Co je křemíkový tranzistor?

Křemíkový tranzistor je polovodič vyrobený z křemíkové základny. Používá se v celé řadě elektronických zařízení, jako jsou televizory a telefony, ke změně toku elektrického proudu. Křemík z velké části nahradil germanium v ​​tranzistorech kvůli jeho schopnosti pokračovat v provozu při vysokých teplotách. Křemíkový tranzistor má oproti alternativním materiálům další výhody, jako jsou výrobní náklady, a proto se dnes v průmyslově vyspělých zemích hromadně vyrábí.

Tranzistor je zařízení se střední nebo proměnnou elektrickou vodivostí. Používá se k zesílení a odklonění elektrického proudu v elektronických zařízeních. To se obvykle provádí samostatným vstupním signálem, který řídí tok elektřiny tranzistorem. Vstupní signál lze změnit změnou jeho napětí. Mnoho tranzistorů spojených dohromady tvoří integrovaný obvod.

Americká společnost Texas Instruments byla první, která v roce 1954 vyrobila křemíkový tranzistor. Předtím byly tranzistory vyrobeny z prvku germanium. Germanium tranzistory pracovaly dobře při nízkých teplotách, ale měly potíže při vyšších. Pokud se tranzistory zahřejí, z atomů germania se uvolní příliš mnoho elektronů. To byl hlavní problém, protože tranzistory pracují pouze s omezeným počtem elektronů pohybujících se kolem.

Křemíkový tranzistor vykazuje mnohem větší odolnost vůči teplu než jeho protějšek z germania. Ve výrobním procesu křemíkového tranzistoru však byl počáteční problém. Surový křemík má defekty ve své krystalové struktuře, které by narušovaly fungování tranzistoru. Inženýři museli přijít na to, jak přeměnit křemík na monokrystal s opakující se atomovou strukturou. Tyto techniky byly nakonec vyvinuty a křemíkový tranzistor byl uveden do sériové výroby.

Ve skutečnosti se ukázalo, že použití křemíku k výrobě integrovaných obvodů má další výhody, včetně nižších výrobních nákladů a větší manipulace s výkonem. Spíše než jednotlivě vyrábějí tranzistory, jsou „natištěny“ mnozí najednou na silikonový základ. Každý rok je celkový počet vyrobených tranzistorů mnohonásobně milionkrát větší než populace Země. Na křemíkové tranzistory se každý rok vydává mnoho miliard v amerických dolarech (USD).

Křemíkové tranzistory lze nalézt v mnoha domácích zařízeních, včetně počítačů, digitálních fotoaparátů a mobilních telefonů. Najdete je také na některých méně zřejmých místech. Automobily, pračky a mnoho kávovarů používá křemíkové čipy ke zpracování informací. Zařízení pro regulaci teploty a zabezpečení často používají čipy pro komunikaci s většími sítěmi, jako je síť celého domu, budovy nebo komplexu.