiko na si Niels Bohr ang isang planetary na modelo ng atom, na ipinapakita sa Figure 1.

Larawan 1. Modelong planeta atom

Ayon sa kanyang teorya, ang isang atom ay binubuo ng isang nucleus, na, naman, ay binubuo ng mga proton at neutron. Ang mga proton ay mga carrier ng isang positibong singil ng kuryente, at ang mga neutron ay neutral na neutral.

Sa paligid ng nucleus, ang mga electron ay umiikot sa mga orbit na ang negatibong singil ng kuryente. Ang bilang ng mga proton at elektron sa isang atom ay pareho, at ang singil ng kuryente ng nucleus ay balanse sa pamamagitan ng kabuuang singil ng mga elektron. Sa kasong ito, sinabi nila na ang atom ay nasa isang estado ng balanse o electrically neutral, iyon ay, hindi ito nagdadala ng positibo o negatibong singil.

Kung ang isang atom ay nawawala ang isang elektron, kung gayon ang singil ng kuryente nito ay nagiging positibo, at ang mismong atom sa kasong ito ay nagiging isang positibong ion. Kung ang isang atom ay naglalagay sa sarili ng isang dayuhang elektron, kung gayon ito ay tinatawag na isang negatibong ion.

Ipinapakita ng Figure 2 ang isang fragment ng pana-panahong talahanayan. Bigyang-pansin natin ang rektanggulo kung saan matatagpuan ang silikon (Si).

Larawan 2. Fragment ng pana-panahong talahanayan

Sa ibabang kanang sulok ay isang haligi ng mga numero. Ipinakita nila kung paano ipinamamahagi ang mga electron sa ibabaw ng mga orbit ng atom - ang ibabang numero na pinakamalapit sa core ng orbit. Kung titingnan mo nang mabuti ang Larawan 1, masasabi nating may kumpiyansa na mayroon kaming isang atom na silikon na may pamamahagi ng elektron na 2, 8, 4. Ang Figure 1 ay madulas, halos ipinapakita nito na ang mga orbits ng mga electron ay spherical, ngunit para sa karagdagang pangangatwiran, maaari nating ipalagay na sila ay nasa parehong eroplano, at ang lahat ng mga electron ay tumatakbo kasama ang parehong track, tulad ng ipinapakita sa Figure 3.

Larawan 3

Ang mga titik na Latin sa figure ay nagpapahiwatig ng shell. Depende sa bilang ng mga electron sa isang atom, ang kanilang bilang ay maaaring magkakaiba, ngunit hindi hihigit sa pitong: K = 2, L = 8, M = 18, N = 32, O = 50, P = 72, Q = 98. Sa bawat orbit, maaari itong maging isang tiyak na bilang ng mga elektron. Halimbawa, sa huling Q mayroong kasing dami ng 98, mas mababa ang posible, hindi na. Sa totoo lang, sa mga tuntunin ng aming kuwento, ang pamamahagi na ito ay maaaring hindi papansinin: kami ay interesado lamang sa mga electron na matatagpuan sa panlabas na orbit.

Siyempre, sa katunayan, ang lahat ng mga electron ay hindi umiikot sa parehong eroplano sa lahat: kahit na 2 elektron na nasa isang orbit na may pangalang K umiikot sa mga spherical orbits na matatagpuan malapit na. At ano ang masasabi natin tungkol sa mga orbit na may mas mataas na antas! Naganap ito ... Ngunit para sa pagiging simple ng pangangatuwiran, ipinapalagay namin na ang lahat ay nangyayari sa isang eroplano, tulad ng ipinapakita sa Figure 3.

Sa kasong ito, kahit na ang kristal na sala-sala ay maaaring iharap sa isang patag na form, na mapadali ang pag-unawa sa materyal, kahit na sa katunayan ito ay mas kumplikado. Ang flat grid ay ipinapakita sa Figure 4.

Larawan 4

Ang mga electron ng panlabas na layer ay tinatawag na valence. Ito ang mga ipinapakita sa pigura (ang mga natitirang elektron ay hindi mahalaga para sa aming kwento).Sila ang nakikilahok sa unyon ng mga atomo sa mga molekula, at kapag lumilikha ng iba't ibang mga sangkap, tinutukoy nila ang kanilang mga katangian.

Sila ang maaaring makalas sa atom at malayang gumala, at kung mayroong ilang mga kundisyon, lumikha ng isang electric current. Bilang karagdagan, ito ay nasa panlabas na mga shell na nangyayari ang mga proseso na nagreresulta sa mga transistors - mga aparato ng pagpapalakas ng semiconductor.

Pagpapatuloy ng artikulo: Mga Transistor Bahagi 2. Mga conductor, insulators at semiconductors.

Boris Aladyshkin

Comments

[#1]

Kadalasan ay natagpuan ang konsepto ng mga transistor, ngunit hindi man inisip na ang lahat ay sobrang kumplikado at kawili-wili. Marami akong natutunan para sa aking sarili, ngunit ang mga transistor ay naroroon sa halos lahat ng kagamitan.

[#2]

Narinig mo na ba ang tungkol sa pagkakaroon ng mga uri ng pnp at npn? Nagtatrabaho sila sa ganap na magkakaibang paraan. Ang artikulo ay tumalakay lamang sa isang form. Hindi ka nakikipag-ayos at ito ay nanligaw.

[#3]

Ang parehong epekto ay maaaring sundin sa hydraulics: napakaliit na enerhiya ay ginagamit upang buksan ang isang electromagnetic balbula, halimbawa, sa isang tool ng makina.