TRANZISTORULTRANZISTORULClasa a XII a D

Profesor coordonator Ciocoiu Laura

SEMICONDUCTOARE

• Din punctul de vedere al proprietăţii corpurilor solide de a fi Din punctul de vedere al proprietăţii corpurilor solide de a fi străbătute de curent electric sub acţiunea unei tensiuni străbătute de curent electric sub acţiunea unei tensiuni electrice continue aplicate din exterior, acestea se împart în electrice continue aplicate din exterior, acestea se împart în trei mari categorii:trei mari categorii:

•                         - conductoare (metalele); - conductoare (metalele); • - semiconductoare; - semiconductoare;

- izolatoare. - izolatoare. • în metale întâlnim o structură cristalină, unde în nodurile în metale întâlnim o structură cristalină, unde în nodurile

reţelei cristaline se găsesc plasaţi ioni pozitivi, în timp ce reţelei cristaline se găsesc plasaţi ioni pozitivi, în timp ce printre noduri se mişcă liber şi haotic electroniprintre noduri se mişcă liber şi haotic electroni ;;

• Apariţia electronilor liberi se explică prin forţa de legătură Apariţia electronilor liberi se explică prin forţa de legătură foarte slabă a electronilor de valenţăfoarte slabă a electronilor de valenţă

• Concentraţia electronilor liberi este de ordinul 10Concentraţia electronilor liberi este de ordinul 1028 28 mm-3 -3 şi nu şi nu depinde practic de temperaturădepinde practic de temperatură

• Din punct de vedere al conductivităţii σ (σ = 1/ρ), metalele Din punct de vedere al conductivităţii σ (σ = 1/ρ), metalele înregistrează valori foarte mari, σînregistrează valori foarte mari, σm m [10[1066, 10, 1088] Ω] Ω-1-1mm-1-1

• Există şi o categorie de Există şi o categorie de materiale, numite izolatoare, materiale, numite izolatoare, pentru care conductivitatea pentru care conductivitatea este extrem de mică,σeste extrem de mică,σi i [10[10--

1212,10,10-20-20] Ω] Ω-1-1mm-1-1. . • Electronii de valenţă ai Electronii de valenţă ai

atomilor acestor materiale atomilor acestor materiale sunt foarte puternic legaţi sunt foarte puternic legaţi de atomi.Izolatoarele nu de atomi.Izolatoarele nu conduc curentul electric conduc curentul electric deoarece în interiorul lor, deoarece în interiorul lor, practic, nu există purtători practic, nu există purtători liberi de sarcină electricăliberi de sarcină electrică;;

• Între metale şi izolatoare, Între metale şi izolatoare, din punct de vedere al din punct de vedere al conductivităţii, se plasează conductivităţii, se plasează semiconductoarele, pentru semiconductoarele, pentru care σcare σss [10[1044, 10, 10-8-8] Ω] Ω-1-1mm-1-1. . Spre deosebire de metale, la Spre deosebire de metale, la semiconductoare, semiconductoare, conductivitatea creşte conductivitatea creşte puternic cu temperatura puternic cu temperatura (absolută), aşa cum se (absolută), aşa cum se indică în fig. 2.1. indică în fig. 2.1.

• La temperaturi foarte coborâte, La temperaturi foarte coborâte, semiconductoarele sunt semiconductoarele sunt izolatoare, iar la temperaturi izolatoare, iar la temperaturi ridicate sunt conductoare destul ridicate sunt conductoare destul de bune. de bune.

• În categoria semiconductoarelor În categoria semiconductoarelor intră o mare varietate de intră o mare varietate de substanţe: oxizi, compuşi, substanţe: oxizi, compuşi, elemente chimice ca siliciul, elemente chimice ca siliciul, germaniul, seleniulgermaniul, seleniul;;

• În dispozitivele electronice În dispozitivele electronice semiconductoare, cele mai semiconductoare, cele mai utilizate materiale sunt cristalele utilizate materiale sunt cristalele elementelor tetravalente Ge şi Si elementelor tetravalente Ge şi Si şi a unor compuşi intermetalici, şi a unor compuşi intermetalici, îndeosebi GaAs (arseniură de îndeosebi GaAs (arseniură de galiu). galiu).

• În cazul semiconductoarelor, În cazul semiconductoarelor, electronii de valenţă sunt legaţi electronii de valenţă sunt legaţi de atom mai slab decât la de atom mai slab decât la materialele izolatoare.materialele izolatoare.

• Aceste legături pot fi Aceste legături pot fi rupte dacă electronii rupte dacă electronii primesc o energie primesc o energie suficientă devenind suficientă devenind astfel electroni liberiastfel electroni liberi

• Pentru trecerea Pentru trecerea electronilor din stadiul de electronilor din stadiul de electroni legaţi de atom electroni legaţi de atom în starea de electroni în starea de electroni liberi, trebuie transmisă liberi, trebuie transmisă o energie minimă ΔW, o energie minimă ΔW, numită energie de numită energie de activareactivare

• Pentru semiconductoare, Pentru semiconductoare, energia de activare se energia de activare se plasează în domeniul plasează în domeniul 0,025 … 3 eV0,025 … 3 eV

• La semiconductoare este La semiconductoare este caracteristic faptul că la caracteristic faptul că la conducţie participă pe lângă conducţie participă pe lângă electronii liberi (de electronii liberi (de conducţie) şi electronii de conducţie) şi electronii de valenţă, rămaşi legaţi de valenţă, rămaşi legaţi de atomii din reţeaua cristalină.atomii din reţeaua cristalină.

• analizanalizandand comportarea comportarea electronilor dintr-un cristal de electronilor dintr-un cristal de germaniugermaniu observam ca observam ca Atomul de germaniu are Atomul de germaniu are patru electroni de valenţă. În patru electroni de valenţă. În reţeaua cristalului de reţeaua cristalului de germaniu, fiecare atom este germaniu, fiecare atom este înconjurat echidistant de înconjurat echidistant de patru atomi. Fiecare electron patru atomi. Fiecare electron de valenţă al unui atom de valenţă al unui atom formează o pereche cu un formează o pereche cu un electron de valenţă din electron de valenţă din atomul vecin.atomul vecin.

• . În fig. 2.2 a se reprezintă În fig. 2.2 a se reprezintă modelul spaţial al legăturilor modelul spaţial al legăturilor unui atom de germaniu din unui atom de germaniu din reţeaua cristalină, iar în fig. reţeaua cristalină, iar în fig. 2.2 b modelul plan 2.2 b modelul plan (simplificat) al legăturilor (simplificat) al legăturilor covalente dintre atomii de covalente dintre atomii de

germaniu.germaniu.

• În semiconductoare participă la conducţie două tipuri de În semiconductoare participă la conducţie două tipuri de purtători de sarcină mobilă: electronii (negativi) şi golurile purtători de sarcină mobilă: electronii (negativi) şi golurile (pozitive).(pozitive).

• Într-un semiconductor pur, la echilibru termic, purtătorii mobili Într-un semiconductor pur, la echilibru termic, purtătorii mobili apar numai prin generarea termică a perechilor electron-gol. În apar numai prin generarea termică a perechilor electron-gol. În acest fel, vor rezulta tot atâţia electroni de conducţie câte goluri.acest fel, vor rezulta tot atâţia electroni de conducţie câte goluri.

• Semiconductorul în care concentraţia de electroni este egală cu Semiconductorul în care concentraţia de electroni este egală cu cea de goluri se numeşte semiconductor intrinsec, iar cea de goluri se numeşte semiconductor intrinsec, iar concentraţia respectivă nconcentraţia respectivă ni i , concentraţia intrinsecă:n, concentraţia intrinsecă:n0 0 = p= p0 0 = n= ni i

(2.1). (2.1). unde nunde n0 0 şi pşi p0 0 reprezintă concentraţiile de electroni, reprezintă concentraţiile de electroni,

respectiv de goluri, în semiconductorul pur, la echilibru termic. respectiv de goluri, în semiconductorul pur, la echilibru termic. Pentru o temperatură dată, nPentru o temperatură dată, n0 0 şi pşi p0 0 sunt mărimi constante care sunt mărimi constante care

depind de natura semiconductorului pur respectiv. depind de natura semiconductorului pur respectiv.

• Tipul conducţiei electrice intr-un Tipul conducţiei electrice intr-un semiconductor poate fi determinat şi semiconductor poate fi determinat şi de prezenţa şi de natura atomilor de prezenţa şi de natura atomilor străini (impurităţi) în reţeaua sa străini (impurităţi) în reţeaua sa cristalină. Procesul (tehnologic) de cristalină. Procesul (tehnologic) de impurificare a unui semiconductor se impurificare a unui semiconductor se numeşte numeşte dopare dopare (sau (sau dotaredotare). ). Nivelele normale de dopare sunt Nivelele normale de dopare sunt foarte mici,de ordinul un atom de foarte mici,de ordinul un atom de impuritate la 10impuritate la 104 4 … 10… 107 7 atomi de atomi de semiconductor din cristalsemiconductor din cristal.

• Un semiconductor asupra căruia Un semiconductor asupra căruia nu acţionează agenţi exteriori cum nu acţionează agenţi exteriori cum ar fi: câmp electromagnetic, ar fi: câmp electromagnetic, radiaţii cu particule sau radiaţii cu particule sau electromagnetice, se spune că se electromagnetice, se spune că se află la echilibru termic. În acest află la echilibru termic. În acest caz, concentraţiile de electroni şi caz, concentraţiile de electroni şi goluri generaţi prin mecanism goluri generaţi prin mecanism intrinsec, depind de temperatura intrinsec, depind de temperatura absolută: absolută:

• Conform teoriei cuantice, Conform teoriei cuantice, atât în stratul de valenţă atât în stratul de valenţă cât şi în cel de conducţie, cât şi în cel de conducţie, electronii sunt electronii sunt caracterizaţi de valori caracterizaţi de valori cuantificate (discontinue) cuantificate (discontinue) ale energiei. Nivelele ale energiei. Nivelele energetice (posibile) ale energetice (posibile) ale electronilor de valenţă se electronilor de valenţă se grupează în banda de grupează în banda de valenţă, iar a electronilor valenţă, iar a electronilor liberi în banda de liberi în banda de conducţie. Cele două conducţie. Cele două benzi sunt separate de benzi sunt separate de banda interzisă.banda interzisă.

