Was sind gängige Transistoranwendungen?
Gängige Transistoranwendungen umfassen digitale und analoge Schalter, Signalverstärker, Leistungsregler und Gerätesteuerungen. Transistoren sind auch die Bausteine von integrierten Schaltkreisen und modernster Elektronik. Mikroprozessoren enthalten oft mehr als eine Milliarde von ihnen in jedem Chip. Transistoren werden in fast allen Bereichen eingesetzt, von Herden über Computer und Herzschrittmacher bis hin zu Flugzeugen.
Die ersten Transistoren wurden Ende der 1940er Jahre als Halbleiterersatz für Vakuumröhren hergestellt. Frühe Transistoranwendungen umfassten Telefonausrüstung, Radios und Hörgeräte. Computer in Raumgröße wurden so umgestaltet, dass sie Transistoren verwenden, wodurch ihre Größe und Probleme mit Überhitzung verringert wurden. Im Vergleich zu Röhren sind Transistoren klein, billig und leicht - sie sind außerdem langlebig und unempfindlich gegen Vibrationen oder Stöße. Ohne Aufwärmzeit, niedrige Betriebsspannung und lange Lebensdauer ersetzte der Transistor schnell die meisten Röhrentechnologien.
Die zunehmende Portabilität führte in den 1950er und 1960er Jahren zu vielen neuen Transistoranwendungen. Taschenrechner, Fernseher und Megaphone wurden kleiner und erschwinglicher. Einige davon waren erst möglich, als der Transistor erfunden wurde. Heimstereos und Amateurfunksender wurden ebenfalls zugänglicher. Das Militär nutzte die Hochfrequenzfähigkeiten des Transistors in Radar- und Handfunkgeräten. Als sich die Technologie verbesserte, boten einige Computerhersteller All-Transistor-Modelle an, die nicht mehr den gesamten Raum ausfüllten.
In den frühen 1960er Jahren wurde die integrierte Schaltung (IC) geschaffen, die Hunderte von miteinander verbundenen Transistoren auf einem kleinen Chip kombiniert. Bald enthielten ICs Tausende von Transistoren mit geringem Stromverbrauch, wodurch Computer und Unterhaltungselektronik sehr portabel wurden. Viele diskrete Transistoranwendungen bleiben jedoch für Geräte mittlerer und hoher Leistung bestehen. Die Materialgröße und die Wärmeableitung, die für einen höheren Strom und eine höhere Spannung erforderlich sind, erfordern einfach ein größeres Gerät. Die meisten Audioverstärker, Schaltnetzteile und Motorsteuerungen verwenden beispielsweise einzelne Leistungstransistoren.
Es gibt viele weitere Leistungstransistoranwendungen, einschließlich Fahrzeugzündungen, Steuersysteme und Zubehör. Medizinische Geräte, industrielle Maschinensteuerungen und Navigationsgeräte hängen von den Transistoreigenschaften ab. Wechselrichter zum Betreiben von Haushaltsklimageräten aus Gleichstromautobatterien verwenden Hochstromtransistoren. Einige Anwendungen können auch digitale, analoge oder Mixed-Signal-ICs zusammen mit Leistungstransistoren enthalten. Selbst Schaltungen mit mittlerer Leistung wie Spulen- und Anzeigetreiber verwenden häufig diskrete Transistoren oder ein kleines Transistorarray.
Spezielle Transistoranwendungen verwenden auch einzelne Vorrichtungen. Mobiltelefone und Mikrowellensysteme enthalten Transistoren, die Frequenzen bis zu Hunderten von Gigahertz unterstützen. Strahlungsgehärtete Transistoren werden üblicherweise in Satelliten und anderen Luft- und Raumfahrtanwendungen verwendet. Extrem empfindliche Darlington-Transistorpaare sind häufig in berührungs- und lichtempfindlichen Geräten zu finden. Als Teil eines Optoisolators kann ein Fototransistor auch einen Stromkreis elektrisch von einem anderen isolieren, während er ihn weiterhin steuert.
Nanotechnologie und organische Materialien führen neue Transistortypen ein. Außerdem werden jedes Jahr mehr als eine Milliarde diskreter Transistoren hergestellt. Mit rund einer Milliarde produzierter Mikroprozessoren scheinen Transistoranwendungen nahezu endlos zu sein.