Was macht ein Transistor?
Was ist die Funktion eines Transistors, und was genau macht er?
Und könnte man ihn eventuell in eine Lüftungsschaltung einbauen? Wenn ja was wäre seine Aufgabe da.
3 Antworten
Ein Transistor dient dazu einen Stromkreis zu schalten oder zu steuern.
Im Computer werden Billiarden davon benutzt um logische Rechenaufgaben zu erledigen und Daten zu speichern.
Klar kann man mit einem Leistungstransistor auch einen Lüfter ein und aus schalten bzw. in der Leistung steuern.
Bevor es Transistoren gab benutzte man Vakuumröhren, auch als "Radioröhre" bekannt.
Bei Transistor und Röhre kann man mit einem schwachen Signal zur Ansteuerung dann einen viel stärkeren Strom in einem anderen Stromkreis steuern.
Röhren werden heutzutage nicht mehr benutzt, zu groß, zu teuer, verschwenden viel Energie und können zwar sehr hohe Spannungen, dafür aber kaum Strom.
Durch geschickte Verschaltung mehrerer Transistoren kann man sogenannte "Logikgatter" erzeugen. Ein oder mehrere Leitungen steuern das an und das erzeugt daraus eine logische Funktion die dann einen oder mehrere Ausgänge entsprechend schaltet.
Zum Beispiel kann man eine "UND" Funktion machen. Sind beide Eingangsleitungen an, dann geht auch der Ausgang an, in allen andern Fällen, also "keine", "die erste" und "die zweite" Leitung an ist der Ausgang dann ausgeschaltet.
Eine andere Art Gatter kann dann "ODER" verarbeiten. Dann gibt es Inverter die aus "An" ein "Aus" machen und umgekehrt.
Das kann man dann auch noch integrieren, also in einem IC vereinen und man bekommt "NAND" (Und-Nicht), "NOR" ("Oder-Nicht") und Exklusiv-Oder (XOR). NAND und NOR schalten im Gegensatz zu ihren AND und OR Gegenstücken den Ausgang anders herum. Beim NOR ist der Ausgang nur an, wenn keiner der Eingänge an ist. Beim NAND ist der Ausgang immer an, außer beide Eingänge sind gleichzeitig an, also Eingang 1 UND Eingang 2.
Und damit kann man dann Boolsche Algebra mit Elektronik abbilden. Das ist das Rechnen im Zweiersystem, also mit Einsen und Nullen. Das ist das was die CPU macht. Neben rechnen kann die auch kopieren und Vergleiche anstellen und bei bestimmten Ereignissen oder Ergebnissen das programm an einer anderen Stelle ablaufen lassen. Eine moderner CPU Core enthält viele Millionen Transistoren.
Man kann mit Transistoren auch Daten speichern, das macht man bei SSDs. Hier wird der Transistor statt mit Strom oder Spannung durch einbringen einer Ladung permanent geöffnet. Um die Daten ab zu fragen muss man nur feststellen, ob Strom durch den Transistor geht oder nicht, das ist dann eine Eins oder Null. Und mit über 8 Billiarden davon hat man dann eine 1TB SSD.
Ein Transistor ist ein elektronisches Bauteil, das drei Anschlüsse hat. Wenn zwischen den beiden Hauptanschlüssen bei angelegter Spannung ein Strom fließen soll, dann muß der dritte Anschluß Ladungen in deren Zwischenraum injezieren, daß die Halbleiterübergänge vom nichtleitenden Zustand in den Leitenden versetzt werden. Man kann Transistoren entweder als Schalter verwenden oder, bei geringerem Steuerstrom, als Verstärker.
Was eine "Lüftungsschaltung" ist, weiß ich nicht. Man kann mit Transistoren auch Spannungen vergleichen, und Widerstände gegeneinander abgleichen. Das bedeutet, daß ab einem berstimmten, am Vergleichswiderstand justierten, Wert ein Schaltvorgang ausgelöst wird, der ein Lüftergebläse ein- oder ausschaltet. Sobald der Thermofühler, z.B. ein Pt100, wieder eine geringere Temperatur signalisiert, dann wird das Gebläse wieder abgeschaltet. Mit einigen weiteren Transistoren kann man die Schwellenwerte für das Ein- und Ausschalten voneinender trennen, daß der Lüfter seltener und dann länger läuft, statt alle ... Sekunden an- oder abfahren zu müssen.
Grob beschrieben ist er nichts anderes als ein Relais, welches elektronisch anstatt mechanisch funktioniert.
Man legt eine Steuerspannung an, um eine andere Spannung durchzuschalten.
Allerdings können Halbleiter wesentlich weniger Ströme verkraften als Relaiskontakte.