Was sind gängige Transistoranwendungen?

Gängige Transistoranwendungen umfassen digitale und analoge Schalter, Signalverstärker, Leistungsregler und Gerätesteuerungen. Transistoren sind auch die Bausteine ​​integrierter Schaltkreise und modernster Elektronik. Mikroprozessoren enthalten oft mehr als eine Milliarde davon in jedem Chip. Transistoren werden in fast allem verwendet, von Herden über Computer und Herzschrittmacher bis hin zu Flugzeugen.

Die ersten Transistoren wurden Ende der 1940er Jahre als Halbleiterersatz für Vakuumröhren hergestellt. Frühe Transistoranwendungen umfassten Telefongeräte, Radios und Hörgeräte. Raumgroße Computer wurden neu entwickelt, um Transistoren zu verwenden, wodurch ihre Größe und Überhitzungsprobleme reduziert wurden. Im Vergleich zu Röhren sind Transistoren klein, billig und leicht – sie sind zudem langlebig und unempfindlich gegenüber Vibrationen oder Stößen. Ohne Aufwärmzeit, niedriger Betriebsspannung und langer Lebensdauer ersetzte der Transistor schnell die meisten Röhrentechnik.

Die zunehmende Portabilität führte in den 1950er und 1960er Jahren zu vielen neuen Transistoranwendungen. Taschenrechner, Fernseher und Megaphone wurden kleiner und erschwinglicher; einige davon waren erst mit der Erfindung des Transistors möglich. Auch Heimstereoanlagen und Amateurfunksender wurden leichter zugänglich. Das Militär nutzte die Hochleistungs-Funkfrequenz (RF)-Fähigkeiten des Transistors in Radar- und Handfunkgeräten. Als sich die Technologie verbesserte, boten einige Computerhersteller Volltransistormodelle an, die nicht mehr einen ganzen Raum ausfüllten.

In den frühen 1960er Jahren wurde der integrierte Schaltkreis (IC) entwickelt, der Hunderte von miteinander verbundenen Transistoren auf einem kleinen Chip vereint. Bald enthielten ICs Tausende von Transistoren mit geringer Leistung, was Computer und Unterhaltungselektronik sehr tragbar machte. Viele diskrete Transistoranwendungen bleiben jedoch für Geräte mit mittlerer und hoher Leistung bestehen. Die für höhere Ströme und Spannungen erforderliche Materialgröße und Wärmeableitung erfordern lediglich ein größeres Gerät. Die meisten Audioverstärker, Schaltnetzteile und Motorcontroller verwenden beispielsweise einzelne Leistungstransistoren.

Es gibt viele weitere Leistungstransistoranwendungen, einschließlich Fahrzeugzündungen, Steuersysteme und Zubehör. Medizinische Geräte, industrielle Maschinensteuerungen und Navigationsgeräte beruhen alle auf Transistoreigenschaften. Wechselrichter zum Betreiben von Haushaltsklimageräten aus Gleichstrom-Autobatterien (DC) verwenden Hochstromtransistoren. Einige Anwendungen können auch digitale, analoge oder Mixed-Signal-ICs zusammen mit Leistungstransistoren umfassen. Sogar Schaltungen mittlerer Leistung wie Spulen- und Displaytreiber verwenden oft diskrete Transistoren oder ein kleines Transistor-Array.

Spezielle Transistoranwendungen verwenden auch einzelne Bauelemente. Mobiltelefone und Mikrowellensysteme enthalten Transistoren mit Frequenzen von bis zu Hunderten von Gigahertz. Strahlungsgehärtete Transistoren werden normalerweise in Satelliten und anderen Luft- und Raumfahrtanwendungen verwendet. Äußerst empfindliche Darlington-Transistorpaare finden sich häufig in Berührungs- und Lichtsensorgeräten. Als Teil eines Optoisolators kann ein Fototransistor auch einen Stromkreis von einem anderen elektrisch isolieren und ihn dennoch steuern.
Nanotechnologie und organische Materialien führen neue Arten von Transistoren ein. Darüber hinaus werden jedes Jahr mehr als eine Milliarde diskreter Transistoren hergestellt. Mit rund einer Milliarde in jedem hergestellten Mikroprozessor scheinen Transistoranwendungen fast endlos zu sein.