トランジスタとは

トランジスタとは何か、どのように機能するか

トランジスタ各種。 TEK IMAGE /ゲッティイメージズ/サイエンスフォトライブラリ

トランジスタは、回路内で大量の制御に使用される電子部品です。 現在 また 電圧 少量の電圧または電流で。これは、電気信号または電力を増幅またはスイッチング（整流）するために使用できることを意味し、幅広い電子機器で使用できます。

これは、1 つの半導体を他の 2 つの半導体の間に挟むことによって行われます。電流は、通常は抵抗の高い材料 (つまり、 抵抗器 )、それは「転送抵抗器」または トランジスタ .

最初の実用的な点接触トランジスタは、1948 年にウィリアム ブラッドフォード ショックレー、ジョン バーディーン、ウォルター ハウス ブラッテンによって製造されました。トランジスタの概念に関する特許は、ドイツで 1928 年までさかのぼりますが、製造されたことはないようです。 3 人の物理学者は、この研究で 1956 年のノーベル物理学賞を受賞しました。

点接触トランジスタの基本構造

点接触トランジスタには基本的に 2 つの基本的なタイプがあります。 npn トランジスタと PNP トランジスタ、ここで n と p それぞれネガティブとポジティブを表します。両者の唯一の違いは、バイアス電圧の配置です。

トランジスタがどのように機能するかを理解するには、半導体が電位にどのように反応するかを理解する必要があります。一部の半導体は n これは、材料内の自由電子が負極 (たとえば、接続されているバッテリー) から正極に向かってドリフトすることを意味します。他の半導体は p この場合、電子は原子電子殻の「穴」を埋めます。つまり、正の粒子が正の電極から負の電極に移動しているかのように振る舞います。タイプは、特定の半導体材料の原子構造によって決まります。

ここで、 npn トランジスタ。トランジスタの両端は n 型の半導体材料であり、それらの間には p 型半導体材料。バッテリーに接続されたデバイスを想像すると、トランジスタがどのように機能するかがわかります。

• の n バッテリーのマイナス端に取り付けられたタイプの領域は、電子を中央に推進するのに役立ちます p -タイプの地域。
• の n バッテリーのプラス端に取り付けられたタイプの領域は、バッテリーから出てくる電子を遅くするのに役立ちます p -タイプの地域。
• の p 中央の -type 領域は両方を行います。

各領域の電位を変化させることで、トランジスタを流れる電子の流れに大きな影響を与えることができます。

トランジスタの利点

と比較して 真空管 トランジスタは驚くべき進歩でした。サイズが小さいため、トランジスタは安価に大量に簡単に製造できます。それらには、ここで言及するには多すぎる、さまざまな操作上の利点もありました。

トランジスタは、他の電子技術の進歩に大きく貢献したため、20 世紀最大の発明であると考える人もいます。ほぼすべての最新の電子機器には、主要なアクティブ コンポーネントの 1 つとしてトランジスタが搭載されています。それらはマイクロチップの構成要素であるため、コンピュータ、電話、およびその他のデバイスは、トランジスタなしでは存在できませんでした.

その他のトランジスタ

1948 年以来、さまざまな種類のトランジスタが開発されてきました。さまざまな種類のトランジスタのリスト (すべてを網羅しているわけではありません) を以下に示します。

• バイポーラ接合トランジスタ (BJT)
• 電界効果トランジスタ (FET)
• ヘテロ接合バイポーラトランジスタ
• 単接合トランジスタ
• デュアルゲートFET
• アバランシェトランジスタ
• 薄膜トランジスタ
• ダーリントントランジスタ
• 弾道トランジスタ
• FinFET
• フローティングゲートトランジスタ
• 逆Ｔ効果トランジスタ
• スピントランジスタ
• フォトトランジスタ
• 絶縁ゲートバイポーラトランジスタ
• 単電子トランジスタ
• ナノ流体トランジスタ
• Trigate トランジスタ (Intel プロトタイプ)
• イオン感応FET
• 高速逆エピタキサル ダイオード FET (FREDFET)
• 電解質酸化物半導体FET (EOSFET)

によって編集アン・マリー・ヘルメンスタイン博士