JONCTIUNEA P-nJONCTIUNEA P-n• Joncţiunea p-n este un Joncţiunea p-n este un

semiconductor eterogen semiconductor eterogen constituit din două regiuni cu constituit din două regiuni cu conductibilitate de tip opus ( p şi conductibilitate de tip opus ( p şi n ), care formează o singură n ), care formează o singură reţea cristalină.reţea cristalină.

• Jonctiunea este practic o Jonctiunea este practic o regiune ingusta (l = 10regiune ingusta (l = 10-4-4-10-10-5-5cm) cm) dintr-un semiconductor dopat cu dintr-un semiconductor dopat cu impuritati donoare intr-o regiune impuritati donoare intr-o regiune si cu impuritati acceptoare in si cu impuritati acceptoare in regiunea adiacenta, in care se regiunea adiacenta, in care se schimba conductia electrica de schimba conductia electrica de la un tip la altul, cand se trece la un tip la altul, cand se trece de la o extremitate a ei la de la o extremitate a ei la cealalta.La formarea unei cealalta.La formarea unei jonctiuni pn se folosesc diferite jonctiuni pn se folosesc diferite procedee tehnologice cum ar fi procedee tehnologice cum ar fi difuzie, aliere, epitaxie.difuzie, aliere, epitaxie.

• O jonctiune p-n simetrica O jonctiune p-n simetrica este cea care este formata este cea care este formata dintr-un cristal pur de dintr-un cristal pur de forma regulata dopat cu forma regulata dopat cu impuritati acceptoare si impuritati acceptoare si impuritati donoare in impuritati donoare in acceasi concentratie ND » acceasi concentratie ND » NA.NA.

• Procesele care au loc într-Procesele care au loc într-o joncţiune (sau în urma o joncţiune (sau în urma interacţiunii mai multor interacţiunii mai multor joncţiuni), determină joncţiuni), determină proprietăţile electrice ale proprietăţile electrice ale dispozitivelor dispozitivelor semiconductoare. Aceste semiconductoare. Aceste procese sunt influenţate procese sunt influenţate de regimul de polarizare a de regimul de polarizare a regiunilorregiunilor

1.1. În absenţa unei tensiuni În absenţa unei tensiuni aplicate din exterioraplicate din exterior : :

• o parte din golurile libere ale o parte din golurile libere ale regiunii p (aflate în zona de regiunii p (aflate în zona de vecinătate), difuzează în vecinătate), difuzează în regiunea n , unde se recombină regiunea n , unde se recombină cu electronii;cu electronii;

• o parte din electronii liberi ai o parte din electronii liberi ai regiunii n (aflaţi în zona de regiunii n (aflaţi în zona de vecinătate), difuzează în vecinătate), difuzează în regiunea p , unde se recombină regiunea p , unde se recombină cu golurile.cu golurile.

• Prin plecarea golurilor în Prin plecarea golurilor în regiunea n şi a electronilor în regiunea n şi a electronilor în regiunea p, vor apărea în cele regiunea p, vor apărea în cele două regiuni două sarcini două regiuni două sarcini electrice spaţiale, de sens opus electrice spaţiale, de sens opus

• La echilibru termic:La echilibru termic:

- curentul de goluri produs - curentul de goluri produs prin difuzie este egal cu prin difuzie este egal cu curentul de goluri produs curentul de goluri produs sub influenţa curentului sub influenţa curentului electric; electric;

- curentul de electroni - curentul de electroni produs prin difuzie este produs prin difuzie este egal cu curentul de egal cu curentul de electroni produs sub electroni produs sub influenţa curentului influenţa curentului electric. electric.

• Rezultă că, în ansamblu, Rezultă că, în ansamblu, semiconductorul este semiconductorul este neutruneutru

2. Dacă se aplică joncţiunii o 2. Dacă se aplică joncţiunii o tensiune din exteriortensiune din exterior::

• Se polarizeaza în „sens direct” Se polarizeaza în „sens direct” (borna pozitivă a sursei la (borna pozitivă a sursei la regiunea p). Deoarece, la regiunea p). Deoarece, la echilibru termic, în joncţiunea pn echilibru termic, în joncţiunea pn s-a format o regiune de trecere s-a format o regiune de trecere de mare rezistivitate (din cauză de mare rezistivitate (din cauză că este lipsită practic de că este lipsită practic de purtătorii mobili), prin aplicarea purtătorii mobili), prin aplicarea unei tensiuni de polarizare în unei tensiuni de polarizare în sens direct, întreaga tensiune se sens direct, întreaga tensiune se regăseşte distribuită de-a lungul regăseşte distribuită de-a lungul regiunii de trecere micşorând regiunii de trecere micşorând bariera de potenţial.bariera de potenţial.

• Acest lucru determină stricarea Acest lucru determină stricarea echilibrului dintre curenţii de echilibrului dintre curenţii de difuzie şi cei de câmp, şi anume: difuzie şi cei de câmp, şi anume: cei de difuzie vor creşte iar cei de cei de difuzie vor creşte iar cei de câmp rămân practic la valoarea câmp rămân practic la valoarea lor de echilibru. Prin urmare, prin lor de echilibru. Prin urmare, prin joncţiune circulă un curent de la joncţiune circulă un curent de la p la n.p la n.

• Polarizarea inversă a Polarizarea inversă a joncţiunii pn (borna joncţiunii pn (borna pozitivă la regiunea n şi pozitivă la regiunea n şi borna negativă la borna negativă la regiunea p) :regiunea p) :

• Tensiunea din exterior Tensiunea din exterior se regăseşte distribuită se regăseşte distribuită de-a lungul regiunii de de-a lungul regiunii de trecere mărind bariera trecere mărind bariera de potenţial de potenţial

• În acest caz, curenţii de În acest caz, curenţii de difuziune scad şi devin difuziune scad şi devin neglijabili, în timp ce neglijabili, în timp ce curenţii minoritari curenţii minoritari rămân practic la rămân practic la valoarea de echilibru. valoarea de echilibru.

Clasificare:Clasificare:• O joncţiune se obţine O joncţiune se obţine

sub forma unui sub forma unui monocristal monocristal semiconductor (de semiconductor (de germaniu sau de germaniu sau de siliciu) prin divere siliciu) prin divere procedee. procedee.

• Clasificarea Clasificarea joncţiunilor după joncţiunilor după procedeul de procedeul de realizare: realizare:

• Joncţiune prin aliere Joncţiune prin aliere • Joncţiune prin difuzie Joncţiune prin difuzie

(joncţiune difuzată) (joncţiune difuzată) • Joncţiune prin Joncţiune prin

creştere epitaxială creştere epitaxială

• Procedee tehnologiceProcedee tehnologice :• Procedeele tehnologice utilizate Procedeele tehnologice utilizate

pentru obţinerea materialelor pentru obţinerea materialelor semiconductoare pot fi utilizate semiconductoare pot fi utilizate şi la realizarea joncţiunilor şi la realizarea joncţiunilor înlocuind materialul înlocuind materialul semiconductor intrinsec cu un semiconductor intrinsec cu un material semiconductor material semiconductor impurificat convenabil. impurificat convenabil.

• Procedeul de aliere Procedeul de aliere • Procedeul de difuzie Procedeul de difuzie • --                  prin tehnologie planară prin tehnologie planară • --                  prin tehnologie mesa prin tehnologie mesa • --                  prin combinaţia acestora cu prin combinaţia acestora cu

tehnologie epitaxială tehnologie epitaxială • Procedeul de creştere epitaxială Procedeul de creştere epitaxială • --                  prin tehnologie epitaxială prin tehnologie epitaxială

Prima jonctiune cu GermaniuPrima jonctiune cu Germaniu

Regimul static al joncţiunii pnRegimul static al joncţiunii pn

• Există două modelării ale Există două modelării ale regimului static al joncţiunii regimului static al joncţiunii pn: modelul analitic şi pn: modelul analitic şi modelul numeric.modelul numeric.

• Modelul analitic are Modelul analitic are avantajul de a permite o avantajul de a permite o descriere calitativa corecta a descriere calitativa corecta a funcţionării joncţiunii pn şi funcţionării joncţiunii pn şi de a pune în evidenţă în de a pune în evidenţă în mod direct (analitic) mod direct (analitic) influenţa pe care fiecare influenţa pe care fiecare parametru al joncţiunii o are parametru al joncţiunii o are asupra caracteristicii asupra caracteristicii electrice. El se bazează pe electrice. El se bazează pe câteva ipoteze restrictive câteva ipoteze restrictive care duc la neglijarea unor care duc la neglijarea unor factori cu o influenţă mai factori cu o influenţă mai mică asupra acestei mică asupra acestei caracteristici electrice.caracteristici electrice.

• Modelul numeric se bazează Modelul numeric se bazează pe rezolvarea numerică a pe rezolvarea numerică a sistemului de ecuaţii al sistemului de ecuaţii al semiconductorilor. semiconductorilor. Avantajele evidente sunt: o Avantajele evidente sunt: o mai mare precizie şi o mare mai mare precizie şi o mare apropiere de realitatea apropiere de realitatea fizică. Dezavantajul al fizică. Dezavantajul al acestui model este faptul că acestui model este faptul că uneori procesul de obţinere uneori procesul de obţinere a soluţiei nu este convergent a soluţiei nu este convergent şi în general nu se poate şi în general nu se poate pune în evidenţă o legătură pune în evidenţă o legătură directă, analitică, între directă, analitică, între parametrii joncţiunii şi parametrii joncţiunii şi caracteristica termică.caracteristica termică.

