باسلام وعرض تسلیت به مناسبت شهادت حضرت علی (ع)توجه شمارابه اطلاعاتی درباره ی ترانزیستور ها جلب می کنم
ترانزیستور یکی از مهمترین قطعات الکترونیکی میباشد. ترانزیستور یکی از ادوات حالت جامد است که از مواد نیمه رسانایی مانند سیلیسیم و ژرمانیم ساخته میشود. یک ترانزیستور در ساختار خود دارای پیوندهای پیوند نوع N و پیوند نوع P میباشد.
ترانزیستورهای جدید به دو دسته کلی تقسیم میشوند: ترانزیستورهای اتصال دوقطبی (BJT) و ترانزیستورهای اثر میدانی (FET). اعمال جریان در BJTها و ولتاژ در FETها بین ورودی وترمینال مشترک رسانایی بین خروجی و ترمینال مشترک را افزایش میدهد، از اینرو سبب کنترل جریان بین آنها میشود. مشخصات ترانزیستورها به نوع آن بستگی دارد. لغت «ترانزیستور» به نوع اتصال نقطهای آن اشاره دارد، اما انی سمبل قدیمی با سمبلهایی را کردند که اختلاف ساختار ترانزیستور دوقطبی را به صورت دقیقتر نشان میداد، اما این ایده خیلی زود رها شد.[نیازمند منبع] در مداراهای آنالوگ، ترانزیستورها در تقویت کنندهها استفاده میشوند، (تقویت کنندههای جریان مستقیم، تقویت کنندههای صدا، تقویت کنندههای امواج رادیویی) و منابع تغذیه تنظیم شده خطی. همچنین از ترانزیستورها در مدارات دیجیتال بعنوان یک سوئیچ الکترونیکی استفاده میشوند، اما به ندرت به صورت یک قطعه جدا، بلکه به صورت بهم پیوسته در مدارات مجتمع یکپارچه بکار میروند. مداراهای دیجیتال شامل گیتهای منطقی، حافظه با دسترسی تصادفی (RAM)، میکروپروسسورها و پردازندههای سیگنال دیجیتال (DSPs) هستند. ترانزیستور میتواند به عنوان سوییچ نیز کار کند. ترانزستور سه بایه دارد.
BJT از اتصال سه لایه بلور نیمه هادی تشکیل میشود. لایه وسطی بیس(base)، و دو لایه جانبی، یکی امیتر(emitter) و دیگری کلکتور(collector) نام دارد. نوع بلور بیس، با نوع بلورهای امیتر و کلکتور متفاوت است.معمولاً میزان ناخالصی در امیتر بیشتر از دو لایه دیگر وهمچنین عرض لایه بیس کمتر و عرض لایه کلکتور بیشتر از لایه های دیگر است.[1] دریک ترانزیستور دوقطبی، لایه امیتر یا گسیلنده بیشترین مقدار ناخالصی را دارد. که الکترونها از امیتر به سوی لایه کلکتور که ناخالصی کمتری دارد، گسیل داده می شود.
ترانزیستور از سوی بسیاری بعنوان یکی از بزرگترین اختراعات در تاریخ نوین مطرح شدهاست، در رتبه بندی از لحاظ اهمیت در کنار ماشین چاپ، خودرو و ارتباطات الکترونیکی و الکتریکی قرار دارد. ترانزیستور عنصر فعال کلیدی در الکترونیک مدرن است. اهمیت ترانزیستور در جامعه امروز متکی به قابلیت آن برای تولید انبوه که از یک فرایند (ساخت) کاملاً اتماتیک که قیمت تمام شده هر ترانزیستور در آن بسیار ناچیز است استفاده میکند. اگرچه میلیونها ترانزیستور هنوز تکی (به صورت جداگانه) استفاده میشوند ولی اکثریت آنها به صورت مدار مجتمع (اغلب به صورت مختصر IC و همچنین میکرو چیپ یا به صورت ساده چیپ نامیده میشوند) همراه با دیودها، مقاومتها، خازنها و دیگر قطعات الکترونیکی برای ساخت یک مدار کامل الکترونیک ساخته میشوند. یک گیت منطقی حاوی حدود بیست ترانزیستور است در مقابل یک ریزپردازنده پیشرفته سال 2006 که میتواند از بیش از 7/1 میلیون ترانزیستور استفاده کند (ماسفتها)[1]. قیمت کم، انعطاف پذیری و اطمینان از ترانزیستور یک قطعه همه کاره برای وظایف غیرمکانیکی مثل محاسبه دیجیتال ساختهاست. مدارات ترانزیستوری به خوبی جایگزین دستگاههای کنترل ادوات و ماشینها شدهاند. استفاده از یک میکروکنترلر استاندارد و نوشتن یک برنامه رایانهای که عمل کنترل را انجام میدهد اغلب ارزان تر و موثرتر از طراحی معادل مکانیکی آن میباشد. بعلت قیمت کم ترانزیستورها و ازاینرو رایانهها گرایشی برای دیجیتال کردن اطلاعات وجود دارد. با رایانههای دیجیتالی که توانایی جستجوی سریع، دسته بندی و پردازش اطلاعات دیجیتال را ارائه میکنند، تلاش بیشتری برای دیجیتال کردن اطلاعات شدهاست. در نتیجه امروزه دادههای رسانهای بیشتری به دیجیتال تبدیل میشوند، در پایان توسط رایانه تبدیل شده و به صورت آنالوگ در اختیار قرار میگیرد. تلویزیون، رادیو و روزنامهها چیزهایی هستند که تحت تاثیر این انقلاب دیجیتال واقع شدهاند.
ترانزیستور دارای 3 ناحیه کاری میباشد. ناحیه قطع/ناحیه فعال(کاری یا خطی)/ناحیه اشباع ناحیه قطع حالتی است که ترانزیستور در ان ناحیه فعالیت خاصی انجام نمیدهد. اگر ولتاژ بیس را افزایش دهیم ترانزیستور از حالت قطع بیرون امده و به ناحیه فعال وارد میشود در حالت فعال ترانزیستور مثل یک عنصر تقریباً خطی عمل میکند اگر ولتاژ بیس را همچنان افزایش دهیم به ناحیهای میرسیم که با افزایش جریان ورودی در بیس دیگر شاهد افزایش جریان بین کلکتور و امیتر نخواهیم بود به این حالت میگویند حالت اشباع و اگر جریان ورودی به بیس زیاد تر شود امکان سوختن ترانزیستور وجود دارد. ترانزیستور هم در مداراتالکترونیک آنالوگ و هم در مدارات الکترونیک دیجیتال کاربردهای بسیار وسیعی دارد. درمدارات آنالوگ ترانزیستور در حالت فعال کار میکند و میتوان از آن به عنوان تقویت کننده یا تنظیم کننده ولتاژ (رگولاتور) و... استفاده کرد. و در مدارات دیجیتال ترانزیستور در دو ناحیه قطع و اشباع فعالیت میکند که میتوان از این حالت ترانزیستور در پیاده سازی مدار منطقی، حافظه، سوئیچ کردن و... استفاده کرد. به جرات میتوان گفت که ترانزیستور قلب تپنده الکترونیک است.
ترانزیستور از دیدگاه مداری یک عنصر سهپایه میباشد که با اعمال یک سیگنال به یکی از پایههای آن میزان جریان عبور کننده از دو پایه دیگر آن را میتوان تنظیم کرد. برای عملکرد صحیح ترانزیستور در مدار باید توسط المانهای دیگر مانند مقاومتها و... جریانها و ولتاژهای لازم را برای آن فراهم کرد و یا اصطلاحاً آن را بایاس کرد.