Когда исследователи из AT&T Bell Labs, в начале июля 1948 года, сообщили о создании полупроводникового прибора под названием транзистор, то эта новость не сразу получила огласку.
В те годы электроника базировалась на малоэффективных лампах. Однако появление более экономичного и компактного прибора, способного работать при меньшем напряжении питания, долгие годы не вызывало большого интереса по причине его недостатков. Лишь потом, доработанный и усовершенствованный, он стал основой электроники. Вместе с экспертами в сфере продаж электронных компонентов — компанией «ЗУМ-СМД» узнаем о принципе работы транзистора и поговорим об истории его совершенствования.
Общий принцип работы транзистора
Существует несколько типов транзисторов, которые отличаются параметрами и сферой использования. Общим фактором практически для всех транзисторов является совмещение в этом приборе двух цепей — управляющей и силовой.
Транзисторы могут выполнять функцию усилителя или использоваться в качестве электронного ключа. На их базе строят каскады, которые могут усиливать сигналы различной формы в широком диапазоне напряжения, тока и частоты. Принцип работы основан на усилительных свойствах, когда на вход подается сигнал, от которого в умноженной степени зависит ток и напряжение на выходе (линейно или нелинейно). Необходимая для усиления мощность берется из электропитания.
Также с помощью транзистора, работающего в ключевом режиме, можно управлять практически любыми нагрузками. При этом энергия, затрачиваемая на управление, может быть незначительной. Также они могут контролировать, копировать и искажать электрический сигнал.
История совершенствования транзистора
Первые транзисторы были выполнены на полупроводниках из германия, который терял свои свойства уже при 77⁰С. Вторым основным минусом этих приборов было то, что производители не могли добиться идентичности параметров. Разброс некоторых значений, даже из одной партии изготовления, был настолько большим, что приходилось подбирать прибор экспериментально из нескольких экземпляров.
Все эти факторы, плюс сравнительно невысокий коэффициент усиления, удерживали превосходство транзистора над электронными лампами. Но со временем были разработаны транзисторы, которые смогли работать в тех областях электроники, где возможности ламп заканчивались. Среди них были:
- низковольтная компактная электроника;
- сверхвысокочастотная техника;
- интегральные компоненты.
С появлением высоковольтных транзисторов, способных работать от 250 В до нескольких тысяч вольт, от электронных ламп начали избавляться. Уже в 90-е годы электронные лампы стали уступать существующей базе полупроводниковых компонентов. Отставание стало заметным по таким параметрам:
- экономичность;
- долговечность использования;
- компактность и портативность;
- температурный режим и пр.
Производители, которые продолжали использовать электролампы с имеющейся и уже налаженной базой, столкнулись с новой проблемой — неконкурентной способностью старой продукции. В итоге многим предприятиям пришлось кардинально реформировать производство, переходя на выпуск электроники, построенной на полупроводниковой базе. Таким образом транзистор стал базовым элементом современной электроники. И похоже останется им навсегда.