Was sind die Erfindungen und Innovationen, die die Welt verändert

Es ist nicht unkompliziert zu sagen, welche Erfindungen den wirksamsten Einfluss auf das moderne Leben haben. Denn die große Bandbreite der Dinge, die wir verwenden, ist nicht das Ergebnis einer einzigen Entdeckung. Aber es ist ein Ergebnis von schrittweisen Erfindungen und Verbesserungen nach unseren Anforderungen. Betrachten wir zunächst die Kategorisierung durch die nationale Geographie für Top-10-Innovationen.

  1. Druckmaschine
  2. Glühbirne
  3. Flugzeug
  4. Personal Computer
  5. Impfstoffe (Immunität gegen Krankheit)
  6. Automobil
  7. Uhr
  8. Telefon
  9. Kältetechnik
  10. Kamera

Lassen Sie uns nun einen Blick auf einige Meilensteine der modernen Erfindungen werfen.

  • Der elektrische Dynamo-1831 (erfunden von Michael Faraday).
  • Plastic-1869 (von John Wesley Hyatt).Kunststoff
  • Telefon-1876 (von Alexander Graham Bell).Telefon
  • Handy (von Martin Cooper, amerikanischer Ingenieur) von Motorola im Jahr 1970, kam aber 1983 auf den Markt.
  • Glühbirne-1879 (von Thomas Edison).Glühbirne
  • Transistor-1947Transistortechnik und wir

Hier diskutieren wir über Transistor, das als einziger dafür verantwortlich ist, den Computer von einem festen Raum an einen Tisch zu bringen (da er das Vakuumrohr erfolgreich ersetzt hat) und sogar alle Elektrogeräte weiter und kompakter zu machen. Lassen Sie uns darüber im Detail diskutieren, um seine wichtige Rolle in der Digitalisierung zu verstehen.

Was ist der Transistor?

Der Transistor ist ein Halbleitergerät, das Strom-und Spannungsstrom regelt und als Schalter oder Tor für elektrische Signale fungiert. Es besteht aus drei Schichten Halbleitermaterials, die jeweils einen Strom tragen können. Sie wurde 1947 von drei Wissenschaftlern in den Bell-Labors erfunden und ersetzte das Vakuumrohr schnell als elektronischer Signalregler. Ein Transistor regelt den Strom-oder Spannungsstrom und fungiert als Schalter oder Tor für elektronische Signale. Ein Transistor besteht aus drei Schichten Halbleitermaterialien und ist in der Lage, einen Strom zu tragen. Halbleitermaterialien wie Germanium und Silizium leiten halbwegs begeistert Strom. Irgendwo zwischen einem echten Leiter wie Kupfer und einem Isolator wie Gummi und Kunststoff.

Wie werden Transistoren hergestellt?

Transistoren werden aus Silizium hergestellt, ein chemisches Element, das im Sand gefunden wird und normalerweise kein Strom-Silizium führt, ist ein Halbleiter, was bedeutet, dass es wirklich ein Leiter und Isolator ist, wenn Sie Silizium mit Verunreinigungen behandeln, die der Prozess als Doping bekannt ist, können wir machen Sie verhält sich anders. Wenn Sie Silizium mit den chemischen Elementen wie Arsen, Phosphor oder Antimon das Silizium dopfen, haben sie zusätzliche Elektronen, also einige zusätzliche freie Elektronen, die einen elektrischen Strom tragen können. So fließen Elektronen natürlicher aus. Da Elektronen eine negative Ladung haben, wird Silicon, das auf diese Weise behandelt wird, als N-Typ bezeichnet. Wir können Silizium auch mit anderen Materialien wie Boron Gallium und Aluminium dopieren, sie haben weniger Elektron, um sein Oktett zu füllen. So hat Silizium, das auf diese Weise behandelt wird, weniger von diesen freien Elektronen, so dass die Elektronen in den nahe gelegenen Materialien dazu neigen, in sie zu fließen. Wir nennen diese Art von Silizium-P-Typ. Es ist wichtig zu beachten, dass weder N-Typ noch P-Silizium tatsächlich eine Ladung an sich hat, beide sind elektrisch neutral. Es stimmt, dass n-Typ Silicon das zusätzliche freie Elektron hat, das seine Leitfähigkeit erhöht, während P-type Silicon weniger von jenen Elektronen hat, was dazu beiträgt, seine Leitfähigkeit auf die entgegengesetzte Weise zu erhöhen. In diesen Fällen kommt die zusätzliche Konnektivität davon, dass wir neutrale und aufgeladene Atome als Verunreinigungen zu Silizium hinzugefügt haben, das zunächst neutral war, und wir können keine elektrische Ladung aus der Luft erzeugen!

