Elektronica Componenten: waarom transistors zijn uitgevonden - dummies

Denk aan een transistor als een elektronische hefboom. Een hendel is een apparaat waarmee u een grote last op kunt tillen door een kleine inspanning te leveren. In wezen versterkt een hendel uw inspanning. Dat is wat een transistor doet: het laat je een kleine stroom gebruiken om een ​​veel grotere stroom te regelen.

Het basisidee achter een transistor is dat je de stroomstroom door één kanaal kunt regelen door de intensiteit van een veel kleinere stroom die door een tweede kanaal stroomt te variëren.

Zoals u kunt zien, zijn transistors in verschillende grootten en vormen verkrijgbaar. Eén ding hebben al deze transistors gemeen dat ze elk drie leads hebben.

Apparaten die de functie van transistors vervulden, waren al 30-40 jaar aanwezig vóór de uitvinding van de transistor. Ze werden vacuümbuizen genoemd. Een vacuümbuis bestond uit een vacuümkamer gemaakt van glas of metaal, een verwarmingselement dat de ruimte in de kamer verwarmde, en elektroden die in de kamer uitstaken.

Een specifiek type vacuümbuis werd een triode genoemd; het had drie elektroden. In een triode kan een grote stroom die door twee van de elektroden stroomt (de anode en de kathode ) worden geregeld door een draadrooster te plaatsen (het besturingsrooster <) tussen de kathode en de anode. Het toepassen van een kleine stroom op dit rooster vertraagde de stroom van elektronen tussen de kathode en de anode.

Het duurde niet lang voordat je erachter kwam dat je een fluctuerend signaal zoals een radio- of audiogolf op het controlepaneel kon gebruiken. Toen je dat deed, volgde de stroom op de anode de fluctuaties van de stroom van het regelrooster, maar met veel grotere variaties. De triode was dus een elektronische hefboom: kleine stroomvariaties in het regelrooster werden versterkt om grote stroomvariaties aan de anode te creëren.

De vacuümbuistriode werd in 1907 gepatenteerd en was de belangrijkste uitvinding die de ontwikkeling van radio, televisie en computers mogelijk maakte. Maar vacuümbuizen hadden veel ernstige beperkingen: ze waren duur in de productie, groot (de kleintjes waren ongeveer zo groot als je duim), vereisten veel vermogen om te werken, genereerden veel warmte en duurden slechts een paar jaar voordat ze brandde zichzelf uit.

De transistor heeft dat allemaal veranderd. Een transistor heeft dezelfde functie als een triode met vacuümbuizen, maar met behulp van halfgeleiderovergangen in plaats van verwarmde elektroden in een vacuümkamer.

Hoewel de transistor niets deed dat de vacuümbuistriode nog niet deed, deed hij het op een radicaal andere manier die enorme voordelen had ten opzichte van de vacuümbuis.De vroegste transistors waren klein, vereisten weinig vermogen om te werken, genereerden veel minder warmte en duurden veel langer dan vacuümbuizen.