Nola erabili ditu trantsistorra metalak eta elektrizitatearen korrontea elektronetan?
Nola Erabiltzen Dituzte Tranzistoreak Metalak eta Elektronak?
Tranzistoreak dira semileturako gailuak, osagai nagusiak izan direnak seinaleen handitzean edo zirkuituen aktibatzean. Bien mekanismo barnean semileturako materialak (silizioa edo germanioa adibidez) dabil, baina ez dituzte zuzenean metalak edo elektronak erabili funtzionatzeko. Hala ere, tranzistoreen fabrikazioa eta erabilerak metalen elementu batzuk eta elektron-enborraren kontzeptuak barne hartzen ditu. Ondoren, azalpen oso bat emango da tranzistoreak nola funtzionatzen dituzten eta metal eta elektron-enborren arteko harremana.
Estruktura Oinarrizkoa eta Funtzionamendua
1. Estruktura Oinarrizkoa
Tranzistoreak hiru motatakoak dira: Bipolarrak (BJT), Efektu Eragileak (FET) eta Metal-Oxido-Semileturako Efektu Eragileak (MOSFET). Hemen, arloan gehien erabilitako mota batetan, NPN BJT-n, konzentratuko gara:
Emisorea (E): Arrunta da doitu ondo, elektron libreak asko ematen dituena.
Oinarria (B): Doitu gutxiago, korrontea kontrolatzen duena.
Kolektorea (C): Doitu gutxiago, emisorretik irten diren elektronak bildzen dituena.
2. Funtzionamendua
Emisore-Oinarriko Elkartura (E-B Elkartura): Oinarria emisoreraino aurrera jartzen bada, E-B elkartura kondutzen du, elektronak emisorotik oinarriko pasatzen ditu.
Oinarri-Kolektoreko Elkartura (B-C Elkartura): Kolektorea oinarrieraino atzerantz jartzen bada, B-C elkartura modu iturrikoan dago. Hala ere, oinarriko korronte nahiko badago, kolektore eta emisor artean korronte handia pasatzen da.
Metalen eta Elektron-Enborren Rolua
1. Kontaktu Metalezkoak
Aldizkariek: Tranzistor baten emisore, oinarri eta kolektorea arrunta da kanpoeko zirkuituekin metalen aldezkariekin konektatuta. Aldizkarie hauek korrontearen transferentzia fiablea segurtatzen dute.
Metallizazio Kierrak: Zirkuitu integraletan, tranzistorren eremuen artean (emisore, oinarri eta kolektore) arrunta da barnean metallizazio kierrak (aluminiuma edo kobre) erabiliz konektatzen direla.
2. Elektron-Enborrek
Elektron-enborren Flujoa: Tranzistoraren barruan, korrontea elektronen mugimenduan sortzen da. Adibidez, NPN BJT batean, oinarria emisoreraino aurrera jartzen bada, elektronak emisorotik oinarriko joaten dira, eta elektron horien gehienek kolektoreraino jarraitzen dute.
Leihoen Flujoa: P-tipo semileturen kasuan, korrontea leihoen bidez ere igotzen da, non elektronen falta den espazioak positibo kokatu direla esan baitaiteke.
Adibide Espezifikoak
1. NPN BJT
Aurrera Jarrera: Oinarria emisoreraino aurrera jartzen bada, E-B elkartura kondutzen du, eta elektronak emisorotik oinarriko pasatzen dira.
Atzera Jarrera: Kolektorea oinarrieraino atzerantz jartzen bada, B-C elkartura modu iturrikoan dago. Hala ere, oinarriko korrontearen egonkorritasuna dela eta, kolektore eta emisor artean korronte handia pasatzen da.
2. MOSFET
Porteka (G): Kanal semileturaraino isulatzaile bat (ohikoena silikoaren oxidoa) distantziatuta, portekoko tenperatura kanalaren konduzibilitatea kontrolatzen du.
Iturria (S) eta Derrigorria (D): Kanpoeko zirkuituekin metalen aldezkariekin konektatuta, iturri eta derrigorri arteko korrontea portekoko tenperaturaren bidez kontrolatzen da.
Laburpena
Tranzistoreen funtzionamendu oinarrizkoak elektron eta leihoen mugimenduan datza, baina metalak fabrikazioan eta erabileran rolurik garrantzitsuenetako bat duten. Aldizkarie metalak eta metallizazio kierrak korrontearen transferentzia fiablea segurtatzen dute, eta elektron-enborrek oinarri solida bat ematen dute semileturako gailuen funtzionamendurako. Prozesu hauekin, tranzistoreak seinaleak handitzeko edo zirkuituak aktibatzeko ahalmena dute.