Tranzistorul-Noţiuni generale

• Inventat la Bell Inventat la Bell Telephone Laboratories Telephone Laboratories din New Jersey în din New Jersey în decembrie 1947 de John decembrie 1947 de John Bardeen, Walter Houser Bardeen, Walter Houser Brattain, şi William Brattain, şi William Bradford Shockley. Bradford Shockley. Descoperirea Descoperirea tranzistoruluitranzistorului a a determinat dezvoltarea determinat dezvoltarea electronicii fiind electronicii fiind considerat una din cele considerat una din cele mai mari descoperiri ale mai mari descoperiri ale erei moderneerei moderne ^Replica in marime naturala aflata

la muzeul AT&T din New York

• Tranzistoarele bipolare sunt dispozitive semiconductoare cu Tranzistoarele bipolare sunt dispozitive semiconductoare cu doua jonctiuni care functioneaza pe baza injectiei de purtatori doua jonctiuni care functioneaza pe baza injectiei de purtatori minoritari. Tranzistorul poate inlocui trioda cu emisie minoritari. Tranzistorul poate inlocui trioda cu emisie termoelectrica.termoelectrica.

• Tranzistorul este alcatuit dintr-un semiconductor cu trei straturi Tranzistorul este alcatuit dintr-un semiconductor cu trei straturi de conductie diferita: un strat n intre 2 straturi p, la tranzistorul de conductie diferita: un strat n intre 2 straturi p, la tranzistorul p-n-p, sau un strat p intre 2 n, la tranzistorul n-p-n.p-n-p, sau un strat p intre 2 n, la tranzistorul n-p-n.

Construcţie:Construcţie:• Tranzistorii de realizeaza pe Tranzistorii de realizeaza pe

un susbtrat semiconductor un susbtrat semiconductor (in general siliciu, mai rar (in general siliciu, mai rar germaniu, dar nu numai). germaniu, dar nu numai).

• Tehnologia de realizare Tehnologia de realizare difera in functie de tipul difera in functie de tipul tranzistorului dorit. tranzistorului dorit.

• De exemplu, un tranzistor De exemplu, un tranzistor de tip PNP se realizeaza pe de tip PNP se realizeaza pe un substrat de tip P, in care un substrat de tip P, in care se creeaza prin diferite se creeaza prin diferite metode (difuzie de exemplu) metode (difuzie de exemplu) o zona de tip N, care va o zona de tip N, care va constitui BAZA constitui BAZA tranzistoruluitranzistorului..

UtilizareUtilizare• Tranzistoarele pot fi folosite in Tranzistoarele pot fi folosite in

echipamentele electronice cu echipamentele electronice cu componente discrete in:componente discrete in:-amplificatoare de semnal (in -amplificatoare de semnal (in domeniul audio, video, radio)domeniul audio, video, radio)-amplificatoare de -amplificatoare de instrumentatieinstrumentatie-oscilatoare-oscilatoare-modulatoare si -modulatoare si demodulatoaredemodulatoare-filtre-filtre-surse de alimentare liniare -surse de alimentare liniare sau in comutatiesau in comutatieSau in circuite integrate, Sau in circuite integrate, tehnologia de astazi tehnologia de astazi permitand integrarea intr-o permitand integrarea intr-o singura capsula a milioane de singura capsula a milioane de tranzistoritranzistori

Functionarea tranzistorului n-p-nFunctionarea tranzistorului n-p-n• Stratul din mijloc al Stratul din mijloc al

semiconductorului se numeste semiconductorului se numeste baza, straturile laterale se baza, straturile laterale se numesc emitor si colector. numesc emitor si colector.

• Baza are o dopare mai mica Baza are o dopare mai mica decat emitorul. Tranzistorul decat emitorul. Tranzistorul poate fi considerat ca format poate fi considerat ca format din doua diode din doua diode semiconductoare: una emitor-semiconductoare: una emitor-baza si alta baza-colector.baza si alta baza-colector.

• Pentru functionarea Pentru functionarea tranzistorului, pe dioda baza-tranzistorului, pe dioda baza-colector, se aplica o tensiune colector, se aplica o tensiune inversa, cu polul pozitiv la inversa, cu polul pozitiv la partea n, adica la colector. partea n, adica la colector. Deoarece in zona p nu sunt Deoarece in zona p nu sunt electroni liberi care sa fie atrasi electroni liberi care sa fie atrasi de polul pozitiv de la colector, de polul pozitiv de la colector, in circuitul colectorului curentul in circuitul colectorului curentul este practic nul.este practic nul.

• Aplicand intre emitor si Aplicand intre emitor si baza o tensiune baza o tensiune alternativa, variatiile de alternativa, variatiile de tensiune provoaca variatii tensiune provoaca variatii ale curentului emitorului, ale curentului emitorului, care produc variatii ale care produc variatii ale curentului colectorului. Pe curentului colectorului. Pe rezistorul de sarcina Rs, rezistorul de sarcina Rs, mare, din circuitul mare, din circuitul colectorului variatiile de colectorului variatiile de curent produc variatii de curent produc variatii de tensiune, mai mari decat tensiune, mai mari decat ale tensiunii de intrare. ale tensiunii de intrare. Asadar tranzistorul poate Asadar tranzistorul poate functiona ca amplificator functiona ca amplificator de tensiune.de tensiune.

Functionarea tranzistoruluiFunctionarea tranzistorului p-n-p p-n-p

• Tranzistorul p-n-p functioneaza dupa un principiu analog, dar Tranzistorul p-n-p functioneaza dupa un principiu analog, dar tensiunile aplicate trebuie sa aiba o polaritate inversa.tensiunile aplicate trebuie sa aiba o polaritate inversa.

Simbolurile folosite în mod curent pentru tranzistoriSimbolurile folosite în mod curent pentru tranzistori

Tranzistor Tranzistor JFETJFET

Tranzistor Tranzistor IGFET canal NIGFET canal N

FototranzistorFototranzistorTranzistor Tranzistor bipolar PNPbipolar PNP

Tranzistoare cu efect de campTranzistoare cu efect de camp

• In cazul tranzistoarelor cu efect de camp la procesul de In cazul tranzistoarelor cu efect de camp la procesul de conductie electrica participa un singur tip de purtatori de conductie electrica participa un singur tip de purtatori de sarcina(tranzistoare unipolare).sarcina(tranzistoare unipolare).

• Functionarea acestor dispozitive semiconductoare are la baza Functionarea acestor dispozitive semiconductoare are la baza variatia conductivitatii electrice a unui canal semiconductor variatia conductivitatii electrice a unui canal semiconductor

• Acesta are drept consecinta variatia intensitatii curentului Acesta are drept consecinta variatia intensitatii curentului electric dintre electrozii plasati la capetele canalului si are electric dintre electrozii plasati la capetele canalului si are drept cauza modificarea sectiunii sale transversale sau a drept cauza modificarea sectiunii sale transversale sau a concentratiei purtatorilor de sarcina din acesta ,datorita concentratiei purtatorilor de sarcina din acesta ,datorita campului electic creat intre un al treilea electrod,grila sau campului electic creat intre un al treilea electrod,grila sau poarta,si cei doi electrozi amintiti mai inainte.Din acest motiv poarta,si cei doi electrozi amintiti mai inainte.Din acest motiv asemenea tranzistoare se mai numesc tranzistoare cu efect de asemenea tranzistoare se mai numesc tranzistoare cu efect de camp.camp.

• Aceste tranzistoare se impart in tranzistoare cu efect de camp Aceste tranzistoare se impart in tranzistoare cu efect de camp cu jonctiunii(JFET)si tranzistoare cu efect de camp cu grila cu jonctiunii(JFET)si tranzistoare cu efect de camp cu grila izolata(MOSFET).izolata(MOSFET).

• Tranzistoarele unipolare prezinta urmatoarele avantaje fata de tranzistoarele bipolare:

• stabilitate termica superioara(datorita utilizarii unui singur tip de purtatori de sarcina),

• prezinta o impedanta de intrare foarte mare si o tehnologie de fabricatie mai simpla.

• In schimb prezinta dezavantajul unei pante mici a caracteristicilor statice de transfer.

• Structura unui tranzistor JFET contine doua Structura unui tranzistor JFET contine doua jonctiunii semiconductoare pn care marginesc jonctiunii semiconductoare pn care marginesc regiunea semiconductoare numita canal.regiunea semiconductoare numita canal.

• Dupa tipul purtatorilor de sarcina din canal Dupa tipul purtatorilor de sarcina din canal distingem:JFET,cu canal de tip n si tranzistor JFET distingem:JFET,cu canal de tip n si tranzistor JFET cu canal de tip p.Cei doi electroizii de la capetele cu canal de tip p.Cei doi electroizii de la capetele canalului se numesc sursa si respective drena.canalului se numesc sursa si respective drena.

• Tranzistorul cu efect de camp cu jonctiunii Tranzistorul cu efect de camp cu jonctiunii functioneaza in regim normal,cu cele doua functioneaza in regim normal,cu cele doua jonctiunii polarizate invers.Aplicand pe rigla un jonctiunii polarizate invers.Aplicand pe rigla un potential negativ,fata de masa in cazul potential negativ,fata de masa in cazul tranzistorului JFET cu canal de tip n,dimensiunile tranzistorului JFET cu canal de tip n,dimensiunile celor doua jonctiunii se maresc,find polarizate celor doua jonctiunii se maresc,find polarizate invers,ceea ce duce la reducerea sectiunii invers,ceea ce duce la reducerea sectiunii transversale efective a canalului.transversale efective a canalului.

