Tranzystory są niezbędnymi komponentami w nowoczesnych urządzeniach elektronicznych. Są używane we wszystkim, od komputerów, przez telewizory, po radia. Ale czym dokładnie jest tranzystor i jak działa?
Tranzystor to urządzenie półprzewodnikowe, które umożliwia sterowanie przepływem prądu. Składa się on z trzech warstw materiału półprzewodnikowego, zazwyczaj krzemu, z dwiema warstwami jednego typu materiału (typu p lub typu n) umieszczonymi na warstwie przeciwnego typu. Te trzy warstwy są określane jako emiter, baza i kolektor.
Emiter to warstwa, która emituje lub uwalnia elektrony. Baza to warstwa, która kontroluje przepływ elektronów, podczas gdy kolektor to warstwa, która zbiera elektrony i pozwala im opuścić urządzenie.
Jak działa tranzystor? Warstwa podstawowa jest bardzo cienka, dzięki czemu można ją łatwo kontrolować za pomocą prądu elektrycznego lub napięcia. Przyłożenie niewielkiego prądu do bazy powoduje przepływ znacznie większego prądu z emitera do kolektora. Jest to znane jako wzmocnienie i stanowi podstawę wielu układów elektronicznych.
Z punktu widzenia fizyki, tranzystor działa na zasadzie nośników ładunku. Nośniki ładunku to cząstki przenoszące ładunek elektryczny, takie jak elektrony lub dziury (brak elektronu w materiale półprzewodnikowym). Kontrolując przepływ tych nośników ładunku, tranzystor może być wykorzystywany do wzmacniania lub przełączania sygnałów elektronicznych.
Jedną z kluczowych cech tranzystora jest jego zdolność do przewodzenia. Gdy napięcie jest przyłożone do emitera i kolektora, tranzystor działa jak przełącznik i pozwala na przepływ prądu. Jednakże, gdy do bazy nie jest przyłożone napięcie, tranzystor działa jak obwód otwarty i nie przewodzi prądu.
Emiter jest kluczowym elementem tranzystora, ponieważ odpowiada za emitowanie nośników ładunku. Zazwyczaj jest on domieszkowany zanieczyszczeniami, aby stworzyć nadmiar wolnych elektronów lub dziur, w zależności od typu tranzystora.
Wreszcie, ważne jest, aby zauważyć różnicę między diodą a tranzystorem. Chociaż oba są urządzeniami półprzewodnikowymi, dioda umożliwia przepływ prądu tylko w jednym kierunku, podczas gdy tranzystor może być używany do wzmacniania lub przełączania sygnałów elektronicznych. W diodzie są tylko dwie warstwy materiału półprzewodnikowego, podczas gdy tranzystor ma trzy warstwy.
Podsumowując, tranzystory są podstawowym elementem nowoczesnej elektroniki. Pozwalają one kontrolować przepływ prądu i są wykorzystywane w wielu różnych zastosowaniach. Zrozumienie działania tranzystora wymaga zrozumienia jego trzech warstw, zasad działania nośników ładunku oraz jego zdolności do przewodzenia i wzmacniania sygnałów. Opanowując działanie tranzystora, inżynierowie i technicy mogą tworzyć coraz bardziej złożone i wyrafinowane urządzenia elektroniczne.
Tranzystor przewodzi, gdy do zacisku bazowego zostanie przyłożony niewielki prąd.