Kaj je silicijev tranzistor?

Silicijev tranzistor je polprevodnik, izdelan s silikonsko osnovo. Uporablja se v številnih elektronskih napravah, kot so televizorji in telefoni, za spreminjanje toka električnega toka. Silicij je v tranzistorjih v veliki meri nadomestil germanij zaradi njegove sposobnosti nadaljevanja delovanja pri visokih temperaturah. Silicijev tranzistor ima druge prednosti pred alternativnimi materiali, kot so proizvodni stroški, zato se danes množično proizvaja v industrializiranih državah.

Tranzistor je naprava z vmesno ali spremenljivo električno prevodnostjo. Uporablja se za ojačanje in preusmeritev električnih tokov v elektronskih napravah. To se običajno izvede z ločenim vhodnim signalom, ki nadzoruje pretok električne energije skozi tranzistor. Vhodni signal lahko spremenite s spreminjanjem njegove napetosti. Veliko tranzistorjev, povezanih skupaj, tvori integrirano vezje.

Ameriško podjetje Texas Instruments je leta 1954 prvo izdelalo silicijev tranzistor. Pred tem so bili tranzistorji izdelani iz elementa germanij. Germanijevi tranzistorji so dobro delovali pri nizkih temperaturah, vendar so imeli težave pri višjih. Če bi se tranzistorji segreli, bi se iz atomov germanija sprostilo preveč elektronov. To je bil velik problem, saj tranzistorji delujejo le z omejenim številom elektronov, ki se premikajo.

Silicijev tranzistor je pokazal veliko večjo odpornost proti toploti kot njegov germanijev dvojnik. Vendar pa se je v proizvodnem procesu silicijevega tranzistorja pojavila začetna težava. Surovi silicij ima okvare v svoji kristalni strukturi, ki bi motile delovanje tranzistorja. Inženirji so morali ugotoviti, kako pretvoriti silicij v en sam kristal s ponavljajočo se atomsko strukturo. Sčasoma so bile te tehnike razvite in silicijev tranzistor je bil dan v množično proizvodnjo.

Pravzaprav se je izkazalo, da ima uporaba silicija za izdelavo integriranih vezij druge prednosti, vključno z nižjimi proizvodnimi stroški in večjo zmogljivostjo. Namesto da bi tranzistorje izdelovali posamezno, jih veliko naenkrat “natisnemo” na silikonsko podlago. Vsako leto je skupno število proizvedenih tranzistorjev mnogo milijonov krat večje od prebivalstva Zemlje. Veliko milijard ameriških dolarjev (USD) se vsako leto porabi za silicijeve tranzistorje.

Silicijeve tranzistorje lahko najdemo v številnih gospodinjskih napravah, vključno z računalniki, digitalnimi fotoaparati in mobilnimi telefoni. Najdemo jih tudi na nekaterih manj očitnih mestih. Avtomobili, pralni stroji in številni aparati za kavo uporabljajo silikonske čipe za obdelavo informacij. Naprave za nadzor temperature in varnostne naprave pogosto uporabljajo čipe za komunikacijo z večjimi omrežji, kot je omrežje celotne hiše, zgradbe ali kompleksa.