Jakie są typowe zastosowania tranzystorów?

Typowe zastosowania tranzystorów obejmują przełączniki cyfrowe i analogowe, wzmacniacze sygnału, regulatory mocy i sterowniki urządzeń. Tranzystory są również elementami składowymi układów scalonych i najnowocześniejszej elektroniki. Mikroprocesory często zawierają ponad miliard z nich w każdym układzie. Tranzystory są używane w prawie wszystkim, od kuchenek po komputery i rozruszniki serca po samoloty.

Pierwsze tranzystory zostały wyprodukowane pod koniec lat 40. XX wieku jako zamienniki półprzewodników do lamp próżniowych. Wczesne zastosowania tranzystorów obejmowały sprzęt telefoniczny, radia i aparaty słuchowe. Komputery wielkości pomieszczenia zostały przeprojektowane tak, aby korzystały z tranzystorów, zmniejszając ich rozmiary i powodując problemy z przegrzewaniem. W porównaniu do lamp tranzystory są małe, tanie i lekkie - są również trwałe i niewrażliwe na wibracje lub wstrząsy. Bez czasu nagrzewania, niskiego napięcia roboczego i długiej żywotności tranzystor szybko zastąpił większość technologii lampowej.

Zwiększona przenośność doprowadziła do wielu nowych zastosowań tranzystorów w latach 50. i 60. XX wieku. Kalkulatory, telewizory i megafony stały się mniejsze i tańsze; niektóre z nich nie były nawet możliwe do momentu wynalezienia tranzystora. Domowe zestawy stereo i amatorskie nadajniki radiowe stały się również bardziej dostępne. Wojsko wykorzystało zdolności wysokiej częstotliwości tranzystora radiowego (RF) w radarach i ręcznych radiotelefonach. W miarę poprawy technologii niektórzy producenci komputerów oferowali modele z wszystkimi tranzystorami, które nie wypełniały już całego pokoju.

Na początku lat 60. powstał układ scalony (IC), łączący setki połączonych tranzystorów na małym chipie. Wkrótce układy scalone posiadały tysiące tranzystorów o niskiej mocy, dzięki czemu komputery i elektronika użytkowa były bardzo przenośne. Pozostaje jednak wiele dyskretnych aplikacji tranzystorowych dla urządzeń średniej i dużej mocy. Rozmiar materiału i rozpraszanie ciepła potrzebne do większego prądu i napięcia wymagają po prostu większego urządzenia. Większość wzmacniaczy audio, zasilaczy impulsowych i sterowników silników wykorzystuje na przykład indywidualne tranzystory mocy.

Istnieje wiele innych zastosowań tranzystorów mocy, w tym zapłonów pojazdów, układów sterowania i akcesoriów. Urządzenia medyczne, sterowanie maszynami przemysłowymi i sprzęt nawigacyjny polegają na charakterystyce tranzystora. Falowniki do zasilania domowych urządzeń klimatyzacyjnych z akumulatorów samochodowych na prąd stały (DC) wykorzystują tranzystory wysokoprądowe. Niektóre zastosowania mogą również obejmować cyfrowe, analogowe lub mieszane układy scalone wraz z tranzystorami mocy. Nawet obwody średniej mocy, takie jak cewki i sterowniki często używają dyskretnych tranzystorów lub małej matrycy tranzystorowej.

Zastosowania tranzystorów specjalnego przeznaczenia wykorzystują również poszczególne urządzenia. Telefony komórkowe i systemy mikrofalowe zawierają tranzystory o częstotliwości do setek Gigaherców. Tranzystory utwardzane promieniowaniem są zwykle stosowane w satelitach i innych aplikacjach lotniczych. Niezwykle czułe pary tranzystorów Darlington są często spotykane w urządzeniach dotykowych i światłoczułych. Jako część optoizolatora fototranzystor może również izolować elektrycznie jeden obwód od drugiego, jednocześnie go kontrolując.

Nanotechnologia i materiały organiczne wprowadzają nowe typy tranzystorów. Co roku produkuje się także ponad miliard dyskretnych tranzystorów. Z około miliardem w każdym wyprodukowanym mikroprocesorze aplikacje tranzystorowe wydają się niemal nieograniczone.