Wie funktioniert Transistor?

Pnp und npn SchaltplanDas Halbleitermaterial erhält durch ein chemisches Verfahren namens Doping besondere Eigenschaften. Das Doping führt zu einem Material, das entweder zusätzliche Elektronen zu dem Material hinzufügt, das dann n-Typ für die zusätzlichen negativen Ladungsträger genannt wird, oder Löcher in den Werkstoffen Kristallstrukturen schafft, die als P-Typ bezeichnet werden. Denn daraus resultieren mehr positive Ladungsträger. Die Dreischichtstruktur der Transistoren enthält eine n-Typ-Halbleiterschicht, die zwischen p-Typ-Schichten der PNP-Verbindung oder P-Layer-Schicht zwischen Verbindungsschichten und NPN-Konfiguration geschliffen ist. Eine kleine Änderung des Stroms oder der Spannung an der inneren Halbleiterschicht, die als Regelelektrode fungiert, führt zu einer großen schnellen Veränderung des Stroms, der durch das gesamte Bauteil fließt. Das Bauteil kann als Schalter fungieren, der ein elektronisches Tor oft pro Sekunde öffnet und schließt. Die heutigen Computer verwendeten Schaltkreise, die mit (komplementären Metalloxid-Halbleitern) CMOS-Technologie hergestellt wurden, die als komplementärer Transistor verwendet wurde. Vergessen Sie einen mit einem n-Typ-Material, der andere mit p-Typ-Material, wenn ein Transistor einen Logikzustand aufrecht erhält, der so gut wie keine Leistung benötigt.

Transistoren arbeiten hauptsächlich als

Wenn Transistor als Schalter arbeitet (Quelle Wikipedia)

PNP _ Transistor _ Switching _ CircuitTransistoren werden häufig in digitalen Schaltkreisen als elektronische Schalter eingesetzt, die entweder im "Ein" oder "off"-Zustand sein können, sowohl für Hochleistungsanwendungen wie Schaltanschlüsse als auch für Anwendungen mit geringem Stromverbrauch wie Logiktore. Wichtige Parameter für diese Anwendung sind der umgeschaltete Strom, die mitbehandelte Spannung und die Schaltgeschwindigkeit, die durch die Auf-und Fallzeiten gekennzeichnet ist. In einem Leichentegler-Transistor-Schaltung, wie zum Beispiel dem abgebildeten Lichtschalter, steigen bei steigender Grundspannung der Emitter und die Kollektorströme exponentiell an. Die Kollektorspannung sinkt wegen des reduzierten Widerstands vom Kollektor zum Emitter. Wenn die Spannungsdifferenz zwischen Kollektor und Emitter null (oder nahe Null) wäre, würde der Kollektorstrom nur durch den Lastwiderstand (Glühbirne) und die Versorgungsspannung begrenzt. Das nennt man Sättigung, weil Strom vom Kollektor zum Emitter frei fließt. Wenn gesättigt ist, soll der Schalter eingeschaltet sein. Die Bereitstellung ausreichender Basistriebsstrom ist ein zentrales Problem bei der Verwendung von bipolaren Transistoren als Schalter. Der Transistor sorgt für Stromgewinn, so dass ein relativ großer Strom im Kollektor durch einen deutlich kleineren Strom in das Basisterminal geschaltet werden kann. Das Verhältnis dieser Strömungen variiert je nach Transistor, und selbst für einen bestimmten Typ, variiert er je nach Kollektorstrom. In dem gezeigten Beispiel Lichtschalter wird der Widerstand so gewählt, dass er genügend Grundstrom liefert, um sicherzustellen, dass der Transistor gesättigt ist. In einem Schaltkreis geht es darum, so nah wie möglich den idealen Schalter zu simulieren, der die Eigenschaften eines offenen Schaltkreises beim Ausschalten, einen Kurzschluss beim Anfahren und einen sofortigen Übergang zwischen den beiden Zuständen hat. Die Parameter werden so gewählt, dass der "Off"-Ausgang auf Leckströme beschränkt ist, die zu klein sind, um die angeschlossenen Schaltkreise zu beeinflussen; Der Widerstand des Transistors im "on"-Zustand ist zu klein, um die Schaltkreise zu beeinflussen; Und der Übergang zwischen den beiden Staaten ist schnell genug, um sich nicht nachteilig zu auswirken.

