Erklären Sie, was ein Transistor im Klartext ist!

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Kann mir jemand erklären, was ein Transistor ist und wie er funktioniert? Ich weiß, dass Computer voll davon sind, aber ich weiß nicht viel darüber.

PS Ich kenne diese Site von einer anderen in der Familie von StackExchange (ich habe keinen technischen Hintergrund) und hoffte, dass mir jemand dabei helfen könnte. Bitte verlinken Sie nicht auf die Wiki- Erklärung. Ich habe das gelesen und bin verwirrter.

Ich suche eine 7 Jahre alte Erklärung.

Vielen Dank!

transistors computers curiousJoe
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Siehe diese Antwort auf eine ähnliche Frage.
Martin
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Mögliches Duplikat von Es ist mir egal, wie ein Transistor funktioniert. Wie bringe ich einen zum Laufen?
Kellenjb
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Ich bin mir nicht sicher, ob es ein genaues Duplikat ist. Leichter Unterschied zwischen "Wie bringe ich einen zum Arbeiten" und "Wie funktioniert es?".
Kellenjb
Der Cartoon "Transistor man" soll zeigen, wie ein Transistor funktioniert. Ein Siebenjähriger sollte es verstehen können.
Leon Heller
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Wenn die Wikipedia-Erklärung verwirrend ist, besteht die Lösung darin, sie zu beheben. Der angegebene Link verweist auch auf die reguläre Wikipedia-Seite. Es gibt eine in der einfachen englischen Wikipedia: simple.wikipedia.org/wiki/Transistor
Kaz

Antworten:

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Im Moment werde ich Transistoren, FETs (Feldeffekttransistoren) und Relais zusammenfassen. Es gibt einige andere Geräte, die dort auch zusammengefasst werden könnten, aber ...

Auf der einfachsten Ebene fungieren alle diese Geräte als Switch. Wenn Sie etwas tun, beginnt oder hört der Strom auf zu fließen. Hören Sie auf, etwas zu tun, und der Stromfluss wird sich ändern.

Ein Relais ist für Anfänger am einfachsten zu verstehen. Durch die Spule fließender Strom bewirkt, dass ein Elektromagnet magnetisiert wird. Dadurch wird ein mechanischer Schalter "umgedreht". Schalten Sie den Strom in der Spule aus und der Schalter kippt in die andere Richtung.

Wenn bei einem Transistor Strom durch einen der Stifte (als "Basis" bezeichnet) fließt , fließt mehr Strom durch die beiden anderen Stifte (die Stifte werden als Kollektor und Emitter bezeichnet). Kein Strom durch die Basis bedeutet, dass kein Strom durch die anderen beiden Stifte fließt.

Ein FET ähnelt einem Transistor, aber anstelle eines Stroms , der durch die Basis fließt, ist es eine Spannung an der Basis. Und nur um die Sache zu verwechseln, heißen die Pins nicht Base, Emitter und Collector. Stattdessen heißen sie Gate, Source und Drain. Die Bedienung ist aber sehr ähnlich. Haben Sie die richtige Spannung am Tor und Strom fließt durch die anderen beiden Stifte. Haben Sie nicht die richtige Spannung und der Fluss stoppt.

Ein weiteres wichtiges Detail ist, dass der Transistor oder FET nicht "vollständig eingeschaltet" oder "vollständig ausgeschaltet" sein muss. Wenn sich die Basis oder das Tor irgendwo zwischen vollständig ein und aus befindet, ist der Stromfluss durch das Gerät "ein wenig an" oder "ein wenig aus". Dies funktioniert nicht für Relais.

Und das ist die Erklärung für Anfänger. Natürlich habe ich viele Details beschönigt, aber sie sind in dieser Phase nicht wichtig. Was wichtig ist, ist, dass Sie Transistoren und FETs nehmen und auf interessante Weise kombinieren können, um all die coolen elektrischen Geräte herzustellen, ohne die wir nicht leben können.


