Spis treści:
- 1 Eine kurze Geschichte der Transistoren und ihr Einfluss auf die technologische Entwicklung der heutigen Welt
- 2 Welche Rolle spielt der Transistor heute?
- 3 Arduino-Entwicklungsboards - der Transistor eröffnet neue Möglichkeiten
- 4 Arduino-Boards - der Transistor muss entsprechend den Anforderungen des Projekts ausgewählt werden
Eine kurze Geschichte der Transistoren und ihr Einfluss auf die technologische Entwicklung der heutigen Welt
Die Erfindung des Transistors wird einem Team amerikanischer Physiker zugeschrieben, bestehend aus John Bardeen, Walter H. Brattain und William B. Shockley, das zwischen 1947 und 1948 in den AT&T Bell Laboratories, Inc. Experimente durchführte.
Ziel ihrer Forschung war es, eine Alternative zu herkömmlichen Elektronenröhren zu finden. Die Ergebnisse waren so vielversprechend, dass die Forscher beschlossen, sie zu patentieren, wodurch die Transistortechnologie entstand.
Transistoren haben das Angesicht der modernen Elektronik revolutioniert und die Entwicklung äußerst anspruchsvoller Projekte ermöglicht. Ihre Erfindung führte zu einer explosionsartigen Entwicklung der Technologie – Transistoren sind ein wichtiger Bestandteil von Steuerchips, Prozessoren aller Art, Grafikkarten und anderen integrierten Schaltkreisen.
Nicht zu vergessen sind auch Projekte, die auf Entwicklungsplatinen aus der Arduino-Familie basieren. Der massenproduzierte Transistor hat es möglich gemacht, extrem erschwingliche Minicomputer zu bauen, mit denen Generationen von neuen Bastlern die Elektronik zu Hause entdecken können.
Transistoren ermöglichen auch die Herstellung extrem dichter und effizienter Speicherchips – insbesondere SSDs (Solid State Drives), die derzeit zu den schnellsten auf dem Markt erhältlichen Speichermedien gehören.
Welche Rolle spielt der Transistor heute?
Sie können auf zwei Arten funktionieren – als Signalverstärker oder als elektronischer Schalter. Dadurch sind sie sehr flexibel und können in vielen Projekten verwendet werden, die auf der Arduino-Familie von Entwicklungsboards basieren. Der Transistor ist außerdem ein sehr kleines Bauteil, was seinen Einbau auf allen Arten von Leiterplatten erheblich erleichtert.
Transistoren können auch fortschrittliche integrierte Schaltungen vor dem Durchbrennendurch zu hohe Spannungen schützen . Diese Anwendung findet sich häufig in Projekten, die auf Arduino-Minicomputern basieren. Ein MOSFET-Transistor wird dann in Reihe an die Stromversorgungsschiene des Geräts gelötet.
Bei Überschreiten der Spannungsgrenze wird die Stromversorgung über den Transistor selbst, der als eine Art Sicherung fungiert, unterbrochen. Durch den Einsatz eines geeigneten MOSFETs ist es möglich, einen Schutz gegen Spannungen von mehreren zehn Volt zu gewährleisten.
Arduino-Entwicklungsboards - der Transistor eröffnet neue Möglichkeiten
Einer der Hauptnutzen von Transistoren im Rahmen von Arduino-basierten Projekten ist die Fähigkeit, externe Geräte mit hohem Strombedarf zu unterstützen. Die gebräuchlichsten Systeme sind solche, bei denen ein Arduino-Board zusammen mit einem externen Sensor einen leistungsstarken Gleichstrom- oder Servomotor steuern soll.
In diesem Fall kann ein Bipolartransistor (BJT) als Signalverstärker eingesetzt werden. Der Anschluss ist relativ einfach – Sie müssen nur das mittlere Beinchen des Transistors (Base) mit dem digitalen Pin 13 des Arduino (im Falle des Arduino Mega 2560) und den Kollektor-Pin (Collector) mit dem Stromkabel des Motors verbinden. Der Emitter-Pin (Emitter) muss mit der Masse des Schaltkreises verbunden werden. Darüber hinaus ist es notwendig, die Stromquelle selbst anzuschließen und zu erden.
Was wäre, wenn der Transistor weggelassen würde? Der Verzicht auf ihn würde nicht nur dazu führen, dass die Leistung des Gleichstrommotors praktisch gleich Null ist, sondern auch, dass das Arduino-Board komplett durchbrennt. Der Transistor ist also gewissermaßen das Herzstück einer solchen Schaltung.
Arduino-Boards - der Transistor muss entsprechend den Anforderungen des Projekts ausgewählt werden
Der Transistor muss den technischen Spezifikationen der zu konstruierenden Schaltung entsprechen. Dabei ist unter anderem Folgendes zu beachten:
- maximale VDSS-Spannung;
- Kanalwiderstand Rdson;
- Wärmebeständigkeit;
- Last des Gates;
- maximaler Drainstrom Id
Darüber hinaus sollte auch auf die Art des Transistor-Gehäuses geachtet werden – dies erleichtert den späteren Einbau in das zu entwickelnde Gerät.
