Herbert Kroemer
Rođenje	25. kolovoza 1928. ( 1928-08-25 ) Weimar , Tiringija , Njema?ka
Smrt	8. o?ujka 2024. (2024.-03-08) (95 god.) ?
Dr?avljanstvo	Nijemac , Amerikanac
Polje	Fizika
Institucija	Sveu?ili?te Colorado u Boulderu Kalifornijsko sveu?ili?te u Santa Barbari
Alma mater	Sveu?ili?te u Jeni Sveu?ili?te u Gottingenu
Poznat po	Bipolarni tranzistor Dvostruko heterostrukturni laser
Istaknute nagrade	Nobelova nagrada za fiziku (2000.)
Portal o ?ivotopisima

Herbert Kroemer ( Weimar , Tiringija , 25. kolovoza 1928. ? ?, 8. o?ujka 2024. ), ameri?ki fizi?ar njema?koga podrijetla. Doktorirao (1952.) na Sveu?ili?tu Georga Augusta u Gottingenu . U SAD je oti?ao 1954. i radio u nekoliko velikih laboratorija , bio profesor na Sveu?ili?tu Colorado u Boulderu (od 1968. do 1976.) i Kalifornijskom sveu?ili?tu u Santa Barbari (od 1976.). Bavi se teorijskom fizikom ?vrstoga stanja , osobito bipolarnim tranzistorima , odnosno uvođenjem takozvanih heterostruktura u poluvodi?ke elektroni?ke elemente, posebno poluvodi?ke lasere . Inicirao je modernu tehnologiju epitaksijalnoga rasta kristala , a 1963. predlo?io koncept dvostruko heterostrukturnoga lasera. Napisao je sveu?ili?ne ud?benike : Toplinska fizika ( eng . Thermal Physics , 1980.), Kvantna mehanika za in?enjering: znanost o materijalima i primijenjena fizika (eng. Quantum Mechanics for Engineering: Materials Science and Applied Physics , 1994.). Za doprinos razvoju poluvodi?ke tehnologije sa ?. I. Alfjorovom i J. Kilbyjem 2000. dobio Nobelovu nagradu za fiziku . ^[1]

Tranzistor [ uredi | uredi kod ]

Podrobniji ?lanak o temi: Tranzistor

Tranzistor ( engl . transistor , od trans[fer] [res]istor : prijenosni otpornik) je aktivni poluvodi?ki element s trima elektrodama. Razlikuju se bipolarni i unipolarni tranzistori. Promjenom ulazne struje bipolarnoga tranzistora ili ulaznoga napona unipolarnoga tranzistora upravlja se strujom u izlaznom krugu. U analognim sklopovima tranzistori se primjenjuju ponajprije za poja?anje signala , a u digitalnim sklopovima kao upravljane sklopke. Naziv tranzistor potje?e iz 1947., kada su ameri?ki istra?iva?i John Bardeen, Walter Houser Brattain i William Bradford Shockley konstruirali prvi germanijski bipolarni tranzistor.

Bipolarni tranzistor [ uredi | uredi kod ]

Bipolarni tranzistor sastoji se od triju slojeva poluvodi?a, s kontaktima emitera (E), baze (B) i kolektora (C). Postoje NPN tranzistori i PNP tranzistori ( poluvodi?i ). Kod NPN tranzistora baza P tipa poluvodi?a napravljena je između emitera i kolektora koji su N tipa, dok su kod PNP tranzistora slojevi emitera, baze i kolektora suprotnoga tipa. U radu bipolarnoga tranzistora sudjeluju oba tipa nosilaca. U normalnom aktivnom podru?ju rada tranzistora emiter injektira nosioce u bazu. Manji dio nosilaca gubi se (rekombinira) u uskoj bazi, ?ine?i malu struju baze, a ve?i dio prolazi kroz bazu u kolektor, uzrokuju?i struju kolektora. Kod NPN tranzistora osnovnu struju ?ine elektroni , a kod PNP tranzistora ?upljine. Struje emitera, baze i kolektora međusobno su proporcionalne. U naj?e??e kori?tenom spoju zajedni?kog emitera mala promjena ulazne struje baze uzrokuje veliku promjenu izlazne struje kolektora, ?ime se ostvaruje poja?avaju?e djelovanje tranzistora u poja?anju signala. Bipolarni tranzistor upotrebljava se i kao sklopka. Ovisno o ulaznoj struji baze, tranzistor se prebacuje iz podru?ja zapiranja u podru?je zasi?enja i obratno; u podru?ju zapiranja radi kao isklju?ena sklopka uz zanemarive struje, a u podru?ju zasi?enja kao uklju?ena sklopka uz mali pad napona između kolektora i emitera.

Unipolarni tranzistor [ uredi | uredi kod ]

