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Technik

Wie der Transistor die Welt verändert hat

Der Transistor machte kleine, billige Elektronik möglich und veränderte Kommunikation und Arbeit.

  • ca. 12 Minuten
  • Klasse 10
  • Niveau: Plus

Das lernst du heute

  • Ich kann erklären, warum der Transistor die Röhre ablöste.
  • Ich kann Folgen für Kommunikation und Digitaltechnik nennen.
  • Ich kann Vor- und Nachteile der Entwicklung abwägen.

Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst diese Lektion: Der Chip: viel Technik auf kleinem Raum

Vor dem Transistor nutzte man Elektronenröhren. Röhren waren groß, wurden heiß, verbrauchten viel Strom und gingen oft kaputt. 1947 wurde in den USA der erste Transistor gebaut. Er ist klein, wird kaum warm und ist robust. Ende der 1950er-Jahre entstanden die ersten integrierten Schaltkreise. Seitdem passen immer mehr Transistoren auf einen Chip. Eine bekannte Beobachtung sagt: Die Zahl der Transistoren pro Chip verdoppelt sich etwa alle zwei Jahre. Das nennt man das mooresche Gesetz. Ohne Transistoren gäbe es keine Computer, Smartphones oder Satelliten. Auch Mobilfunk, Internet und viele Geräte in der Medizin brauchen sie. Die Entwicklung hat auch Schattenseiten: Elektroschrott, viele Rohstoffe und ein hoher Energiebedarf für Rechenzentren.

Röhre und Transistor im Vergleich.
MerkmalElektronenröhreTransistor
Größegroßwinzig
Wärmeheißkaum warm
Stromverbrauchhochniedrig
Lebensdauerbegrenztsehr lang

Verdopplung rechnen

  1. Gegeben: Die Zahl der Transistoren verdoppelt sich alle 2 Jahre.
  2. In 10 Jahren sind das 10 : 2 = 5 Verdopplungen.
  3. Faktor: 2 hoch 5 = 2 · 2 · 2 · 2 · 2 = 32.
  4. Die Zahl wird 32-mal so groß.

Ich verstehe das noch nicht

Such dir aus, was dir hilft.

Noch einfacher erklärt

Früher gab es Röhren.

Sie waren groß und heiß.

Der Transistor ist klein und wird kaum warm. Darum gibt es heute Computer in der Hosentasche.

Ein Beispiel

Beispiel

Ein altes Radio mit Röhren war ein großer, schwerer Kasten. Ein Radio mit Transistoren passte in die Jackentasche. Heute steckt ein Radio als winziger Chip in einem Smartphone.

Schritt für Schritt

Du rechnest eine Verdopplung.

  1. Schritt 1: Zeitraum durch die Verdopplungszeit teilen.
  2. Schritt 2: So viele Zweien malnehmen, wie es Verdopplungen gibt.
  3. Schritt 3: Ergebnis als Faktor angeben.

Mit einem Bild erklärt

JahreVerdopplungenFaktor
212
424
638
10532

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Ausprobieren

Jetzt zusammen

Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.

Die Zahl der Transistoren verdoppelt sich alle 2 Jahre. Um welchen Faktor wächst sie in 6 Jahren?

Zeig mir den ersten Schritt

6 : 2 = 3 Verdopplungen.

Lösung ansehen

Lösung: 8

3 Verdopplungen: 2 · 2 · 2 = 8.

Üben

Jetzt du

Jetzt probierst du es allein.

Die Zahl der Transistoren verdoppelt sich alle 2 Jahre. Um welchen Faktor wächst sie in 10 Jahren?

Zeig mir den ersten Schritt

10 : 2 = 5 Verdopplungen.

Lösung ansehen

Lösung: 32

2 hoch 5 = 32.

Tipp: Bei Verdopplungen rechnest du: Anzahl der Zeitspannen, dann 2 hoch diese Zahl.

Merksatz: Der Transistor ersetzte die Röhre. Er machte Digitaltechnik klein, billig und sparsam. Er verändert Kommunikation, Arbeit und Alltag, hat aber auch ökologische Folgen.

Typischer Fehler: Viele denken, die Entwicklung ginge ohne Ende so weiter. Doch Bauteile können nicht beliebig klein werden, und die Herstellung kostet Energie und Rohstoffe.

Prüfen

Mini-Quiz

5 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.

Frage 1 Was ersetzte der Transistor in vielen Geräten?
Lösung ansehen

Lösung: Die Elektronenröhre

Frage 2 Ohne Transistoren gäbe es keine heutigen Computer.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt

Frage 3 Welche Folge der Elektronik ist ein Nachteil?
Lösung ansehen

Lösung: Es entsteht viel Elektroschrott

Frage 4 Nach 4 Jahren hat sich die Zahl der Transistoren zweimal verdoppelt. Um welchen Faktor ist sie gewachsen?

Zeig mir den ersten Schritt

2 · 2.

Lösung ansehen

Lösung: 4

Zwei Verdopplungen: 2 · 2 = 4.

Frage 5 Die Herstellung von Chips braucht viel Energie und Rohstoffe.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt

Geschafft

Der Transistor löste die Röhre ab. Er ist klein, sparsam und robust. Zusammen mit den integrierten Schaltkreisen machte er Computer, Mobilfunk und Internet möglich. Zu den Schattenseiten zählen Elektroschrott und Rohstoffverbrauch.

Zum Schluss

Kannst du das schon?

Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.

Zum Ausdrucken

Übungsheft Halbleiter und Digitaltechnik

Kurz erklärt, 44 Aufgaben in drei Stufen und alle Lösungen. Kostenlos.

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