Der Transistor als Verstärker

Transistor als Verstärker Der Common-Emitter-Verstärker ist so konzipiert, dass eine kleine Änderung der Spannung (Vin) den kleinen Strom durch die Basis des Transistors verändert; Die Stromverstärkung des Transistors in Kombination mit den Eigenschaften der Schaltung führt dazu, dass kleine Schwünge in Vin große Veränderungen in Vout erzeugen. Verschiedene Konfigurationen von einzelnen Transistor-Verstärker sind möglich, einige sorgen für Stromgewinn, einige Spannungsgewinne und einige beides. Von Mobiltelefonen bis hin zu Fernsehern umfasst eine Vielzahl von Produkten Verstärker für die Tonwiedergabe, Funkübertragung und Signalverarbeitung. Die ersten diskreten Transistor-Audio-Verstärker lieferten kaum ein paar hundert Milliwatt, aber die Leistungs-und Audiogidelität nahm allmählich zu, als bessere Transistoren verfügbar wurden und Verstärker-Architektur entwickelte. Moderne Transistor-Audio-Verstärker von bis zu ein paar hundert Watt sind häufig und relativ preiswert.

Wie sie die Welt verändert haben

Transistoren hat das Vakuum ersetzt und die folgenden sind die Vorteile, die es gegenüber Vakuumrohr hat.

  • Keine Kathodenheizung (die das charakteristische orangefarbene Glühen von Röhren erzeugt), wodurch der Stromverbrauch reduziert wird, Verzögerungen beim Aufwärmen von Röhren beseitigt werden und vor Kathodenvergiftung und-erschöpfung gefeit ist;
  • Sehr geringe Größe und Gewicht, wodurch die Größe der Geräte reduziert wird;
  • Eine große Anzahl von extrem kleinen Transistoren kann als ein integrierter Kreislauf hergestellt werden;
  • Niedrige Betriebsspannungen, die mit Batterien von nur wenigen Zellen kompatibel sind;
  • Schaltungen mit höherer Energieeffizienz sind in der Regel möglich. Insbesondere bei Niedrigenergie-Anwendungen (z.B. Spannungsverstärkung) kann der Energieverbrauch sehr viel geringer sein als bei Rohren;
  • Komplementäre Geräte zur Verfügung, die eine Gestaltungsflexibilität einschließlich komplementärer Symmetriekreise bieten, die mit Vakuumröhren nicht möglich sind;
  • Sehr geringe Empfindlichkeit gegenüber mechanischen Schocks und Vibrationen, die für physische Robustheit sorgen und stoßbedingte Scheinsignale (z.B. Mikrophonik in Audioanwendungen) praktisch eliminieren;
  • Nicht anfällig für Bruch einer Glashülle, Leckagen, Ausgasen und andere körperliche Schäden.

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