Unipolarni tranzistor ozna?ava se kraticom FET (engl. Field Effect Transistor : tranzistor upravljan poljem). FET ima tri osnovne elektrode: uvod (S), upravlja?ku elektrodu (G) i odvod (D). Naponom priklju?enim između uvoda i upravlja?ke elektrode modulira se poluvodi?ki otpor (nazvan kanal) između uvoda i odvoda, ?ime se upravlja strujom odvoda. Ovisno o tipu poluvodi?a u kanalu razlikuju se n -kanalni i p -kanalni FET-ovi. Rad FET-ova određuje tok samo jednoga tipa nosilaca ? elektrona kod n -kanalnih i FET-ova ?upljina kod p -kanalnih. Upravlja?ka elektroda elektri?ki je izolirana od kanala te se FET-ovi odlikuju velikim ulaznim otporom. Ovisno o konstrukciji rabi se vi?e tipova FET-ova. Kod JFET-a (engl. Junction FET : spojni FET) kanal i upravlja?ka elektroda ?ine zaporno polarizirani pn -spoj, a kod MESFET-a (engl. Metal-Semiconductor FET : metalni poluvodi?ki FET) zaporno polarizirani pn -spoj zamijenjen je zaporno polariziranim spojem metal -poluvodi?. Kod MOSFET-a (engl. Metal-Oxide-Semiconductor FET : metalnooksidni poluvodi?ki FET) metalna ili polisilicijska upravlja?ka elektroda izolirana je od kanala tankim slojem silicijeva dioksida (SiO ₂ ). MOSFET ima ?etvrtu elektrodu, podlogu (B), koja se naj?e??e spaja s uvodom. Posebna vrsta FET-ova je HEMT (engl. High Electron Mobility Transistor : tranzistor s visokom pokretljivosti elektrona). Poput bipolarnoga tranzistora, FET-ovi se rabe kao poja?avaju?i elementi ili kao naponom upravljane sklopke.

Bipolarni tranzistori strujno su upravljani elementi, a FET-ovi naponski upravljivi. Bipolarni tranzistori imaju ve?u strminu, pa su poja?anja poja?ala realiziranih s bipolarnim tranzistorima ve?a od poja?anja poja?ala s FET-ovima. Uz to su bipolarni tranzistori br?i i uz iste dimenzije daju ja?u struju od FET-ova. Bipolarni se tranzistori mogu upravljati svjetlosnim snopom, ?to se primjenjuje u izvedbi fototranzistora ( fotomultiplikator ), elemenata za pretvorbu svjetlosnoga signala u opti?ki. Glavna je prednost FET-ova velik ulazni otpor . Temperaturni je koeficijent izlazne struje FET-ova negativan, a bipolarnih tranzistora pozitivan, pa su FET-ovi pogodniji tranzistori za konstrukciju poja?ala snage .

Osnovni poluvodi?ki materijal za realizaciju bipolarnih tranzistora, JFET-ova i MOSFET-ova, i dalje je silicij . U nekim se izvedbama bipolarnih tranzistora i MOSFET-ova silicij kombinira s germanijem (silicijsko-germanijski tranzistori, SiGe), ponajprije radi pove?anja brzine rada. Ve?om brzinom rada odlikuju se tranzistori koji se kao poluvodi?kim materijalom koriste galijevim arsenidom (GaAs). Od galijeva arsenida izrađuju se MESFET-ovi, a od kombinacije galijeva arsenida i aluminij -galijeva arsenida (AlGaAs) proizvode se heterospojni bipolarni tranzistori (HBT-ovi ? od engl. Heterojunction Bipolar Transistor ) i HEMT-ovi. Naziv HBT upotrebljava se i za silicijsko-germanijske bipolarne tranzistore.

Zahvaljuju?i dobrim svojstvima poput velike brzine rada, male potro?nje, velike pouzdanosti i male cijene, tranzistori su osnovni elementi elektroni?kih sklopova razli?itih funkcija poput poja?ala , stabilizatora, modulatora, generatora signala, digitalnih logi?kih sklopova , poluvodi?kih memorija i sli?no. Kao diskretne komponente u zasebnim ku?i?tima, tranzistori se proizvode za razli?ite namjene. Uz tranzistore op?e namjene, s ujedna?enim karakteristikama, izrađuju se tranzistori s optimiranim karakteristikama za pojedine primjene, na primjer visokofrekvencijski tranzistori, tranzistorske sklopke, visokonaponski tranzistori i tranzistori snage.

U ve?oj mjeri tranzistori se rabe kao dio integriranih sklopova u kojima se u istoj, naj?e??e silicijskoj, plo?ici integrira velik broj tranzistora i ostalih elemenata ( dioda , otpornika , kondenzatora ). Analogni integrirani sklopovi poput operacijskih poja?ala i stabilizatora temelje se prete?no na primjeni bipolarnih tranzistora. Ulazni tranzistori integriranih operacijskih poja?ala ?esto su JFET-ovi, koji osiguravaju veliki ulazni otpor poja?ala. Ve?ina digitalnih integriranih sklopova izvodi se u komplementarnoj MOS-tehnici (CMOS), u kojoj se upotrebljavaju komplementarni parovi n -kanalnih i p -kanalnih MOSFET-ova. Zahvaljuju?i jednostavnosti i malim dimenzijama MOSFET-ova te maloj potro?nji, u komplementarnoj MOS-tehnici realiziraju se integrirani sklopovi velike slo?enosti poput mikroprocesora i memorijskih sklopova s vi?e od 109 tranzistora. ?esto se u komplementarnoj MOS-tehnici u istom integriranom sklopu uz digitalne funkcije izvode i analogne. Optimalna svojstva slo?enih integriranih sklopova posti?u se kombinacijom MOSFET-a i bipolarnih tranzistora u BiCMOS-tehnici (naziv BiCMOS upu?uje na istodobno kori?tenje bipolarnih komplementarnih MOS-tranzistora na istoj silicijskoj plo?ici). Najbr?i su integrirani sklopovi od galijeva arsenida temeljeni na primjeni MESFET-ova i HEMT-ova. Takvi se sklopovi naj?e??e rabe u visokofrekvencijskim komunikacijskim uređajima, na primjer u mobilnoj telefoniji .

Izvori [ uredi | uredi kod ]