• Caracteristica de iesire a unui tranzistor JFET are Caracteristica de iesire a unui tranzistor JFET are trei regiunii:regiunea liniara(1),in care JFET trei regiunii:regiunea liniara(1),in care JFET lucreaza un regim de rezistor comandat;o regiune lucreaza un regim de rezistor comandat;o regiune de saturatie(2) utilizata in majoritatea aplicatiilor de saturatie(2) utilizata in majoritatea aplicatiilor si regiunea de strapungere(3)si regiunea de strapungere(3)

Structura si functionarea tranzistorului cu efect de Structura si functionarea tranzistorului cu efect de de camp cu grila izolata(MOSFET)de camp cu grila izolata(MOSFET)

• Pentru acest tip de tranzistor cu efect de camp electrodul de grila Pentru acest tip de tranzistor cu efect de camp electrodul de grila este izolat de structura semiconductoare a tranzistorului printr-un este izolat de structura semiconductoare a tranzistorului printr-un strat subtire de bioxid de siliciu.Exista doua tipuri de asemenea strat subtire de bioxid de siliciu.Exista doua tipuri de asemenea tranzistoare:tranzistoare:

a)tranzistoare MOSFETcu canal indus,caracterizate prin absenta a)tranzistoare MOSFETcu canal indus,caracterizate prin absenta canalului atunci cand diferenta de potential dintre grile si ceilalti canalului atunci cand diferenta de potential dintre grile si ceilalti doi electroizii este egala cu zero.In acest caz conductivitatea doi electroizii este egala cu zero.In acest caz conductivitatea canalului este practic nula.canalului este practic nula.

b)tranzistoare MOSFET cu canal initial,pentru care dopand b)tranzistoare MOSFET cu canal initial,pentru care dopand corespunzator regiunea din imediata apropiere a stratului izolator corespunzator regiunea din imediata apropiere a stratului izolator din bioxid de siliciu se realizeaza un canal ce prezinta o anumita din bioxid de siliciu se realizeaza un canal ce prezinta o anumita conductivitate.De asemenea,in functie de tipul purtatorilor de conductivitate.De asemenea,in functie de tipul purtatorilor de sarcina din canal ce participa la procesul de sarcina din canal ce participa la procesul de conductie,tranzistoarele MOSFET pot fi:cu canal de tip n sau cu conductie,tranzistoarele MOSFET pot fi:cu canal de tip n sau cu canal de tip p.canal de tip p.

• In cazul tranzistoarelor MOSFET cu canal indus in absenta unei In cazul tranzistoarelor MOSFET cu canal indus in absenta unei tensiunii aplicate intre grila si ceilalti electrozi structura tensiunii aplicate intre grila si ceilalti electrozi structura tranzistorului este echivalenta cu doua jonctiunii pn legate in tranzistorului este echivalenta cu doua jonctiunii pn legate in opozitie.Pentru tranzistoarele MOSFET cu canal initial,prin opozitie.Pentru tranzistoarele MOSFET cu canal initial,prin constructie,dopand corespunzator regiunea dintre sursa si constructie,dopand corespunzator regiunea dintre sursa si drena din apropierea stratului izolator se realizeaza un canal drena din apropierea stratului izolator se realizeaza un canal conductor astfel incat,in absenta unei diferente de potential conductor astfel incat,in absenta unei diferente de potential dintre grila si sursa conductivitatea electrica a acestuia este dintre grila si sursa conductivitatea electrica a acestuia este ridicata.ridicata.

• Tranzistorul MOSFET necesita precautii speciale legate de Tranzistorul MOSFET necesita precautii speciale legate de manipularea sa.Deoarece stratul izolator de oxid se strapunge manipularea sa.Deoarece stratul izolator de oxid se strapunge la tensiuni mici,de ordinul a 50 de V,care pot lua nastere la tensiuni mici,de ordinul a 50 de V,care pot lua nastere accidental cu mare usurinta,tranzistorul MOSFET se pastreaza accidental cu mare usurinta,tranzistorul MOSFET se pastreaza cu terminalele scurt circuitate.cu terminalele scurt circuitate.

Tranzistoare unipolare de tip TECJTranzistoare unipolare de tip TECJ

• In dispozitivele unipolare In dispozitivele unipolare curentul electric este datorat curentul electric este datorat in principal unui singur tip de in principal unui singur tip de purtatori fie elecroni, fie purtatori fie elecroni, fie goluri.goluri.

• In esenta, aceste dispozitive In esenta, aceste dispozitive constau dintr-un canal constau dintr-un canal conductiv prevazut la capete conductiv prevazut la capete cu doua contacte pentru cu doua contacte pentru amplificarea tensiunilor de amplificarea tensiunilor de alimentare;ialimentare;i

• n functie de metoda utilizata n functie de metoda utilizata pentru modularea curentului pentru modularea curentului prin canal,se disting mai multe prin canal,se disting mai multe tipuri de dispozitive unipolare.tipuri de dispozitive unipolare.

• O metoda eficienta foarte O metoda eficienta foarte raspandita de variere a raspandita de variere a conductantei canalului consta conductantei canalului consta in utilizarea unui camp in utilizarea unui camp electric.Astfel de dispozitive electric.Astfel de dispozitive se numesc tranzistoare cu se numesc tranzistoare cu efect de camp.Exista doua efect de camp.Exista doua categorii importante de categorii importante de tranzistoareTEC care difera tranzistoareTEC care difera prinprincipiul fizic de prinprincipiul fizic de realizare practica a realizare practica a modulatiei canaluluimodulatiei canalului

• Tranzistoare TEC cu jonctiune, notate TECJ. Modulatia Tranzistoare TEC cu jonctiune, notate TECJ. Modulatia conductantei canalului se efectuiaza prin variatia largimii conductantei canalului se efectuiaza prin variatia largimii regiuneii saracite ( de sarcina spatiala ) a unei jonctiuni pn, regiuneii saracite ( de sarcina spatiala ) a unei jonctiuni pn, constituita din canalul conductiv si o regiune puternica constituita din canalul conductiv si o regiune puternica afirmata numita poarta, care se intinde pe intreaga lungime a afirmata numita poarta, care se intinde pe intreaga lungime a canalului; pentru un canal de tip n poarta este de tip p+, astfel canalului; pentru un canal de tip n poarta este de tip p+, astfel regiunea saracita a jonctiunii p+n polarizarea invers se regiunea saracita a jonctiunii p+n polarizarea invers se intinde in principal in interiorul canalului (daca canalul este de intinde in principal in interiorul canalului (daca canalul este de tip p poarta este de tip n+).tip p poarta este de tip n+).

• Contactele fixate la capetele canalului se numesc surse , Contactele fixate la capetele canalului se numesc surse , respectv drena: oricare ar fi tipul canalului, totdeauna respectv drena: oricare ar fi tipul canalului, totdeauna purtatori pleaca de la sursa si sunt colectati la drena.purtatori pleaca de la sursa si sunt colectati la drena.

• Se observa ca la acest tip de tranzitoare controlul curentului Se observa ca la acest tip de tranzitoare controlul curentului se realizeaza prin variati marimii A din relatia G=o A/ se realizeaza prin variati marimii A din relatia G=o A/ L=qunA/L (5.1). tranzitoare TEC , cu poarta izolata , fiind L=qunA/L (5.1). tranzitoare TEC , cu poarta izolata , fiind cunoscute sub denumirea de TECMOScunoscute sub denumirea de TECMOS

Tranzistorul bipolar

• In principiu un tranzistor bipolar este o pastila de siliciu dopata astfel incat In principiu un tranzistor bipolar este o pastila de siliciu dopata astfel incat sa se creeze trei straturi depate diferit, si deci doua jonctiuni pn; astfel, sa se creeze trei straturi depate diferit, si deci doua jonctiuni pn; astfel, tranzistoarele pot fi ,,pnp" (zona din mijloc dopata cu elemente ,,donoare" tranzistoarele pot fi ,,pnp" (zona din mijloc dopata cu elemente ,,donoare" de electroni - cu valenta 5, celelalte doua dopate cu elemente ,,acceptoare” de electroni - cu valenta 5, celelalte doua dopate cu elemente ,,acceptoare” cu valenta 3) sau ,,npn" (dopat invers). Totusi, din. cauza grosimii foarte cu valenta 3) sau ,,npn" (dopat invers). Totusi, din. cauza grosimii foarte mici a zonei centrale (baza),.cele doua joncjiuni nu functioneaza mici a zonei centrale (baza),.cele doua joncjiuni nu functioneaza independent si intre terminalele extreme (colector si emitator) poate independent si intre terminalele extreme (colector si emitator) poate aparea un curent, aceasta fiind si proprietatea cea mai importanta a aparea un curent, aceasta fiind si proprietatea cea mai importanta a tranzistorului, si aceea care permite folosirea lui pe post de amplificator.tranzistorului, si aceea care permite folosirea lui pe post de amplificator.

• In fig.3.1 este reprezentata structura fizica de principiu a unui In fig.3.1 este reprezentata structura fizica de principiu a unui tranzistor npn discret. Tranzistorul discret din figura este de tip dublu tranzistor npn discret. Tranzistorul discret din figura este de tip dublu difuzat - difuzia tip p a bazei in substratul tip n dopat uniform cu difuzat - difuzia tip p a bazei in substratul tip n dopat uniform cu donori si difuzia tip ndonori si difuzia tip n++++ a emitatorului in difuzia p a bazei. Tranzistorul a emitatorului in difuzia p a bazei. Tranzistorul bipolar npn integrat este triplu difuzat, necesitatea unei difuzii bipolar npn integrat este triplu difuzat, necesitatea unei difuzii suplimentare fiind detenninata de faptul ca in circuitele integrate suplimentare fiind detenninata de faptul ca in circuitele integrate terminalul de colector este in acelasi plan cu cele de B si E - curentul terminalul de colector este in acelasi plan cu cele de B si E - curentul principal (intre terminalele C si E) circuland paralel cu suprafata principal (intre terminalele C si E) circuland paralel cu suprafata cipului si nu transversal prin cip ca la TB discretcipului si nu transversal prin cip ca la TB discret

• Privit de deasupra aria ocupata de TB , in fig. 3.1, este de forma Privit de deasupra aria ocupata de TB , in fig. 3.1, este de forma dreptunghiulara sau patrata si are valoarea dependenta de curentul dreptunghiulara sau patrata si are valoarea dependenta de curentul maxim permis prin structura.maxim permis prin structura.