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+1 - Es ist sehr schwierig, diese Art von Frage zu beantworten und zugänglich, interessant und richtig zu machen. Schön formuliert.
MikeJ-UK
1
Ich hatte das noch nie gesehen, +1.
Olin Lathrop
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es ist wunderschön!
eGovind
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Auf einem 7-jährigen Niveau ist ein Transistor wie ein steuerbares Ventil oder ein Hahn (oder ein Hahn für unsere US-Freunde)

Eine kleine Drehung des Abgriffs (oder eine kleine Erhöhung der Spannung zwischen der Basis und dem Emitter) erzeugt einen großen Fluss (oder eine große Spannung zwischen dem Kollektor und dem Emitter).

Auf einer sehr einfachen Ebene fungiert es also als Verstärker.

In einem Computer wird es jedoch im Allgemeinen als Schalter verwendet. Außerhalb des kleinen Bereichs, in dem die Variation der Basisspannung eine größere Variation der Kollektorspannung bewirkt, ist sie effektiv binär, sodass für zulässige Eingangsspannungen der Ausgang immer 0 V oder Vmax beträgt (dieser Wert hängt von der Stromversorgung, der Art des Transistors und der Schaltung usw. ab).

Ein bisschen detaillierter, aber immer noch nicht zu technisch, ist auf Wikipedia .

(Und ja, ich weiß, ich habe Fluss und Spannung im selben Satz verwendet :-)

Rory Alsop
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Der steuerbare Ventilteil ist korrekt, aber ich mag es nicht, wenn Leute sagen, ein Transistor "fungiert als Verstärker", besonders nicht für Neulinge. Es wird verwendet , um Verstärker zu bauen . Ein Verstärker ist die gesamte Baugruppe, einschließlich der Stromquelle und eines steuerbaren Ventils. Transistoren haben keine Stromquelle im Inneren. Die ersten Verstärker verwendeten Kohlenstoffmikrofone als steuerbares Ventil, aber die Leute bezeichnen Kapseln aus Kohlenstoff nicht als "Verstärker".
Endolith
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Der Ausgang oder der durchfließende Strom wird durch Multiplikation des Eingangs in Beziehung gesetzt, so dass die Aussage, dass er verstärkt wird, nicht falsch ist. Passt zur Wörterbuchdefinition des Wortes.
old_timer
Zurück zum Wasserhahn oder Ventil oder Wasserhahn, schalten Sie es ein wenig ein, Sie bekommen ein wenig Wasser, aber irgendwann schalten Sie es ganz ein und Sie bekommen kein Wasser mehr, es gibt eine Grenze, das heißt, wenn der Transistor wird Wenn Sie einen Schalter betätigen, schließen Sie den Wasserhahn, schalten Sie ihn aus oder öffnen Sie den Wasserhahn, bis der Durchfluss maximal und der Schalter eingeschaltet ist.
old_timer
Ich verstehe die Besorgnis des Endolithen. Nur weil ein Transistor den Basisstrom verstärkt, wird er nicht zu einem Verstärker . Ein Verstärker ist ein komplettes Gerät. Logikgatter können berechnen, aber Gatter werden von einem Computer nicht erstellt.
Ajs410
1
Ein Transistor verstärkt definitiv - er passt genau zur Definition ... in dieser kleinen Region. Draußen nähert es sich einem Schalter gut genug, um als Teil eines Logikgatters verwendet zu werden - aber das liegt daran, dass der Verstärkeraspekt entweder gegen die Grenze von VCC oder gegen 0 angehoben wird.
Rory Alsop
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Für einen 7-Jährigen:

Stellen Sie sich vor, Sie haben einen Gamecontroller-Stick, der sich um einige Zentimeter in beide Richtungen bewegt. Es ist mit einem Roboterarm verbunden, der sich ein paar Meter in beide Richtungen bewegt. Die Bewegungen sind genauso, aber größer.

In ähnlicher Weise bildet ein Transistor einen Strom mit niedrigerer Spannung auf einen Strom mit höherer Spannung ab.

