Lịch sử bóng bán dẫn (2)

Bóng bán dẫn (transistor)

Các bóng bán dẫn Germanium cuối cùng đã được thay thế hầu hết bằng các bóng bán dẫn làm từ silicon, đáng tin cậy hơn, có thể hoạt động ở nhiệt độ cao hơn và sản xuất ít tốn kém hơn.

Bóng bán dẫn Germanium 

Bóng bán dẫn silicon

Với những ưu điểm sau transistor đã dần dần thay thế đèn điện tử trong hầu hết các ứng dụng:

Ưu điểm của transistor so với đèn chân không

• Không có bộ phận làm nóng cathode, giảm điện năng tiêu thụ, loại bỏ độ trễ khi chờ đèn khởi động, không chứa chất độc ở cathode.
• Kích thước và trọng lượng nhỏ giúp giảm kích cỡ sản phẩm.
• Transistor có thể được thu nhỏ cỡ nano mét và được tích hợp trong IC hay các vi mạch.
• Hoạt động ở mức điện áp thấp có thể sử dụng với pin tiểu
• Hiệu suất cao, thường được sử dụng trong các ứng dụng ít năng lượng.
• Độ tin cậy và tuổi thọ cao, transistor có tuổi thọ hơn 50 năm. không giống như đèn chân không hiệu suất giảm dần theo thời gian.
• Linh kiện bán dẫn được thiết kế linh động, nhỏ gọn
• Ít bị sốc, vỡ khi rơi hoặc va chạm.

Hạn chế

• Transistor vẫn có thể bị "già" và hoạt động kém đi theo thời gian.
• Khi hoạt động ở công suất lớn và tần số cao thì đèn chân không tốt hơn transistor bán dẫn.
• Do transistor làm từ chất bán dẫn nên rất dễ "chết" do sốc điện, sốc nhiệt
• Transistor nhạy cảm với tia bức xạ và tia vũ trụ (Phải dùng kèm chip bức xạ đặc biệt cho các thiết bị tàu vũ trụ);
• Đèn chân không khi khuếch đại tạo ra rất ít nhiễu và sóng hài, tạo ra âm thanh "sạch" khi nghe nhạc nên được rất nhiều người chơi âm thanh ưa chuộng.
• Chiếc TV toàn bóng bán dẫn đầu tiên

TV8–301

Chiếc TV toàn bóng bán dẫn đầu tiên được Sony giới thiệu vào năm 1960 với tên gọi TV8–301. Nó có 23 bóng bán dẫn, hỗn hợp germani và silicon và màn hình 8 inch.

Các bóng bán dẫn tiếp giáp lưỡng cực (BJT) đầu tiên sử dụng sự thay đổi dòng điện trong đế của bóng bán dẫn để thay đổi dòng điện giữa bộ phát và bộ thu, trong khi các bóng đèn điện tử (vacuum tube) sử dụng sự thay đổi điện áp trên lưới để thay đổi tấm hiện hành.

Nhiều năm sau, các bóng bán dẫn hiệu ứng trường CMOS (FET) sẽ trở nên phổ biến và chúng giống như các ống chân không, được điều khiển thông qua một điện áp thay đổi đặt vào cổng.

Transistor hiệu ứng trường

Bộ vi xử lý (microproccesor) trong các máy tính ngày nay có hàng tỷ bóng bán dẫn trong một con chip. Một sợi tóc của con người có đường kính khoảng 17000 nanomet- bằng kích thước chứa 1700 bóng bán dẫn (transistor) của CPU máy tính hiện nay.

Một transistor trong CPU máy tính hiện nay có kích thước khoảng 10 nanomet.

Một microproccesor

(Theo Quora, Wikipedia)