• Din fig. 3.2 sa observam ca dispozitivul are doua jonctiuni:Din fig. 3.2 sa observam ca dispozitivul are doua jonctiuni:- jonctiunea n+p emitoare (Je );- jonctiunea n+p emitoare (Je );

-jonctiunea np colectoare (J-jonctiunea np colectoare (Jcc););

• Pentru obtinerea celor doua jonctiuni se pleaca de la placheta de Pentru obtinerea celor doua jonctiuni se pleaca de la placheta de siliciu monocristalin (disc mare) de tip n (concentratia atomilor siliciu monocristalin (disc mare) de tip n (concentratia atomilor pentavalenti este relativ mica si uniforma in tot volumul pentavalenti este relativ mica si uniforma in tot volumul plachetei),plachetei), si la temperatura absoluta T=300K (temperatura si la temperatura absoluta T=300K (temperatura mediului ambiant aproximativ 27°C) va rezulta aceeasi mediului ambiant aproximativ 27°C) va rezulta aceeasi concentratie de electroni liberi in tot concentratie de electroni liberi in tot volumul volumul plachetei, n = ndplachetei, n = nd.

• Urmeaza o difuzie in stare solida cu atomi acceptori in locuri Urmeaza o difuzie in stare solida cu atomi acceptori in locuri precis delimitate prin fotolitografie (raman gauri in Si0precis delimitate prin fotolitografie (raman gauri in Si022 prin care prin care

se vede suprafata siliciului prin care se face difuzia acceptorilor, se vede suprafata siliciului prin care se face difuzia acceptorilor, atomi trivalenti). Aceasta difuze este pentru implementarea zonei atomi trivalenti). Aceasta difuze este pentru implementarea zonei p a bazei tranzistorului npn. Concentratia atomilor trivalenti p a bazei tranzistorului npn. Concentratia atomilor trivalenti difuzati este mai mare fata de concentratia donorilor pentavalenti difuzati este mai mare fata de concentratia donorilor pentavalenti din substrat astfel incat se obtine inversarea tipului de din substrat astfel incat se obtine inversarea tipului de semiconductor; a fost inainte de tip n si dupa difuzie devine de tip semiconductor; a fost inainte de tip n si dupa difuzie devine de tip p.p.

• In toata literatura de tip In toata literatura de tip didactic, pentru explicarea didactic, pentru explicarea fenomenelor fundamentale fenomenelor fundamentale din TB si modelarea din TB si modelarea matematica a acestora se matematica a acestora se considera doar o zona de considera doar o zona de tipul celei din fig.3.2 in care tipul celei din fig.3.2 in care zonele de curbura ale zonele de curbura ale jonctiunii emitoare nu sunt jonctiunii emitoare nu sunt luate in considerate.luate in considerate.

• Tranzistorul npn (sau pnp) isi Tranzistorul npn (sau pnp) isi realizeaza functia principala realizeaza functia principala si si anume amplificarea anume amplificarea curentului de baza, curentului de baza, numai numai daca jonctiunea emitoare daca jonctiunea emitoare este direct polarizata, iar este direct polarizata, iar jonctiunea colectoare este jonctiunea colectoare este invers polarizata. invers polarizata. Functionarea tranzistoarelor Functionarea tranzistoarelor cu Jcu JEE polarizata direct si Jc polarizata direct si Jc

polarizata invers defineste polarizata invers defineste regimul activ normal de regimul activ normal de functionare (RAN).functionare (RAN).

• Fenomenele fizice principale din TB, care asigura Fenomenele fizice principale din TB, care asigura proprietatea de amplificare., proprietatea de amplificare., pot fi pot fi urmarite pe fig. 3.4 urmarite pe fig. 3.4 unde sursa vunde sursa vbbbb polarizeaza direct j polarizeaza direct jee iar sursa Vcc > Vbb iar sursa Vcc > Vbb

polarizeaza invers Jc (se asigura regimul activ normal).polarizeaza invers Jc (se asigura regimul activ normal).

TB in circuit. Moduri de conectareTB in circuit. Moduri de conectare

• Desi tranzistorul bipolar are Desi tranzistorul bipolar are trei terminale pentru trei terminale pentru conectare in circuit, in conectare in circuit, in majoritatea situatiilor poate majoritatea situatiilor poate fi analizat ca un cuadripol cu fi analizat ca un cuadripol cu patru terminale, fig. 3.6. In patru terminale, fig. 3.6. In toate aceste situatii un toate aceste situatii un terminal al tranzistorului terminal al tranzistorului trebuie sa fie borna comuna trebuie sa fie borna comuna intrarii si iesirii cuadripolului.intrarii si iesirii cuadripolului.

TB in conexiune emitor comun (EC), fig. 3.7;TB in conexiune emitor comun (EC), fig. 3.7;

TB in conexiune baza comunfl (BC), fig. 3.8;TB in conexiune baza comunfl (BC), fig. 3.8;

TB in conexiune colector comun (CC), fig. 3.9.TB in conexiune colector comun (CC), fig. 3.9.

CIRCUITECIRCUITE INTEGRATEINTEGRATE

• Un circuit integrat este un Un circuit integrat este un ansamblu de componente ansamblu de componente discrete ( diode, tranzistoare, discrete ( diode, tranzistoare, rezistente, condensatoare şi rezistente, condensatoare şi chiar bobine ) montate pe un chiar bobine ) montate pe un suport de siliciu miniatural numit suport de siliciu miniatural numit “cip”. “cip”.

• Acest ansamblu a fost Acest ansamblu a fost standardizat şi a căpătat forme standardizat şi a căpătat forme de capsule cu diferite dimensiuni de capsule cu diferite dimensiuni şi număr de terminale.şi număr de terminale.

• Numărul componentelor a Numărul componentelor a crescut de la câteva sute, la crescut de la câteva sute, la câteva mii sau chiar zeci de mii câteva mii sau chiar zeci de mii în cazul microprocesoarelor.în cazul microprocesoarelor.

• Cele mai simple circuite Cele mai simple circuite integrate, sunt cele integrate, sunt cele logice fabricate şi în ţara logice fabricate şi în ţara noastră şi sunt din seria noastră şi sunt din seria CDB începând cu 400, CDB începând cu 400, 402, 403, 404, care 402, 403, 404, care conţineau maxim 4 conţineau maxim 4 trazistoare, 2 diode, şi 4 trazistoare, 2 diode, şi 4 rezistente, ele putând fi rezistente, ele putând fi construite uşor şi din construite uşor şi din componente discrete.componente discrete.

• Aceste porţi au fost folosite Aceste porţi au fost folosite la fabricarea de calculatoare la fabricarea de calculatoare şi în automatizări unde şi în automatizări unde numărul lor erau cu sutele şi numărul lor erau cu sutele şi chiar cu miile. Sigur, gama chiar cu miile. Sigur, gama de produse din seria CDB nu de produse din seria CDB nu s-a oprit la aceste câteva s-a oprit la aceste câteva tipuri, numărul lor fiind tipuri, numărul lor fiind câteva sute.câteva sute.

• Circuitele integrate TTL s-au Circuitele integrate TTL s-au culminat în cele mai simple culminat în cele mai simple microprocesoare de microprocesoare de fabricaţie românească ca: fabricaţie românească ca: procesorul de 1 bit PC procesorul de 1 bit PC 14500, numărătorul de 14500, numărătorul de program de 4 biţi PC 14104 program de 4 biţi PC 14104 sau demultiplexor 1:8 cu sau demultiplexor 1:8 cu memorie.memorie.

• Principalul producător de circuite Principalul producător de circuite integrate şi alte componente, a integrate şi alte componente, a fost IPRS Băneasa, o fabrică unde fost IPRS Băneasa, o fabrică unde au fost produse alte circuite au fost produse alte circuite integrate liniare, ca alimentatorul integrate liniare, ca alimentatorul stabilizat pentru tunere cu stabilizat pentru tunere cu varicap TAA 550, amplificatorul varicap TAA 550, amplificatorul de frecvenţă intermediară sunet de frecvenţă intermediară sunet şi imagine la TV (TDA 440), şi imagine la TV (TDA 440), sincroprocesorul TV (TBA 950), sincroprocesorul TV (TBA 950), C.I. pentru baleiaj vertical (TDA C.I. pentru baleiaj vertical (TDA 1170 ), amplificatoare 1170 ), amplificatoare operaţionale (A 741, M 3900 ), operaţionale (A 741, M 3900 ), stabilizatoare de tensuine (A stabilizatoare de tensuine (A 723), temporizator ca E 555, 723), temporizator ca E 555, senzor magnetic M 230, senzor magnetic M 230, comutator senzorial pentru comutator senzorial pentru tastaturile electronice la TV, seria tastaturile electronice la TV, seria SAS 560,561.SAS 560,561.

Circuit integrat vazut la microscop

Porti Logice

• Circuitele cu ajutorul cărora se Circuitele cu ajutorul cărora se pot implementa operaţiile pot implementa operaţiile fundamentale din algebra fundamentale din algebra booleană se numesc porţi booleană se numesc porţi logice. logice.

• O poartă acceptă unul sau mai O poartă acceptă unul sau mai multe semnale logice de multe semnale logice de intrare şi produce un semnal intrare şi produce un semnal de ieşire conform unei funcţii de ieşire conform unei funcţii logice de bază a intrărilor logice de bază a intrărilor (tabel de adevăr). (tabel de adevăr).

• Aceste porţi se pot proiecta Aceste porţi se pot proiecta folosind atât elemente pasive folosind atât elemente pasive de circuit (rezistenţe, becuri, de circuit (rezistenţe, becuri, întrerupătoare şi/sau diode întrerupătoare şi/sau diode semiconductoare) cât şi semiconductoare) cât şi elemente active de circuit elemente active de circuit (tranzistori sau circuite (tranzistori sau circuite integrate). integrate).

• În practică, realizarea În practică, realizarea porţilor logice cu diodă porţilor logice cu diodă semiconductoare nu este semiconductoare nu este posibilă, deoarece atunci posibilă, deoarece atunci când se măreşte numărul când se măreşte numărul intrărilor (mărind implicit intrărilor (mărind implicit numărul de diode folosite) numărul de diode folosite) curenţii inverşi de saturaţie curenţii inverşi de saturaţie se vor aduna, ceea ce se vor aduna, ceea ce poate cauza deplasarea poate cauza deplasarea nedorită a nivelului logic de nedorită a nivelului logic de ieşire. ieşire.

• Un alt dezavantaj al porţilor Un alt dezavantaj al porţilor logice cu diode este şi logice cu diode este şi faptul că nu se poate faptul că nu se poate impletenta funcţia logică impletenta funcţia logică NU. NU.