Ein kleiner Stromkreis mit niedrigem Strom kann also einen Transistor zur Steuerung eines Motors oder dergleichen verwenden, der einen viel höheren Stromfluss erfordert.

Mark Harrison
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Das ist eine Verwendung, keine Beschreibung.
Andres Riofrio
2
Das liegt daran, dass ich mit einem 7-Jährigen spreche. :)
Mark Harrison
1

Wenn Sie sich ein Sandwich aus zwei Scheiben Kupferbrot vorstellen, die durch eine Scheibe Plastikkäse getrennt sind:

                     +-------------+
                     |             |
                  [COPPER]         |+
          +-------[CHEESE]    [BATTERY2]
          | +     [COPPER]         |
      [BATTERY1]     |             |
          |          |             |
          +----------+-------------+

Dann ist es leicht zu erkennen, dass keine Ladung eine der Batterien verlässt, da der Käse ein Isolator ist.

Wenn der Käse jedoch magisch ist und mit zunehmender Spannung der Batterie 1 immer kupferähnlicher wird, fließt immer mehr Ladung von der Batterie 2 durch das Sandwich, wenn der Käse immer leitfähiger wird.

Bei den gezeigten Batteriepolaritäten und in der Realität, wenn das Brot "N" -Silizium und der Käse "P" -Silizium ist, funktionieren die Transistoren so.

EM-Felder
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1
Ich verstehe das -2-Votum nicht, da die Verwendung von Kupfer als Analogon für Material vom Typ "N" und Käse für Material vom Typ "P" aus der POV eines 7-Jährigen die klassische Bipolartransistorstruktur ergibt, die wir alle kennen der Kollektor entspricht dem oberen Kupferleiter, die Basis entspricht dem Käseisolator und der Emitter entspricht dem unteren Kupferleiter. In der Realität wird, wenn die Spannung über dem Basis-Emitter-Übergang erhöht wird, die Basis immer "N" -ähnlicher, wodurch immer mehr Ladung durch das nunmehr "NNN" -transistorähnliche Sandwich fließen kann.
EM Fields
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Ich schreibe dies aus folgendem Grund als eine andere Antwort (anstelle eines Kommentars):

Wenn ich ein Neuling / Anfänger wäre (vielleicht etwas älter als 7 Jahre, zum Beispiel: 15), wäre ich verwirrt über eine bestimmte Abweichung, die in einigen Antworten zu beobachten ist. Hier sind einige Zitate

In ähnlicher Weise bildet ein Transistor einen Strom mit niedrigerer Spannung auf einen Strom mit höherer Spannung ab.

Wenn bei einem Transistor Strom durch einen der Stifte (als "Basis" bezeichnet) fließt , fließt mehr Strom durch die beiden anderen Stifte (die Stifte werden als Kollektor und Emitter bezeichnet).

Eine kleine Drehung des Abgriffs (oder eine kleine Erhöhung der Spannung zwischen der Basis und dem Emitter) erzeugt einen großen Fluss (oder eine große Spannung zwischen dem Kollektor und dem Emitter).

Als Anfänger frage ich mich (weil ich das Arbeitsprinzip des BJT verstehen will ): Was ist die Regelgröße: Strom oder Spannung?

In einigen Antworten / Kommentaren gibt es sogar keinen klaren Wortlaut:

Der Ausgang oder der durchfließende Strom wird durch Multiplikation des Eingangs in Beziehung gesetzt.

Zurück zum Wasserhahn oder Ventil oder Hahn, ein bisschen aufdrehen, ein bisschen Wasser holen

Wenn ich ein 15-jähriger Anfänger wäre, würde ich fragen: Jungs - was kontrolliert Ic wirklich und wie?

(Ich erinnere mich, dass insbesondere diese Frage bereits früher in diesem und in anderen Foren erörtert wurde; daher wundere ich mich, dass bei der Beantwortung dieser Frage immer noch unterschiedliche Meinungen bestehen).

LvW

LvW
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