Tek.no

Guide Transistoren

Dette éne prinsippet er grunnlaget for all digital teknologi

Transistoren har hatt enorm betydning.

Shutterstock
5 Juli 2014 17:00
annonse

Et enkelt prinsipp

En sen novemberkveld i 1947 sitter John Bardeen og Walter Brattain i et labratorium i 4. etasje av en bygning i New Jersey. Forskerne gjennomfører i utgangspunktet eksperimenter for å forbedre datidens radarteknologi. Spente kobler de opp gullkontakter til et stykke germanium for å studere på effektene som da oppstår på overflaten.

Men når de gjør dette skjer det noe veldig spesielt som overrasker dem; forskerne får ut et signal med en høyere effekt enn signalet de sendte inn.

Lite visste de hvor mye denne oppdagelsen skulle komme til å gjøre for menneskeheten. Lederen for gruppa, William Shockley, innser imidlertid at denne oppdagelsen har et stort potensiale, og jobber derfor de neste månedene med øke kunnskapen om denne dingsen. De gir den navnet «transistor».

Replika av den første transistoren.Foto: Wikimedia Commons

Transistoren har revolusjonert teknologiverdenen og menneskeheten. Det er den viktigste byggeklossen i alt vi ser av elektronikk rundt oss idag, fra vaskemaskinen på badet og smarttelefonen du har i lomma, til romskip og superbiler. Men få vet hvilke grunnprinnsipper den lille dingsen faktisk jobber etter, og hvordan den fungerer.

Et enkelt prinsipp

En transistor er en slags bryter, og hovedfunksjonen er at den kan bruke en liten elektrisk strøm til å styre en mye større strøm. Ved å sende en bitteliten strøm inn igjennom en «kontrollport» så åpner man «slusen» igjennom transistoren slik at det kan gå en langt kraftigere strøm igjennom den. Poenget her er at det er en liten strømstyrke som skal til for å kontrollere strømmen, og denne egenskapen er det som har gjort transistoren så viktig som den har blitt.

annonse

Transistoren har tre pinner. På bildet til høyre ser du hvordan en transistor kan se ut og hvordan symbolet for en transistor tegnes. Det svake kontrollsignalet går inn i punkt b og gjennom til e, mens den store strømmen går gjennom fra c til e.

Transistor (til venstre) og symbolet for en transistor (høyre). Foto: Shutterstock/Open Clip Art Library

Mer

Oppkobling av transistor med vifte, batteri og temperatursensor.Foto: Open Clip Art Library

Mer

La oss ta på et eksempel på hvordan denne egenskapen kan utnyttes. Vi kobler et batteri med en vifte til slusen på transistoren. Når transistoren er skrudd av vil det ikke kunne gå strøm igjennom slusen – transistoren bryter kretsen. Av den grunn får ikke vifta strøm, og kan dermed ikke starte. Men med en gang vi setter en liten strøm på kontrollporten, skrus transistoren på, og da åpner den for at det for at det kan gå strøm gjennom slusen – og dermed strøm fra batteriet, til viften. Siden det nå kan gå strøm igjennom slusen vil vifta starte å blåse, og det er batteriet som står for den store strømstyrken.

En slik funksjon kan ha mange gode bruksområder, og et klassisk eksempel er å se for seg at det er en temperatursensor i PC-en din som styrer denne viften. La oss si at sensoren er stilt inn til å slå på viften når temperaturen går over 40 grader, noe den signaliserer ved å gi ut en liten strøm når denne grensen passeres.

annonse

Ved å koble sensoren til kontrollporten på transistoren vil vifta automatisk starte når det blir for varmt i PC-en din.

Noen vil kanskje lure på hvorfor man i det hele tatt trenger transistoren. Kan man ikke bare koble vifta rett på utgangen fra temperaturmåleren? Svaret på dette er nei. Grunnen er rett og slett at den ikke vil gi ut nok strøm til å kunne drive en vifte. Kretser som brukes for å styre ting elektronisk kan som regel bare gi ut bittelitt strøm. Strøm nok til å få en lysdiode til å lyse eller å skru på en liten transistor, men ikke strøm nok til å drive en elektromotor.

Uten transistoren måtte hele temperatursensoren vært skalert for å kunne håndtere hele strømstyrken til viften, men det er nå ikke nødvendig. Viften med batteriet er på en måte uavhengig fra sensoren, noe som gjør at sensoren kan lages mye mer lettdreven, billigere og mer effektiv.

Les også