Alles over Transistoren: Soorten, Werking en Toepassingen
Wat is een transistor?
Een transistor is een halfgeleidercomponent dat wordt gebruikt om elektrische signalen te schakelen of te versterken. Transistoren zijn te vinden in bijna alle elektronische circuits, van eenvoudige huishoudelijke apparaten tot complexe computersystemen.
De uitvinding van de transistor in 1947 was een keerpunt in de geschiedenis van de elektronica, doordat apparaten vanaf dat moment kleiner, sneller en energiezuiniger konden gemaakt worden. Voordat transistoren werden ontwikkeld, werden vacuümbuizen gebruikt om schakelingen te realiseren, maar deze waren groot, inefficiënt en hadden een korte levensduur. Transistoren waren veel kleiner, efficiënter en betrouwbaarder, wat leidde tot de ontwikkeling van de eerste moderne computers, zoals de ENIAC. In de jaren daarop werden transistoren steeds kleiner dankzij de ontwikkeling van geïntegreerde schakelingen (IC's) en uiteindelijk de microchip, waarbij miljoenen transistoren in een klein stuk silicium konden worden geïntegreerd. Dit zorgde voor de snelle vooruitgang van computers en digitale technologieën.
Hoe werkt een transistor?
Een transistor werkt door de stroom door een halfgeleidend materiaal (meestal silicium) te reguleren. Het heeft drie aansluitingen: de collector, basis en emitter.
Er zijn twee hoofdtypen transistoren: de Bipolaire Transistor (BJT) en de Veldeffecttransistor (FET). Deze werken elk op een iets andere manier.
Bipolaire Transistor (BJT - Bipolar Junction Transistor)
Deze worden vaak gebruikt in schakelingen met een lage frequentie. Een bipolaire transistor kan twee soorten geleiding gebruiken: postief (P) of negatief (N). De twee soorten BJT's zijn de NPN- en de PNP-transistor.
- NPN-transistor: Stroom vloeit van de collector naar de emitter wanneer er een kleine stroom op de basis wordt aangelegd. Dit opent een kanaal voor elektronen om door de transistor te stromen. Deze werkt met een positieve spanning op de basis ten opzicht van de emitter.
- PNP-transistor: Werkt omgekeerd aan de NPN; stroom vloeit van de emitter naar de collector wanneer een kleine stroom op de basis wordt aangelegd. PNP transistoren zijn een soort van spiegelbeeld van NPN transistoren. Ze werken op dezelfde manier, maar de stroomrichting en polariteit van de spanning zijn omgekeerd.
Veldeffecttransistor (FET - Field Effect Transistor)
Bij FET's wordt een elektrische veld gebruikt om de stroom door het kanaal te regelen, in plaats van een stroom door de basis zoals bij de BJT. Deze worden vaak gebruikt in hoogfrequente toepassingen zoals versterkers en oscillatoren.
- Junction FET (JFET): Regelt de stroom door de spanning tussen de gate en de source aan te passen. Hoe hoger de spanning, hoe minder stroom door het kanaal kan vloeien.
- Metal-Oxide-Semiconductor FET (MOSFET): Werkt op dezelfde manier als een JFET, maar heeft een isolerende laag tussen de gate en het kanaal, wat leidt tot een zeer hoge ingangsimpedantie. MOSFET’s worden veel gebruikt in digitale schakelingen. Ze zijn compact en energie-efficiënt.
Toepassingen van transistoren
Transistoren kan in je verschillende toepassingen vinden, in zowel analoge als digitale elektronica.
- Schakelaars: In digitale circuits, zoals in computers, smartphones en andere elektronische apparaten, worden transistoren vaak gebruikt als schakelaars om aan/uit-signalen te regelen. Door een spanning aan de basis of gate van de transistor aan te brengen, kan de stroom door het apparaat worden in- of uitgeschakeld. Dit vormt de basis van de binaire logica (0 en 1) die door moderne computers wordt gebruikt.
- Versterkers: Transistoren kunnen ook worden gebruikt om zwakke elektrische signalen te versterken. Dit is bijvoorbeeld belangrijk in geluidsversterkers, waar een klein ingangssignaal (zoals van een microfoon) moet worden omgezet in een veel sterker signaal om een luidspreker aan te sturen
- Oscillatoren: In communicatieapparatuur zoals radio's en televisies worden transistoren gebruikt in oscillatoren, die een periodieke golfvorm (zoals een signaal) kunnen genereren. Dit maakt draadloze communicatie mogelijk door een signaal over een frequentieband te moduleren.
- Regeling van elektrische stroom: Transistoren worden gebruikt in spanningsregelaars om een stabiele uitgangsspanning te handhaven, ongeacht veranderingen in de invoerspanning of belasting.
Soorten transistoren
Zoals eerder vermeld, zijn er verschillende soorten transistoren, die allemaal hun eigen specifieke toepassingen hebben. Enkele vaak voorkomende types zijn de volgende:
1. Bipolaire Junction Transistor (BJT)
Deze bestaan in de NPN- en PNP-typen en worden vaak gebruikt in analoge schakelingen, zoals geluidsversterkers. Ze vereisen een kleine stroom aan de basis om een grotere stroom tussen de collector en emitter te regelen.
2. Field Effect Transistor (FET)
Hieronder vallen onder andere de JFET en MOSFET. Deze hebben een zeer hoge ingangsimpedantie, wat betekent dat het zeer efficiënt is in digitale schakelingen. MOSFET's worden vaak gebruikt in microprocessors en geheugenchips.
3. Darlington-transistor
Deze soort transistor bestaat uit twee bipolaire transistoren die zodanig zijn gekoppeld dat de stroomversterking van de eerste transistor wordt vermenigvuldigd door de tweede. Dit levert een zeer hoge stroomversterking op. Deze worden vaak gebruikt in toepassingen waarbij een zeer kleine ingangsstroom een veel grotere uitgangsstroom moet schakelen.
4. Fototransistor
Deze transistoren zijn zeer gevoelig voor licht en in plaats van een elektrische spanning gebruiken ze een lichtsignaal om de stroom te regelen. Deze worden gebruikt in lichtgevoelige toepassingen zoals optische sensoren en afstandsbedieningen.
Op zoek naar een specifieke transistor?
Bij het vervangen van een transistor moet je rekening houden met alle specificaties van de originele transistor. Niet elke transistor kan zomaar worden vervangen door een andere, zelfs als het type (bijv. NPN of PNP) overeenkomt.
Ben je op zoek naar een specifieke transistor, maar kan je dit type niet vinden op onze website? Stuur dan zeker je aanvraag door via mail naar helpdesk@gotron.be. Wij kijken na of we deze kunnen bestellen en sturen de prijs en levertermijn zo snel mogelijk door!
Vragen of Opmerkingen?
Aarzel niet ons te contacteren!
Via mail: info@gotron.be, telefonisch via 053 78 30 83 of neem contact op met onze winkels!
Gotron Aalst: Leo de Bethunelaan 101, 9300 Aalst - aalst@gotron.be - 053 78 30 83
Gotron Gent: Lange Violettestraat 8, 9000 Gent - gent@gotron.be - 09 225 42 02
Gotron Hasselt: Kuringersteenweg 297, 3500 Hasselt - hasselt@gotron.be - 011 27 28 00
Een Youtube filmpje dat we graag delen!
Ben je op zoek naar projectjes waarmee je de transistor beter kan begrijpen? Wij raden graag volgend filmpje aan!
En ben je op zoek naar onderdelen - dan kunnen we je zeker verder helpen! ;-)