Tranzisztor működése egyszerűen elmagyarázva

Úgy döntöttem, indítok egy érdekes rovatot „Egyszerű szavakkal” címmel – itt bonyolult dolgokról fogunk beszélgetni.

De persze a legérdekesebb rész a kommentszekció a közösségi oldalakon, ahol elmondjátok a gondolataitokat, és kiegészítitek ezt a cikket. Néha az ember érdekes anyagokat olvas a neten, de a hozzájuk fűzött kommentek még érdekesebbek. Na de vágjunk is bele.

Kezdjük is a modern elektronika alapvető elemével: a tranzisztorral. Megtudhatod, mi is ez, hogyan működik, és miért nincs olyan áramkör, amely képes lenne működni nélküle – az egyszerű villogótól a bonyolult számítógépig.

Mi az a tranzisztor, és mire jó?

Képzelj el egy egyszerű vízcsapot. Egy kis mozdulattal elfordítod a kart, és a csőből erős vízsugár kezd folyni. A tranzisztor is egy ilyen „csap”, csak éppen elektromos áramhoz. Lehetővé teszi, hogy egy kis, gyenge jel segítségével sokkal erősebb elektronáramlást irányítsunk.

Tudományosabban fogalmazva: a tranzisztor egy félvezető eszköz, amely képes elektromos jeleket erősíteni, generálni, valamint gyors működésű kapcsolóként üzemelni, be- és kikapcsolva az áramot az áramkörben. Pontosan ez a tulajdonsága – hogy kis jellel nagy áramot képes vezérelni – hozott forradalmat a 20. század közepén, a múltba küldve a robusztus és nem hatékony elektroncsöveket. Ma a tranzisztorok jelentik mindennek az alapját: az okostelefonodban lévő processzoroktól kezdve, ahol milliárdnyi mikroszkopikus tranzisztor dolgozik együtt, egészen a nagy teljesítményű villanymotor-vezérlő rendszerekig.

A bipoláris tranzisztor felépítése és működési elve

Ezt a tranzisztortípust azért nevezik „bipolárisnak”, mert a működésében egyszerre kétféle töltéshordozó vesz részt: az elektronok és a „lyukak” (ezek feltételes pozitív töltések). Úgy képzelheted el, mint egy szendvicset, ami három, különböző vezetőképességű félvezető rétegből áll, amelyek váltják egymást. A rétegek sorrendjétől függően léteznek n-p-n és p-n-p típusú tranzisztorok.

Ennek a „szendvicsnek” a három részét így hívják:

• Emitter – a töltéshordozók „forrása”.
• Bázis – a nagyon vékony középső réteg, amellyel a vezérlés történik.
• Kollektor – a töltéshordozók „gyűjtője”.

A működési elv egyszerű szavakkal így néz ki: Tegyük fel, hogy van egy n-p-n típusú tranzisztorunk. Ahhoz, hogy kinyisson és átengedje az áramot a kollektortól az emitter felé, a bázisra egy kis pozitív feszültséget kell kapcsolnunk. Ez olyan, mintha egy kicsit megnyitnánk a csapot. A bázis kis árama megnyitja az utat a kollektor nagy árama előtt. Minél jobban „kinyitjuk” a bázist (nagyobb áramot adunk rá), annál erősebb áram folyik a kollektoron és az emitteren keresztül. Ez az erősítési üzemmód. Ha viszont levesszük a feszültséget a bázisról, a tranzisztor „lezár”, és az áram megszűnik – ez pedig a kapcsoló funkció.

A cikk folytatódik – görgess le és kattints a következő gombra!