• Toate aceste dezavantaje pot fi Toate aceste dezavantaje pot fi eliminate folosind tranzistorul eliminate folosind tranzistorul bipolar. Aplicand la intrarea bipolar. Aplicand la intrarea circuitului din figura alaturata un circuitului din figura alaturata un semnal logic dat, la iesire se va semnal logic dat, la iesire se va obtine inversul (negativul) obtine inversul (negativul) acestuia. In cazul in care pe acestuia. In cazul in care pe intrare (baza) se aplica nivelul intrare (baza) se aplica nivelul ”0” logic, tranzistorul se va afla ”0” logic, tranzistorul se va afla in stare de blocare. Pe iesire se in stare de blocare. Pe iesire se va masura nivelul logic “1”. va masura nivelul logic “1”. Aplicand nivelul logic “1” pe baza Aplicand nivelul logic “1” pe baza tranzistorului se va deschide, iar tranzistorului se va deschide, iar tensiunea colector – emitor tensiunea colector – emitor scade, obtinandu-se nivelul”0” scade, obtinandu-se nivelul”0” logic la iesirelogic la iesire

• Schemele de lucru folosite la studiul funcţiilor logice Schemele de lucru folosite la studiul funcţiilor logice

de bază sunt prezentate mai jos:de bază sunt prezentate mai jos:

• O poartă acceptă unul sau mai multe semnale logice de O poartă acceptă unul sau mai multe semnale logice de intrare şi produce un semnal de ieşire conform unei funcţii intrare şi produce un semnal de ieşire conform unei funcţii logice de bază a intrărilor (tabel de adevăr).logice de bază a intrărilor (tabel de adevăr).

• Din teorema lui DeMorgan pentru două variabile logice rezultă Din teorema lui DeMorgan pentru două variabile logice rezultă o relaţie între funcţiile logice ŞI respectiv SAU:o relaţie între funcţiile logice ŞI respectiv SAU:

• Prin urmare, dintre cele trei operaţii de bază (ŞI, SAU, NU), Prin urmare, dintre cele trei operaţii de bază (ŞI, SAU, NU), numai două sunt strict necesare (ŞI / NU, respectiv SAU / NU), numai două sunt strict necesare (ŞI / NU, respectiv SAU / NU), pentru că a treia poate fi înlocuită de o combinaţie pentru că a treia poate fi înlocuită de o combinaţie corespunzătoare a celorlalte două.corespunzătoare a celorlalte două.

• După cum arată şi exemplul de mai jos, operatorii NU, După cum arată şi exemplul de mai jos, operatorii NU, respectiv ŞI pot fi combinaţi în aşa fel încât să formeze un respectiv ŞI pot fi combinaţi în aşa fel încât să formeze un operator “universal” care poate fi utilizat pentru a operator “universal” care poate fi utilizat pentru a implementa orice expresie booleană.implementa orice expresie booleană.

pentru că pentru că

B A B A B A B A

AA

Amplificatorul cu tranzistor bipolar

• Acest articol este bazat în Acest articol este bazat în mare măsură pe ideile din mare măsură pe ideile din articolul de specialitate de articolul de specialitate de pe Internet al lui LY2HT, unui pe Internet al lui LY2HT, unui radioamator din Lituania şi radioamator din Lituania şi este o descriere a este o descriere a amplificatorul liniar care amplificatorul liniar care foloseşte două tranzistoare foloseşte două tranzistoare Mosfet IRF 510, construcţie Mosfet IRF 510, construcţie similară cu cel al lui similară cu cel al lui WA2EBY, K5OOR, F6BQU, WA2EBY, K5OOR, F6BQU, DK7ZB, DL9AH şi WA1GPO. DK7ZB, DL9AH şi WA1GPO.

• Proiectul lui LY2HT este Proiectul lui LY2HT este undeva la mijlocul evoluţiei undeva la mijlocul evoluţiei ideii de a construi liniare ideii de a construi liniare pentru HF cu ajutorul pentru HF cu ajutorul tranzistoarelor concepute tranzistoarelor concepute iniţial pentru comutare iniţial pentru comutare rapidărapidă

• Tranzistoarele VMosfet de Tranzistoarele VMosfet de tip IRF (International tip IRF (International Rectifier®™) sunt destul de Rectifier®™) sunt destul de ieftine, chiar foarte ieftine ieftine, chiar foarte ieftine faţă de semiconductoare RF faţă de semiconductoare RF tradiţionale epitaxial-planare tradiţionale epitaxial-planare MRF (Motorola). Modelele MRF (Motorola). Modelele care pot fi folosite sunt IRF care pot fi folosite sunt IRF 510...540 (100 V), 710...840 510...540 (100 V), 710...840 (500 V), sau cele cu sigla (500 V), sau cele cu sigla IRFP care au o tensiune de IRFP care au o tensiune de lucru de 1000 V ceea ce ar lucru de 1000 V ceea ce ar permite alimentarea lor permite alimentarea lor direct de la priză. Cel mai direct de la priză. Cel mai potrivit tranzistor pentru potrivit tranzistor pentru QRP ar fi IRF 540 care are o QRP ar fi IRF 540 care are o rezistenţă proprie de 0,06 Ω, rezistenţă proprie de 0,06 Ω, dar este şi cel mai scump dar este şi cel mai scump dintre ele. dintre ele.

Modul de funcţionareModul de funcţionare • Semnalul este introdus prin modulul atenuatorului, el trece filtrat de

L3 spre T1 (1:1) defazor (180o) care îl acordează la impedanţa tranzistoarelor MOSFET, legate push pull. T2 colectează semnalele amplificate alternativ de cele două tranzistoare şi le transmite către T3. T3 acordează impedanţa construcţiei cu cea a antenei, la 50 de ohmi. Dioda Z de 5.1 V stabilizează tensiunea sursă - poartă împreună cu ajutorul rezistorului R11, care mai poate fi acordat cu ajutorul celor două trimere R1 şi R2. De aceste acorduri fine depinde funcţionarea corectă a tranzistoarelor Mosfet, şi implicit a liniarului prezentat. Tensiunea gate nu poate depăşi 1/3 de tensiune maximă admisă a tranzistorului IRF510 (100 V), adică cca 30 V, valoare dată la 25oC a elementului semiconductor, în timp ce pe durata transmisiei acesta se încălzeşte la cca 95oC, ceea ce implică reducerea tensiunii gate admisă cu mult sub valoarea de laborator.

• Atenuatorul este compus din R8, 9 şi 10. Acesta serveşte la protecţia amplificatorului liniar împotriva semnalelor excesive. Tabelul de mai jos exemplifică valorile RF şi ale rezistoarelor (2W Pdis)

• Montajele cu un singur tranzistor sunt mai simple, debitează Montajele cu un singur tranzistor sunt mai simple, debitează putere ceva mai mare, iar cele în push-pull sunt mai greu de putere ceva mai mare, iar cele în push-pull sunt mai greu de confecţionat, dar par să aibă o fiabilitate superioară şi prezintă confecţionat, dar par să aibă o fiabilitate superioară şi prezintă o liniaritate mai bună pe toate benzile de radioamatori, adică o liniaritate mai bună pe toate benzile de radioamatori, adică variaţiile puterii de emisie nu sunt atât de diferite la capetele variaţiile puterii de emisie nu sunt atât de diferite la capetele benzilor. Un liniar cu tuburi de aceeaşi putere pare mai simplu benzilor. Un liniar cu tuburi de aceeaşi putere pare mai simplu de făcut, însă tensiunea de lucru este de cca 20 de ori mai de făcut, însă tensiunea de lucru este de cca 20 de ori mai mare, dar şi pericolul de electrocutare prin arc electric ce se mare, dar şi pericolul de electrocutare prin arc electric ce se poate produce la tensiuni mari şi contacte defectuoase. poate produce la tensiuni mari şi contacte defectuoase. Proiectele destinate radioamatorilor trebuie să fie atât uşor Proiectele destinate radioamatorilor trebuie să fie atât uşor reproductibile, cât şi sigure în exploatare. În consecinţă, reproductibile, cât şi sigure în exploatare. În consecinţă, cei mai mulţi radioamatori premiază proiectele care au un grad cei mai mulţi radioamatori premiază proiectele care au un grad ridicat de siguranţă, costuri foarte scăzute şi dau posibilitatea ridicat de siguranţă, costuri foarte scăzute şi dau posibilitatea de a îmbunătăţi montajul făcut. Utilizatorii acestor de a îmbunătăţi montajul făcut. Utilizatorii acestor amplificatoare le consideră unelte secundare pentru expediţii, amplificatoare le consideră unelte secundare pentru expediţii, pentru alimentare de la acumulatori auto, pentru trafic QRP pentru alimentare de la acumulatori auto, pentru trafic QRP sau le creează pentru dotarea unui QTH mai puţin costisitor. sau le creează pentru dotarea unui QTH mai puţin costisitor.

PROCESORUL • Procesorul este o Procesorul este o

componentă mică dar componentă mică dar vitală pentru orice vitală pentru orice computer. Eu prefer să-l computer. Eu prefer să-l văd ca fiind "inima" văd ca fiind "inima" sistemului, deşi alţii îl sistemului, deşi alţii îl consideră mai degrabă consideră mai degrabă "creierul". "creierul".

• Rolul său este Rolul său este fundamental, el fiind cel fundamental, el fiind cel care parcurge programele care parcurge programele din computer, instrucţiune din computer, instrucţiune cu instrucţiune, şi le cu instrucţiune, şi le execută coordonînd execută coordonînd dispozitivele din sistem, dispozitivele din sistem, procesînd şi manevrînd procesînd şi manevrînd datele, şi astfel controlînd datele, şi astfel controlînd toată activitatea toată activitatea sistemului. sistemului.

