Mikä on piitransistori?

Pii -transistori on puolijohde, joka on valmistettu piipohjasta. Sitä käytetään monenlaisissa elektronisissa laitteissa, kuten televisioissa ja puhelimissa, sähkövirran muuttamiseksi. Pii on suurelta osin korvannut germaniumin transistoreissa, koska se pystyy jatkamaan toimintaansa korkeissa lämpötiloissa. Piitransistorilla on muita etuja vaihtoehtoisiin materiaaleihin verrattuna, kuten tuotantokustannukset, ja siksi sitä valmistetaan nykyään teollisuusmaissa.

Transistori on laite, jonka sähkönjohtavuus on välitaso tai muuttuva. Sitä käytetään elektronisten laitteiden sähkövirtojen vahvistamiseen ja ohjaamiseen. Tämä tehdään tyypillisesti erillisellä tulosignaalilla, joka ohjaa sähkön virtausta transistorin läpi. Tulosignaalia voidaan muuttaa vaihtamalla sen jännitettä. Monet yhdistetyt transistorit muodostavat integroidun piirin.

Amerikkalainen Texas Instruments -yhtiö valmisti ensimmäisenä piitransistorin vuonna 1954. Ennen tätä transistorit valmistettiin germanium -elementistä. Germanium -transistorit toimivat hyvin matalissa lämpötiloissa, mutta niillä oli ongelmia korkeammissa. Jos transistorit kuumenevat, liian monet elektronit vapautuisivat germaniumatomeista. Tämä oli suuri ongelma, koska transistorit toimivat vain rajoitetun määrän elektronien liikkuessa.

Piitransistori on osoittanut paljon parempaa lämmönkestävyyttä kuin germanium -vastine. Piitransistorin tuotantoprosessissa oli kuitenkin ensimmäinen ongelma. Raa’an piin kiderakenteessa on vikoja, jotka häiritsisivät transistorin toimintaa. Insinöörien oli selvitettävä, miten pii muutetaan yksikiteksi, jolla on toistuva atomirakenne. Lopulta nämä tekniikat kehitettiin ja piitransistori otettiin massatuotantoon.

Itse asiassa piin käyttämisellä integroiduissa piireissä on muita etuja, kuten alhaisemmat tuotantokustannukset ja parempi tehonkäsittely. Sen sijaan, että valmistettaisiin transistoreita yksitellen, ne “tulostetaan” monta kerrallaan silikonipohjaan. Joka vuosi tuotettujen transistorien kokonaismäärä on monta miljoonaa kertaa suurempi kuin maapallon väestö. Monet miljardit Yhdysvaltain dollareissa (USD) käytetään vuosittain piitransistoreihin.

Pii -transistoreita löytyy monista kotitalouslaitteista, mukaan lukien tietokoneet, digitaalikamerat ja matkapuhelimet. Niitä löytyy myös joistakin vähemmän ilmeisistä paikoista. Autot, pesukoneet ja monet kahvinkeittimet käyttävät piilastuja tietojen käsittelyyn. Lämpötilan säätö- ja turvalaitteet käyttävät usein siruja kommunikoidakseen suurempien verkkojen kanssa, kuten koko talon, rakennuksen tai kompleksin verkon kanssa.