Elektronische Bauelemente: Warum Transistoren erfunden
Denken Sie an einen Transistor als elektronischer Hebel. Ein Hebel ist ein Gerät, das durch Ausüben einer geringen Aufwand Sie heben eine große Last ermöglicht. Im Wesentlichen verstärkt ein Hebel Ihre Mühe. Das ist, was ein Transistor funktioniert: Es lässt Sie einen kleinen Strom verwenden, um einen viel größeren Strom zu steuern.
Die Grundidee hinter einem Transistor ist, dass es den Stromfluss durch einen Kanal durch Verändern der Intensität eines wesentlich kleineren Strom, der durch einen zweiten Kanal das ist fließenden steuern können.
Wie Sie sehen können, kommen Transistoren in einer Vielzahl von verschiedenen Größen und Formen. Eine Sache, die alle diese Transistoren gemeinsam haben, ist, dass sie jeweils drei Leitungen.
Vorrichtungen, die die Funktion der Transistoren durchgeführt hatte schon seit 30-40 Jahre vor der Erfindung des Transistors. Sie wurden genannt Vakuumröhren. Ein Vakuumrohr bestand aus einer Vakuumkammer aus Glas oder Metall, einem Heizelement, das den Raum innerhalb der Kammer erwärmt, und Elektroden, die in die Kammer vorsteht.
Eine bestimmte Art von Vakuumröhre wurde genannt triode- es hatte drei Elektroden. In einer Triode, die ein großer Strom durch zwei der Elektroden fließt (genannt Anode und das Kathode) Könnte, indem ein Drahtgitter (das so genannte geregelt werden Steuergitter) zwischen der Kathode und der Anode. einen kleinen Strom zu diesem Gitter Anwendung verlangsamt den Fluss der Elektronen zwischen der Kathode und der Anode nach unten.
Es dauerte nicht lange, um herauszufinden, dass Sie eine fluktuierende Signal, wie beispielsweise ein Radio oder Audio-Welle auf dem Steuergitter verwenden könnten. Wenn man das tat, gefolgt der Strom an der Anode um die Schwankungen des Steuergitterstrom, jedoch mit wesentlich größeren Schwankungen. Somit war die Triode eine elektronische Hebel: Kleine Variationen in der Strom an das Steuergitter amplifiziert wurden an der Anode große Schwankungen in Strom zu erzeugen.
Die Vakuumröhre Trioden wurde 1907 und war der Schlüssel Erfindung patentiert, die die Entwicklung von Radio, Fernsehen und Computer aktiviert. Aber Vakuumröhren hatten viele gravierende Einschränkungen: Sie waren teuer in der Herstellung, groß (die Kleinen über die Größe der Daumen waren), eine Menge Energie benötigt, um arbeiten, viel Wärme erzeugt, und dauerte nur wenige Jahre, bevor sie verbrannte sich aus.
Der Transistor hat all das verändert. Ein Transistor führt die gleiche Funktion wie eine Vakuumröhre Triode, jedoch unter Verwendung von Halbleiterübergängen anstelle von beheizten Elektroden in einer Vakuumkammer.
Obwohl der Transistor nicht nichts getan hat, dass die Vakuumröhre Trioden nicht bereits tun, es tat es in einer radikal anderen Art und Weise, die große Vorteile gegenüber der Vakuumröhre hatte. Die ersten Transistoren waren klein, benötigt sehr wenig Strom zu betreiben, erzeugt viel weniger Wärme und dauerte viel länger als Vakuumröhren.