Was ist ein Siliziumtransistor?
Ein Siliziumtransistor ist ein Halbleiter mit einer Siliziumbasis. Es wird in einer Vielzahl von elektronischen Geräten wie Fernsehgeräten und Telefonen verwendet, um den Stromfluss zu verändern. Silizium hat Germanium in Transistoren weitgehend ersetzt, da es bei hohen Temperaturen weiter betrieben werden kann. Der Siliziumtransistor hat andere Vorteile gegenüber alternativen Materialien, wie z. B. Herstellungskosten, und wird daher heute in Industrieländern in Massenproduktion hergestellt.
Ein Transistor ist ein Gerät mit einer mittleren oder variablen elektrischen Leitfähigkeit. Es wird verwendet, um elektrische Ströme in elektronischen Geräten zu verstärken und umzuleiten. Dies erfolgt normalerweise mit einem separaten Eingangssignal, das den Stromfluss durch den Transistor steuert. Das Eingangssignal kann durch Ändern der Spannung geändert werden. Viele zusammengebündelte Transistoren bilden eine integrierte Schaltung.
Das amerikanische Unternehmen Texas Instruments stellte 1954 als erstes Unternehmen einen Siliziumtransistor her. Zuvor bestanden Transistoren aus dem Element Germanium. Germanium-Transistoren arbeiteten bei niedrigen Temperaturen einwandfrei, hatten jedoch bei höheren Probleme. Wenn sich die Transistoren erhitzen, werden zu viele Elektronen von den Germaniumatomen befreit. Dies war ein großes Problem, da Transistoren nur mit einer begrenzten Anzahl von sich bewegenden Elektronen arbeiten.
Der Siliziumtransistor weist eine viel größere Hitzebeständigkeit auf als sein Germanium-Gegenstück. Es gab jedoch ein anfängliches Problem im Herstellungsprozess des Siliziumtransistors. Rohes Silizium weist Defekte in seiner Kristallstruktur auf, die die Funktion eines Transistors beeinträchtigen würden. Die Ingenieure mussten herausfinden, wie das Silizium in einen Einkristall mit sich wiederholender Atomstruktur umgewandelt werden kann. Schließlich wurden diese Techniken entwickelt und der Siliziumtransistor wurde in Massenproduktion gebracht.
Die Verwendung von Silizium zur Herstellung integrierter Schaltkreise hat sich als weitere Vorteile erwiesen, darunter niedrigere Produktionskosten und höhere Belastbarkeit. Anstatt Transistoren einzeln herzustellen, werden sie oftmals auf eine Siliziumbasis „gedruckt“. Die Gesamtzahl der produzierten Transistoren ist jedes Jahr millionenfach größer als die Erdbevölkerung. Viele Milliarden US-Dollar (USD) werden jedes Jahr für Siliziumtransistoren ausgegeben.
Silikontransistoren finden sich in vielen Haushaltsgeräten, einschließlich Computern, Digitalkameras und Mobiltelefonen. Sie können auch an weniger offensichtlichen Stellen gefunden werden. Automobile, Waschmaschinen und viele Kaffeemaschinen verwenden Siliziumchips, um Informationen zu verarbeiten. Temperaturregelungs- und Sicherheitsgeräte verwenden häufig Chips, um mit größeren Netzwerken zu kommunizieren, beispielsweise dem Netzwerk eines ganzen Hauses, Gebäudes oder Komplexes.