ترانزیستور

ترانزیستور[ ۱] ( به انگلیسی: transistor ) مهم ترین قطعهٔ مداری در الکترونیک است و برای تقویت یا قطع وصل سیگنال ها به عنوان سوئیچ به کار می رود. ترانزیستور یکی از ادوات حالت جامد است که از مواد نیمه رسانایی مانند سیلیسیم و ژرمانیم ساخته می شود. یک ترانزیستور در ساختار خود دارای پیوندهای نوع N و نوع P است.
ترانزیستورها به دو دسته کلی تقسیم می شوند: ترانزیستورهای اتصال دوقطبی ( BJT ) و ترانزیستورهای اثر میدانی ( FET ) . اِعمال جریان در BJTها، و ولتاژ در FETها بین ورودی و ترمینال مشترک، رسانایی بین خروجی و ترمینال مشترک را افزایش می دهد، از این رو سبب کنترل شدت جریان بین آن ها می شود. مشخصات ترانزیستورها به نوع آن ها بستگی دارد. شکل ظاهری ترانزیستورها با توجه به توان و فرکانس کاری متفاوت است.
در مدارهای آنالوگ، ترانزیستور در تقویت کننده ها ( در تقویت سیگنال هایی مانند صوت، تصویر، رادیویی . . . ) و منابع تغذیه تثبیت شده خطی و غیرخطی ( منبع تغذیه سوییچینگ ) به کار می رود. در مدارهای دیجیتال از ترانزیستورها به عنوان سوییچ ( کلید ) الکترونیکی استفاده می شود. امروزه ترانزیستورها به ندرت جداگانه، بلکه به هم پیوسته در مدارهای مجتمع یک پارچه به کار می روند. مدارهای دیجیتال شامل گیت های منطقی ( logic gates ) ، حافظه با دسترسی تصادفی ( RAM ) ، ریزپردازنده ها و پردازنده های سیگنال دیجیتال ( DSP ) هستند.
ترانزیستور BJT، سه پایه دارد: بِیس هوم ( پایه Base ) ، کُلِکتور یا کالِکتِر ( جمع کننده Collector ) و اِمیتر ( منتشرکننده Emitter ) . بروجی
ترانزیستور اتصال دوقطبی BJT از اتصال سه لایه بلور نیمه هادی تشکیل می شود. لایهٔ وسطی، بیس ( به انگلیسی: Base ) ، و دو لایهٔ کناری، امیتر ( به انگلیسی: Emitter ) و کلکتور ( به انگلیسی: Collector ) نام دارد. نوع بلور بیس، با نوع بلور امیتر و کلکتور متفاوت است. معمولاً ناخالصی امیتر بیشتر از دو لایهٔ دیگر و عرض لایه بیس کمتر و عرض لایهٔ کلکتور بیشتر از لایه های دیگر است. [ ۲]
در یک ترانزیستور دو قطبی، امیتر یا گسیلنده بیشترین ناخالصی را دارد؛ که الکترون ها از امیتر به سوی کلکتور که ناخالصی کمتری دارد، گسیل داده می شوند. [ ۳]
ترانزیستور یکی از بزرگترین اختراعات در تاریخ نوین است و در رتبه بندی اهمیت، در کنار ماشین چاپ، خودرو و ارتباطات الکترونیک قرار دارد. ترانزیستور عنصر فعال بنیادی در الکترونیک مدرن است. اهمیت ترانزیستور در جامعهٔ امروز متکی به قابلیت تولید انبوه آن است که از یک فرایند ساخت کاملاً اتوماتیک که قیمت تمام شده هر ترانزیستور در آن بسیار ناچیز است، استفاده می کند. اگرچه ترانزیستور هنوز جداگانه نیز استفاده می شود ولی بیشتر در مدارهای مجتمع ( IC، میکروچیپ، یا چیپ ) همراه با دیود، مقاومت، خازن و دیگر قطعات الکترونیکی برای ساخت یک مدار الکترونیک به کار می رود. برای نمونه یک گیت منطقی حدود بیست ترانزیستور دارد یا یک ریزپردازنده پیش رفته در ۲۰۰۶ از بیش از ۷٫۱ میلیون ترانزیستور ماس فت ساخته شده است.

ترانْزیسْتور (transistor)
ترانْزیسْتور
قطعۀ الکترونیکیِ حالت ـ جامد، ساخته شده از ماده ای نیم رسانا. این قطعه سه یا چند کنتاکت الکتریکی برای تنظیم جریان عبوری دارد. از ترانزیستور به منزلۀ تقویت کننده، نوسان ساز، سلول فتوالکتریکی یا کلید استفاده می کنند و برخلاف لامپ های گرمایونی اولیه، معمولاً توان بسیار کمی مصرف می کند. ترانزیستورها معمولاً از لایه های نازک ژرمانیم یا سیلیسیم تشکیل می شوند و لایه های متناوب آن ها خواص الکتریکی متفاوت دارند، زیرا به مقدار اندکی ناخالصی متفاوت آغشته شده اند. بلور ژرمانیم یا سیلیسیم خالص به صورت عایق (نارسانا) عمل می کند. با افزودن مقادیر ناچیز ناخالصی به شکل اتم های مواد دیگر، مثلاً بور، آرسنیک، یا ایندیوم، لایه ها به نوع اِن (دارای الکترون اضافی) یا به نوع پی (مواجه با کمبود الکترون) تبدیل می شوند. درنتیجه، الکترون ها فقط در یک جهت از لایه ای به لایۀ دیگر می روند. اختراع ترانزیستور تأثیر شگرفی بر صنعت الکترونیک گذاشت. سالانه هزاران میلیون ترانزیستور در دنیا ساخته می شود. ترانزیستور بسیاری از کارهای لامپ گرمایونی را صورت می دهد، اما نسبت به آن مزیت هایی دارد که عبارت اند از قابلیت اعتماد بیشتر، عمر طولانی تر، فشردگی، و سرعت آغاز به کار. ترانزیستور برای آغاز کار به گرم شدن نیاز ندارد. از ترانزیستور در بیشتر تجهیزات الکترونیکی، ازجمله رادیو و تلویزیون، رایانه، و ماهواره، استفاده می کنند و اساس مدار مجتمع (آی سی، تراشه سیلیسیمی) است. ترانزیستور را جان باردین و والتر براتین با تکمیل کار ویلیام شاکلی در آزمایشگاه های تلفن بل امریکا ساختند (۱۹۴۸).