Elektronik Bauteile: Warum Transistoren erfunden wurden - Dummies

Stellen Sie sich einen Transistor als elektronischen Hebel vor. Ein Hebel ist ein Gerät, mit dem Sie eine große Last mit geringem Kraftaufwand heben können. Im Wesentlichen verstärkt ein Hebel Ihre Anstrengung. Das ist es, was ein Transistor tut: Er ermöglicht es, einen kleinen Strom zu verwenden, um einen viel größeren Strom zu steuern.

Die grundlegende Idee hinter einem Transistor ist, dass Sie den Stromfluss durch einen Kanal steuern können, indem Sie die Intensität eines viel kleineren Stroms ändern, der durch einen zweiten Kanal fließt.

Wie Sie sehen, gibt es Transistoren in verschiedenen Größen und Formen. Allen diesen Transistoren ist gemeinsam, dass sie jeweils drei Leitungen haben.

Vorrichtungen, die die Funktion von Transistoren erfüllten, gab es vor der Erfindung des Transistors für 30 bis 40 Jahre. Sie wurden Vakuumröhren genannt. Eine Vakuumröhre bestand aus einer Vakuumkammer aus Glas oder Metall, einem Heizelement, das den Raum in der Kammer erhitzte, und Elektroden, die in die Kammer hineinragten.

Ein spezieller Typ einer Vakuumröhre wurde als Triode bezeichnet; Es hatte drei Elektroden. In einer Triode könnte ein großer Strom, der durch zwei der Elektroden fließt (die Anode und die Kathode genannt) durch die Anordnung eines Drahtgitters (das Steuergitter

Es dauerte nicht lange, bis Sie herausfanden, dass Sie ein schwankendes Signal wie eine Radio- oder Audiowelle im Steuergitter verwenden können. Wenn Sie das taten, folgte der Strom auf der Anode den Schwankungen des Steuergitterstroms, aber mit viel größeren Variationen. Somit war die Triode ein elektronischer Hebel: Kleine Schwankungen im Strom am Steuergitter wurden verstärkt, um große Stromschwankungen an der Anode zu erzeugen.

Die Vakuumröhrentriode wurde 1907 patentiert und war die Schlüsselerfindung, die die Entwicklung von Radio, Fernsehen und Computern ermöglichte. Aber Vakuumröhren hatten viele ernsthafte Einschränkungen: Sie waren teuer in der Herstellung, groß (die kleinen hatten ungefähr die Größe des Daumens), benötigten viel Strom zum Betrieb, erzeugten viel Wärme und dauerten nur ein paar Jahre, bevor sie sich ausgebrannt.

Der Transistor hat das alles verändert. Ein Transistor erfüllt die gleiche Funktion wie eine Vakuumröhrentriode, verwendet jedoch Halbleiterübergänge anstelle von erhitzten Elektroden in einer Vakuumkammer.

Obwohl der Transistor nichts unternahm, was die Vakuumröhrentriode noch nicht tat, tat sie das auf eine radikal andere Weise, die große Vorteile gegenüber der Vakuumröhre hatte.Die ersten Transistoren waren klein, benötigten sehr wenig Strom zum Betrieb, erzeugten viel weniger Wärme und hielten viel länger als Vakuumröhren.