• Procesorul este un circuit Procesorul este un circuit integrat care include integrat care include echivalentul unui număr foarte echivalentul unui număr foarte mare de elemente de circuit mare de elemente de circuit electronic clasic - tranzistori. electronic clasic - tranzistori. El lucrează în strînsă El lucrează în strînsă colaborare cu placa de bază, colaborare cu placa de bază, pe care este montat într-o pe care este montat într-o mică priză (numită şi mică priză (numită şi slotslot sau sau socketsocket) specială. În funcţie de ) specială. În funcţie de tipul acestei prize, o placă de tipul acestei prize, o placă de bază poate suporta numai bază poate suporta numai anumite tipuri de procesoare, anumite tipuri de procesoare, care pot fi montate în acel tip care pot fi montate în acel tip de priză. Astfel, dacă de priză. Astfel, dacă plănuieşti să-ţi schimbi plănuieşti să-ţi schimbi procesorul, gama ta de opţiuni procesorul, gama ta de opţiuni este limitată la opţiunile este limitată la opţiunile permise de placa de bază. permise de placa de bază.

• Există multe tipuri de procesoare, dar cele mai cunoscute sunt cele produse de firmele Intel (realizatoarea procesoarelor din familia 80x86, mai popular cunoscute prin codurile 286, 386, 486, şi sub marca Pentium I,II,III sau 4) şi AMD (cu procesoarele din seria K6, iar mai nou cu seriile Athlon, Duron şi K7, în 2003 aşteptate sunt K8). Numele procesorului dintr-un computer şi frecvenţa lui de lucru se pot citi, de obicei, în primele rînduri de mesaje afişate la pornirea computerului

• Performanţele procesorului Performanţele procesorului se măsoară prin mai mulţi se măsoară prin mai mulţi parametri, dar cel mai parametri, dar cel mai important este frecvenţa de important este frecvenţa de lucru a procesoruluilucru a procesorului

PLACA DE BAZĂ

• Placa de bază este un dizpozitiv ‘de bază’ un ‘pamânt’ pe Placa de bază este un dizpozitiv ‘de bază’ un ‘pamânt’ pe care ‘se plantează’ celelalte componente . Este componenta care ‘se plantează’ celelalte componente . Este componenta pe care se implantează procesorul , pe care se afla sloturile pe care se implantează procesorul , pe care se afla sloturile de extensie , pe care se afla memoria cache L2 . Pe langă de extensie , pe care se afla memoria cache L2 . Pe langă această funcţie, de support pentru celelalte componente , această funcţie, de support pentru celelalte componente , are rolul de a regla şi distribui tensiune procesorului şi are rolul de a regla şi distribui tensiune procesorului şi celorlalte componente . O placă de bază de calitate are celorlalte componente . O placă de bază de calitate are variaţii mici al intensităţii curentului ‘livrat’ şi mai multe variaţii mici al intensităţii curentului ‘livrat’ şi mai multe valori ale tensiunii pe care o poate furniza .valori ale tensiunii pe care o poate furniza .

• Pe o placa de bază se află Pe o placa de bază se află următoarele componente:următoarele componente:

1.1. soclul pentru soclul pentru processor(interfata)processor(interfata) – un – un ‘socket’ în care se introduce ‘socket’ în care se introduce procesorul procesorul

2.2. Placa de bază mai include Placa de bază mai include controllere şi conectori controllere şi conectori pentru hard-disk , floppy-pentru hard-disk , floppy-disk , tastatură , port serial, disk , tastatură , port serial, optional PS/2 şi USB optional PS/2 şi USB

• Mai există pe placa de bază Mai există pe placa de bază sloturile în care se pot sloturile în care se pot introduce placi de extensie introduce placi de extensie (modemuri , placi video, laci (modemuri , placi video, laci de retea , placi de sunet , de retea , placi de sunet , etc). etc).

• Sloturile pot fi diferenţiate în Sloturile pot fi diferenţiate în funcţie de diferenţele funcţie de diferenţele constructive : VL-BUS , ISA , constructive : VL-BUS , ISA , EISA , PCI ,PCMCIA, AGP . EISA , PCI ,PCMCIA, AGP . Interfata VL-BUS este Interfata VL-BUS este depăşită , interfata ISA este depăşită , interfata ISA este înca folosită cu success , înca folosită cu success , fiind prezentă pe majoritatea fiind prezentă pe majoritatea placilor de baza de generaţie placilor de baza de generaţie nouă .nouă .

Digital Signal Processor

• Un Un DSP (Digital Signal DSP (Digital Signal Processor)Processor) sau sau procesor procesor de semnal numericde semnal numeric este este un tip de procesor optimizat un tip de procesor optimizat pentru procesarea rapidă (pentru procesarea rapidă (în în timp realtimp real) a unui flux ) a unui flux numeric de natură diversă numeric de natură diversă precum sunet, video etc.precum sunet, video etc.

• Creierul Pozitronic al lui Creierul Pozitronic al lui Isaac Asimov's din nuvelele Isaac Asimov's din nuvelele SF (science fiction) - e încă SF (science fiction) - e încă numai SF, dar un simplu numai SF, dar un simplu adevăr se poate extrage. adevăr se poate extrage. Suntem încercuiţi de un Suntem încercuiţi de un mare număr de aparate ale mare număr de aparate ale căror comportare e destul căror comportare e destul de complicată şi încontinuu de complicată şi încontinuu cer o supraveghere cer o supraveghere constantă a lumii exterioare constantă a lumii exterioare şi răspunderea la impulsurile şi răspunderea la impulsurile din exteriordin exterior

• Evoluţia extraordinară a Evoluţia extraordinară a acestor creaturi electro-acestor creaturi electro-mecanice se desfăşoară în mecanice se desfăşoară în faţa ochilor noştri. De la faţa ochilor noştri. De la ENIAC la CRAY, de la ENIAC la CRAY, de la Spectrum la Pentium, Spectrum la Pentium, autovehicole care ''ştiu'' autovehicole care ''ştiu'' dacă aţi legat centura de dacă aţi legat centura de siguranţă (safety belt), dacă siguranţă (safety belt), dacă afară e umezeală sau nu, afară e umezeală sau nu, aspiratoare care ''ştiu'' cât aspiratoare care ''ştiu'' cât de murdar este covorul... de murdar este covorul...

• Toate acestea, au ''creierul'' Toate acestea, au ''creierul'' produs din siliciu şi cu toţii produs din siliciu şi cu toţii vorbesc o limbă foarte vorbesc o limbă foarte simplă. simplă.

• Limba care foloseşte două Limba care foloseşte două numere, 0 şi 1. Deşi limita numere, 0 şi 1. Deşi limita între aceste specii nu e între aceste specii nu e precis trasată, putem face o precis trasată, putem face o selecţie cu aceia a căror selecţie cu aceia a căror ''creier'' constă dintr-un ''creier'' constă dintr-un procesor DSP.procesor DSP.

• DSP (Digital Signal DSP (Digital Signal Processing) sau Digital Processing) sau Digital Signal Processor (aparatul Signal Processor (aparatul care face procesarea care face procesarea semnalului digital) în primul semnalului digital) în primul rând conţine cuvântul d-i-g-i-rând conţine cuvântul d-i-g-i-t-a-l. Aceasta ne spune că t-a-l. Aceasta ne spune că limba acestor aparate este limba acestor aparate este digitală.digitală.

• Achiziţia de informaţii Achiziţia de informaţii impune două necesităţi, impune două necesităţi, dacă dorim să transformăm dacă dorim să transformăm semnalul din lumea semnalul din lumea exterioară procesorului şi să exterioară procesorului şi să reţinem realitatea şi precizia reţinem realitatea şi precizia informaţiilor: o bună viteză informaţiilor: o bună viteză de eşantionare şi o rezoluţie de eşantionare şi o rezoluţie bunăbună

FPGA

• Un Un FPGAFPGA ( (Field Field Programmable Gate Programmable Gate ArrayArray), adică o reţea de ), adică o reţea de porţi logice reconfigurabile, porţi logice reconfigurabile, este un dispozitiv electronic este un dispozitiv electronic pe bază de semiconductori pe bază de semiconductori (disponibil sub formă de (disponibil sub formă de circuit integrat VLSI), care circuit integrat VLSI), care conţine module elementare conţine module elementare (numite adeseori "celule") (numite adeseori "celule") de funcţiuni logice de bază de funcţiuni logice de bază (AND, OR, XOR etc..) precum (AND, OR, XOR etc..) precum şi celule elementare de şi celule elementare de memorie.memorie.

• După cum o indică numele După cum o indică numele său, ceea ce diferenţiază un său, ceea ce diferenţiază un FPGA de un circuit integrat FPGA de un circuit integrat "normal" este faptul că "normal" este faptul că poate fi configurat de către poate fi configurat de către utilizator, acesta putând utilizator, acesta putând modifica de exemplu modifica de exemplu "cablajul logic" intern al "cablajul logic" intern al circuitului său FPGA în mod circuitului său FPGA în mod dinamic, pentru a-l adapta dinamic, pentru a-l adapta necesităţilor sale de necesităţilor sale de moment, sau chiar pentru a moment, sau chiar pentru a corecta anumite erori de corecta anumite erori de programare.programare.

Tranzistori vs LATCH(tehnologia crossbar)

• Tranzistorul a fost inventat la Bell Tranzistorul a fost inventat la Bell Telephone Laboratories din Telephone Laboratories din William Bradford Shockley.William Bradford Shockley.

• Descoperirea Descoperirea tranzistoruluitranzistorului a a determinat dezvoltarea electronicii determinat dezvoltarea electronicii fiind considerat una din cele mai fiind considerat una din cele mai mari descoperiri ale erei moderne.mari descoperiri ale erei moderne.

• Tranzistoarele pot fi folosite în Tranzistoarele pot fi folosite în echipamentele electronice cu echipamentele electronice cu componente discrete în componente discrete în amplificatoare de semnal, amplificatoare de semnal, amplificatoare de instrumentatie, amplificatoare de instrumentatie, oscilatoare, modulatoare si oscilatoare, modulatoare si demodulatoare, filtre, surse de demodulatoare, filtre, surse de alimentare liniare sau în comutaţie alimentare liniare sau în comutaţie sau în circuite integrate, sau în circuite integrate, tehnologia de astăzi permiţând tehnologia de astăzi permiţând integrarea într-o singură capsulă a integrarea într-o singură capsulă a milioane de tranzistori.milioane de tranzistori.

