Transistoren sind eine der wichtigsten Erfindungen des 20. Jahrhunderts. Sie finden sie in fast jedem elektronischen Gerät, von Radios über Fernseher bis hin zu Computern. Aber was ist ein Transistor und wie funktioniert er?

Was ist ein Transistor?

Ein Transistor ist ein elektronisches Gerät mit drei Anschlüssen, das elektronische Signale verstärkt oder schaltet. Seine wesentlichen Bestandteile sind zwei Halbleitermaterialien, typischerweise Silizium, mit gegensätzlichen Eigenschaften, bekannt als p-Typ und n-Typ.

Wenn die beiden Materialien zusammengebracht werden, bilden sie eine Sperrschichtbarriere. Diese Schicht wirkt wie ein Schalter, der elektrischen Strom durchfließen lässt oder nicht durchfließen lässt, je nachdem, welche Spannung am dritten Anschluss, dem sogenannten Gate, anliegt.

Transistoren sind in fast allen elektronischen Geräten zu finden und sind kritische Komponenten von integrierten Schaltkreisen oder Chips. Transistoren wurden 1947 von John Bardeen, Walter Brattain und William Shockley von den Bell Laboratories erfunden und revolutionierten die Elektronik, indem sie kleinere, billigere und zuverlässigere Geräte ermöglichten.

Transistoren bestehen aus drei Hauptteilen:

  • Base
  • Kollektor
  • Sender

Der Basisanschluss steuert den Stromfluss zwischen den beiden anderen Anschlüssen. Der Kollektor sammelt den von der Basis kommenden Strom und der Emitter gibt den Strom vom Kollektor ab.

Transistoren können entweder als Verstärker oder Schalter arbeiten. Ein Transistor erhöht den durch ihn fließenden Strom, wenn er als Verstärker verwendet wird. Transistoren können den Stromfluss ein- oder ausschalten, wenn sie als Schalter verwendet werden.

Wie funktioniert ein Transistor?

Die Funktionsweise eines Transistors ist recht einfach. Wenn kein Strom durch den Basisanschluss fließt, befindet sich der Transistor in seinem "Aus"-Zustand. Das bedeutet, dass kein Strom durch die Kollektor- und Emitteranschlüsse fließen kann.

Wenn Strom an den Basisanschluss angelegt wird, geht der Transistor in seinen "Ein"-Zustand. Dadurch kann der Strom durch die Kollektor- und Emitteranschlüsse fließen. Die Strommenge, die durch den Transistor fließen kann, hängt von der an den Basisanschluss angelegten Menge ab.

Was machen Transistoren? Anwendungen von Transistoren

Transistoren sind in einer Vielzahl elektronischer Geräte zu finden und haben ein breites Anwendungsspektrum.

Computer-Speicherchips

Eine der häufigsten Anwendungen für Transistoren ist in Speicherchips für Computer. Diese Chips speichern Informationen als elektrische Ladungen, und die Transistoren verhalten sich wie winzige Schalter, die die Ladungen ein- und ausschalten können. Dies macht sie ideal zum Speichern von Daten, da sie viele Informationen auf kompaktem Raum enthalten können. Außerdem sind sie schnell, was für Computer unerlässlich ist, die schnell auf große Datenmengen zugreifen müssen.

Schalter

Transistoren werden oft als Schalter verwendet, weil sie schnell ein- und ausschalten. Das macht sie ideal für digitale Schaltungen, wo sie den Stromfluss mit großer Präzision steuern können.

Verstärker

Eine weitere Verwendung für Transistoren sind Verstärker. Verstärker nehmen eine kleine elektrische Signal und verstärken es, wodurch es stärker wird. Die erste kommerzielle Anwendung von Transistoren fand in Hörgeräten und Taschenradios statt. Heutzutage haben Transistoren eine Vielzahl von Anwendungen zur Audioverstärkung, wie z. B. Stereosysteme und Musikinstrumentenverstärker.

Digitale Logikschaltungen

Transistoren werden auch in digitalen Logikschaltungen verwendet. Digitale Logikschaltungen sind die Bausteine ​​der digitalen Elektronik, wie Computer und Mobiltelefone. Diese Schaltungen verwenden Transistoren, um boolesche Logikoperationen auszuführen, die die Grundlage für alle digitalen Berechnungen bilden.

Transistoren sind die Bausteine ​​moderner Elektronik

Seit der Erfindung des ersten Transistors im Jahr 1947 haben wir einen langen Weg zurückgelegt. Heutzutage findet man Transistoren in allem, von Mobiltelefonen bis hin zu Autos, und spielen eine wesentliche Rolle in unserem Leben.

Auch wenn Sie nicht viel darüber nachdenken, sorgen Transistoren hinter den Kulissen dafür, dass Ihr Telefon klingelt, Ihr Auto startet und Ihre Lieblingssendung im Fernsehen läuft. Hoffentlich hat Ihnen dies ein besseres Verständnis für eine der grundlegendsten Komponenten in der gesamten Elektronik vermittelt.