用简单的英语解释什么是晶体管!

电器工程 晶体管 电脑
2022-01-17 22:01:43

有人愿意用简单的英语解释一下晶体管是什么以及它是如何工作的。我知道计算机充满了这些,但对它们知之甚少。

PS 我从 StackExchange 家族的另一个人那里知道这个网站(我没有工程背景),希望有人可以帮助我。请不要链接到维基解释。我读过,我更困惑。

我正在寻找一个7岁的解释。

谢谢!

4个回答

目前,我将把晶体管、FET(场效应晶体管)和继电器放在一起。还有一些其他设备也可以集中在其中,但是...

在最基本的层面上,所有这些设备都作为开关运行。做点什么,电流就会开始或停止流动。停止做某事,电流就会改变。

接力是初学者最容易理解的。流过线圈的电流会导致电磁铁被磁化。这使机械开关“翻转”。关掉线圈中的电流,开关翻转到另一个方向。

在晶体管的情况下,当电流流过其中一个引脚(称为“基极”)时,会导致更多电流流过另外两个引脚(引脚称为集电极和发射极)。没有电流通过底座意味着没有电流流过其他两个引脚。

FET 类似于晶体管,但不是流过基极的电流,而是基极上的电压只是为了混淆问题,这些引脚不称为 Base、Emitter 和 Collector。相反,它们被称为门、源和漏。但操作非常相似。栅极上有正确的电压,电流将流过其他两个引脚。没有正确的电压,流动将停止。

另一个重要的细节是晶体管或 FET 不必“完全开启”或“完全关闭”。如果 Base 或 Gate 介于完全打开和关闭之间,则通过设备的电流将“稍微打开”或“稍微关闭”。这不适用于继电器。

这就是初学者级别的解释。当然,我掩盖了很多细节,但在这个阶段它们并不重要。重要的是,您可以使用晶体管和 FET 并以有趣的方式将它们组合起来,以制造出我们离不开的所有酷电子设备。

在 7 岁的水平上,晶体管就像一个可控的阀门或水龙头(或者我们的美国朋友的水龙头)

抽头的小转(或基极和发射极之间的电压小幅增加)会产生大流量(或集电极和发射极之间的大电压)

因此,在非常基本的层面上,它充当放大器。

但是,在计算机中,它通常用作开关。在改变基极电压会导致集电极电压发生较大变化的小区域之外,它实际上是二进制的,因此对于允许的输入电压,输出始终为 0v 或 Vmax(此值取决于电源、晶体管和电路的类型等)

更多细节,但仍然不是太技术性在Wikipedia上。

(是的,我知道我在同一个句子中使用了流量和电压:-)

对于一个 7 岁的孩子:

想象一下,您有一个游戏控制器摇杆,可以单向移动几英寸。它连接到一个机器人手臂,每个手臂可以移动几英尺。动作是一样的,但更大。

类似地,晶体管将较低电压的电流映射到较高电压的电流上。

因此,小型低电流电路可以使用晶体管来控制电机或其他需要更高电流的设备。

如果你想象一个三明治,由两片铜面包和一片塑料奶酪隔开,这样连接起来:

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

然后很容易看出,任何一个电池都不会留下任何电荷,因为奶酪是绝缘体。

但是,如果奶酪很神奇并且随着电池 1 的电压增加而变得越来越像铜,那么随着奶酪变得越来越导电,越来越多的来自电池 2 的电荷将流过三明治。

显示电池极性,实际上,面包是“N”型硅,奶酪是“P”型硅,这就是晶体管的工作原理。