• Grupul de oameni de stiinta Grupul de oameni de stiinta Quantum Science Research Quantum Science Research (QSR) de la HP Labs a (QSR) de la HP Labs a prezentat recent tehnologia prezentat recent tehnologia crossbar latch, care face sa crossbar latch, care face sa nu mai fie nevoie de nu mai fie nevoie de tranzistori. "Reinventam tranzistori. "Reinventam computerele la scara computerele la scara moleculara", a declarat Stan moleculara", a declarat Stan Williams, directorul QSR. Williams, directorul QSR. "Crossbar latch ofera un "Crossbar latch ofera un element-cheie necesar element-cheie necesar construirii unui computer, construirii unui computer, folosind componente a caror folosind componente a caror dimensiune este de ordinul dimensiune este de ordinul nanometrilor , usor de nanometrilor , usor de contruit si la preturi contruit si la preturi accesibile", a explicat omul accesibile", a explicat omul de stiinta.de stiinta.

• Tranzistorii vor continua sa Tranzistorii vor continua sa fie folositi in anii urmatori in fie folositi in anii urmatori in circuitele din siliciu circuitele din siliciu conventionale, dar s-ar conventionale, dar s-ar putea sa fie inlocuiti in putea sa fie inlocuiti in computere,asa cum ei insisi computere,asa cum ei insisi au inlocuit tuburile au inlocuit tuburile electronice si cum tuburile electronice si cum tuburile electronice au inlocuit electronice au inlocuit retelele electromagenetice" retelele electromagenetice" - Phil Kuekes, senior - Phil Kuekes, senior computer architect la QSRcomputer architect la QSR

• Tehnologia crossbar Tehnologia crossbar latch, asigura refacerea si latch, asigura refacerea si inversarea semnalului fara inversarea semnalului fara sa fie nevoie de tranzistori. sa fie nevoie de tranzistori.

• Tehnologia poate sta la baza Tehnologia poate sta la baza unor calculatoare de mii de unor calculatoare de mii de ori mai puternice decat cele ori mai puternice decat cele actuale. QSR foloseste actuale. QSR foloseste componente electronice de componente electronice de ordinul nanometrilor care ordinul nanometrilor care vor completa pentru prima vor completa pentru prima oara si vor înlocui probabil, oara si vor înlocui probabil, la un moment dat, la un moment dat, tehnologia bazata pe siliciu, tehnologia bazata pe siliciu, ale carei limite fizice se ale carei limite fizice se estimeaza ca vor fi atinse în estimeaza ca vor fi atinse în circa 10 ani.circa 10 ani.

• Tehnologia crossbar latch, Tehnologia crossbar latch, asigura refacerea si asigura refacerea si inversarea semnalului fara inversarea semnalului fara sa fie nevoie de tranzistori. sa fie nevoie de tranzistori. Tehnologia poate sta la Tehnologia poate sta la baza unor calculatoare de baza unor calculatoare de mii de ori mai puternice mii de ori mai puternice decat cele actuale. decat cele actuale.

• QSR foloseste componente QSR foloseste componente electronice de ordinul electronice de ordinul nanometrilor care vor nanometrilor care vor completa pentru prima completa pentru prima oara si vor înlocui probabil, oara si vor înlocui probabil, la un moment dat, la un moment dat, tehnologia bazata pe tehnologia bazata pe siliciu, ale carei limite siliciu, ale carei limite fizice se estimeaza ca vor fizice se estimeaza ca vor fi atinse în circa 10 ani.fi atinse în circa 10 ani.

• Experientele au demonstrat ca latch-ul consta dintr-un set de fire paralele, de dimensiuni moleculare, care actioneaza ca o linie de semnal, intersectate sub un unghi de aproximativ 90 de grade de alte linii paralele de control. Între acestea se intercaleaza un strat de material comutabil electric, prin care se genereaza o conexiune electrica la scara moleculara, acolo unde se intersecteaza firele. Prin aplicarea unei secvente de impulsuri de tensiune, latch-ul poate executa operatiunea NOT, una dintre operatiile logice de baza ce se pot executa într-un circuit primar, alaturi de AND si OR, care sunt esentiale pentru efectuarea calculelor obisnuite – si formand astfel un comutator reprezentand „1” sau „0”.

• Circuitele standard de Circuitele standard de semiconductoare necesita semiconductoare necesita trei tranzistori terminali trei tranzistori terminali pentru efectuarea operatiei pentru efectuarea operatiei NOT si refacerea semnalelor. NOT si refacerea semnalelor. Totusi, multi cred ca Totusi, multi cred ca tranzistorii nu vor putea fi tranzistorii nu vor putea fi micsorati la dimensiunea micsorati la dimensiunea catorva nanometri, catorva nanometri,

ramanand functionali.ramanand functionali.

• Dezavantajul structurilor Dezavantajul structurilor crossbar este acela ca crossbar este acela ca necesita mai mult spatiu pe necesita mai mult spatiu pe substratul de siliciu. În plus, substratul de siliciu. În plus, avand în vedere ca avand în vedere ca dimensiunile structurilor dimensiunile structurilor electronice coboara sub electronice coboara sub cativa nanometri, cativa nanometri, producerea unor circuite producerea unor circuite absolut perfecte va deveni absolut perfecte va deveni fie imposibila din punct de fie imposibila din punct de vedere fizic, fie nerentabila vedere fizic, fie nerentabila din punct de vedere din punct de vedere economic.economic.

Stiati ca?

• O replica in marime naturala O replica in marime naturala a primului tranzistor inventat a primului tranzistor inventat la The Bell Labs in anul1947 la The Bell Labs in anul1947 este expusa in muzeul AT&T este expusa in muzeul AT&T din New York;din New York;

• Datorita faptului ca tranzistorul indeplineste doar doua functii, rezistoarele si tranzistoarele au fost montate alaturat pentru a indeplini diferite functiuni, iar cu timpul pentru o mai mare usurinta in montare sa trecut la chip-uri (numite si tranzistoare digitale), ce contin un tranzistor si cateva rezistoare;

•   27 de ani de la primul PC:La 27 de ani de la primul PC:La 27 de ani de la aparitia pe 27 de ani de la aparitia pe piata a primului Personal piata a primului Personal Computer (PC), aceste Computer (PC), aceste masinarii care au bulversat masinarii care au bulversat viata cotidiana a sute de viata cotidiana a sute de milioane de oameni sunt milioane de oameni sunt considerate abia la inceputul considerate abia la inceputul existentei, subliniaza expertii existentei, subliniaza expertii in domeniu, transmite AFP, in domeniu, transmite AFP, citata de Mediafax. Primul citata de Mediafax. Primul PC, creat de IBM, cantarea 12 PC, creat de IBM, cantarea 12 kilograme, tastatura avand kilograme, tastatura avand 2,7 kilograme, nu era mai 2,7 kilograme, nu era mai puternic decat un simplu puternic decat un simplu calculator de buzunar de calculator de buzunar de astazi si costa echivalentul astazi si costa echivalentul unui salariu mediu din Statele unui salariu mediu din Statele Unite ale Americii;Unite ale Americii;

• În anii 1960, lămpile În anii 1960, lămpile (tuburile electronice) au fost (tuburile electronice) au fost înlocuite de tranzistori, mult înlocuite de tranzistori, mult mai eficienţi, mai mici, mai mai eficienţi, mai mici, mai ieftini şi mai fiabili, ceea ce a ieftini şi mai fiabili, ceea ce a dus la miniaturizarea şi dus la miniaturizarea şi ieftinirea computerelor. Din ieftinirea computerelor. Din anii 1970, adoptarea anii 1970, adoptarea circuitelor integrate a circuitelor integrate a coborît şi mai mult preţul şi coborît şi mai mult preţul şi dimensiunea computerelor, dimensiunea computerelor, permiţînd printre altele şi permiţînd printre altele şi apariţia calculatoarelor apariţia calculatoarelor personale de astăzi;personale de astăzi;

• Un grup de cercetatori din Un grup de cercetatori din Finlanda si Italia a realizat Finlanda si Italia a realizat un “tranzistor de racire” de un “tranzistor de racire” de constructie speciala, constructie speciala, capabil sa raceasca capabil sa raceasca structuri microscopice, structuri microscopice, atunci cand se afla sub atunci cand se afla sub tensiune electricatensiune electrica;;

• Datorita descoperirii metodelor prin care tranzistorul a ajuns la dimensiuni foarte mici, de ordinul nanometrilor, electronica a patruns in medicina, prin inventarea unor biodispozitive si a unor biosenzori.

• Astfel ca sa reusit „replicarea”ochiului uman, chiar daca momentan calitatea imaginii nu este aceeasi cu cea a unui ochi cormal in viitorul apropiat se preconizeaza o imbunatatire a acesteia. De asemenea biosenzorii sunt folositi pentu detectarea unor substante din organismul uman cum ar fi albumina serica, cu ajutorul senzorilor optoelectronici, a NO, CO si a microorganismelor, cu ajutorul senzorilor piezoelectrici;

• Cipurile bazate pe siliciu nu pot Cipurile bazate pe siliciu nu pot deveni mai mici si mai performante deveni mai mici si mai performante decat acum. Nici chiar noile masini decat acum. Nici chiar noile masini care produc cipuri cu frecvente de care produc cipuri cu frecvente de tact de pana la 10 GHz nu prea mai tact de pana la 10 GHz nu prea mai pot schimba situatia. Limitele fizice si pot schimba situatia. Limitele fizice si tehnice au fost atinse pana in 2005: tehnice au fost atinse pana in 2005: atunci, straturile de siliciu au avut o atunci, straturile de siliciu au avut o grosime (daca i se poate spune asa) grosime (daca i se poate spune asa) de 1 nanometru, pierzand in acest fel de 1 nanometru, pierzand in acest fel si din conductibilitate. Viitorul si din conductibilitate. Viitorul apartine altor semiconductori precum apartine altor semiconductori precum germaniul, metalelor pretioase germaniul, metalelor pretioase precum aurul, dar si sticlei si precum aurul, dar si sticlei si diamantului;diamantului;