Τι είναι ένα τρανζίστορ πυριτίου;

Ένα τρανζίστορ πυριτίου είναι ένας ημιαγωγός κατασκευασμένος με βάση πυριτίου. Χρησιμοποιείται σε μια μεγάλη ποικιλία ηλεκτρονικών συσκευών, όπως τηλεοράσεις και τηλέφωνα, για την αλλαγή της ροής του ηλεκτρικού ρεύματος. Το πυρίτιο έχει αντικαταστήσει σε μεγάλο βαθμό το γερμάνιο στα τρανζίστορ λόγω της ικανότητάς του να συνεχίζει να λειτουργεί σε υψηλές θερμοκρασίες. Το τρανζίστορ πυριτίου έχει άλλα πλεονεκτήματα έναντι των εναλλακτικών υλικών, όπως το κόστος παραγωγής, και έτσι παράγεται μαζικά στις βιομηχανικές χώρες σήμερα.

Ένα τρανζίστορ είναι μια συσκευή με ενδιάμεση ή μεταβλητή ηλεκτρική αγωγιμότητα. Χρησιμοποιείται για την ενίσχυση και την εκτροπή ηλεκτρικών ρευμάτων σε ηλεκτρονικές συσκευές. Αυτό γίνεται συνήθως με ένα ξεχωριστό σήμα εισόδου που ελέγχει τη ροή του ηλεκτρισμού μέσω του τρανζίστορ. Το σήμα εισόδου μπορεί να αλλάξει μεταβάλλοντας την τάση του. Πολλά τρανζίστορ ομαδοποιημένα σχηματίζουν ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα.

Η Texas Instruments, μια αμερικανική εταιρεία, ήταν η πρώτη που παρήγαγε ένα τρανζίστορ πυριτίου το 1954. Πριν από αυτό, τα τρανζίστορ κατασκευάζονταν από το στοιχείο γερμάνιο. Τα τρανζίστορ γερμανίου δούλευαν καλά σε χαμηλές θερμοκρασίες, αλλά είχαν πρόβλημα σε υψηλότερες. Εάν τα τρανζίστορ θερμαίνονταν, πάρα πολλά ηλεκτρόνια θα απελευθερώνονταν από τα άτομα του γερμανίου. Αυτό ήταν ένα σημαντικό πρόβλημα, επειδή τα τρανζίστορ λειτουργούν μόνο με περιορισμένο αριθμό ηλεκτρονίων που κινούνται.

Το τρανζίστορ πυριτίου έχει δείξει πολύ μεγαλύτερη αντοχή στη θερμότητα από το αντίστοιχο γερμανίου. Ωστόσο, υπήρχε ένα αρχικό πρόβλημα στη διαδικασία παραγωγής του τρανζίστορ πυριτίου. Το ακατέργαστο πυρίτιο έχει ελαττώματα στην κρυσταλλική του δομή που θα παρεμπόδιζαν τη λειτουργία ενός τρανζίστορ. Οι μηχανικοί έπρεπε να καταλάβουν πώς να μετατρέψουν το πυρίτιο σε έναν ενιαίο κρύσταλλο με επαναλαμβανόμενη ατομική δομή. Τελικά, αυτές οι τεχνικές αναπτύχθηκαν και το τρανζίστορ πυριτίου τέθηκε σε μαζική παραγωγή.

Στην πραγματικότητα, η χρήση πυριτίου για την κατασκευή ολοκληρωμένων κυκλωμάτων αποδείχθηκε ότι έχει άλλα πλεονεκτήματα, όπως χαμηλότερο κόστος παραγωγής και μεγαλύτερη διαχείριση ισχύος. Αντί να κατασκευάζονται μεμονωμένα τρανζίστορ, «τυπώνονται» πολλά τη φορά σε μια βάση πυριτίου. Κάθε χρόνο, ο συνολικός αριθμός των τρανζίστορ που παράγονται είναι πολλά εκατομμύρια φορές μεγαλύτερος από τον πληθυσμό της Γης. Πολλά δισεκατομμύρια σε δολάρια ΗΠΑ (USD) δαπανώνται κάθε χρόνο σε τρανζίστορ πυριτίου.

Τα τρανζίστορ πυριτίου μπορούν να βρεθούν σε πολλές οικιακές συσκευές, συμπεριλαμβανομένων των υπολογιστών, των ψηφιακών φωτογραφικών μηχανών και των κινητών τηλεφώνων. Μπορούν επίσης να βρεθούν σε μερικά λιγότερο εμφανή σημεία. Τα αυτοκίνητα, τα πλυντήρια ρούχων και πολλές καφετιέρες χρησιμοποιούν τσιπς πυριτίου για την επεξεργασία πληροφοριών. Οι συσκευές ελέγχου θερμοκρασίας και ασφάλειας χρησιμοποιούν συχνά τσιπ για να επικοινωνούν με μεγαλύτερα δίκτυα, όπως το δίκτυο ενός ολόκληρου σπιτιού, κτιρίου ή συγκροτήματος.