ترانزیستور

ترانزیستور مهم ترین قطعۀ مداری در الکترونیک است و برای تقویت یا قطع و وصل سیگنال ها 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.
اندازه به مراتب کوچک تر
تولید کاملاً اتوماتیک
هزینه کمتر (در تولید انبوه)
ولتاژ کاری پایین تر (اما لامپ های خلاء در ولتاژهای بالاتر می توانند کار کنند)
نیاز نداشتن به گرم شدن اولیه (بیشتر لامپ های خلاء به ۱۰ تا ۶۰ ثانیه زمان برای عملکرد صحیح نیاز دارند)
تلفات توان کمتر (توان گرمایی، ولتاژ اشباع خیلی پایین)
قابلیت اطمینان بالاتر و سختی فیزیکی بیشتر (اگرچه لامپ های خلاء از نظر الکتریکی مقاوم ترند. همچنین لامپ خلاء در برابر پالس های الکترومغناطیسی هسته ای (NEMP) و تخلیه الکترواستاتیکی (ESD) مقاوم ترند)
عمر خیلی بیشتر (قطب منفی لامپ خلاء سرانجام از بین می رود و نیز خلاء آن می تواند از بین برود)
فراهم آوردن دستگاه های مکمل (امکان ساختن مدارات مکمل متقارن: لامپ خلاء قطبی معادل نوع مثبت BJTها و نوع مثبت FETها در دسترس نیست)
قابلیت کنترل جریان های زیاد (ترانزیستورهای قدرت برای کنترل صدها آمپر یا بیشتر در دسترسند، لامپ های خلاء برای کنترل حتی یک آمپر بسیار بزرگ و هزینه برند)
میکروفونیک بسیار کمتر (لرزش می تواند بر خصوصیات لامپ خلاء تأثیر بگذارد).
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 شان متفاوت است.
در مدارهای آنالوگ، ترانزیستورها در تقویت کننده ها استفاده می شوند (تقویت سیگنال هایی مانند صوت، امواج رادیویی، ...) و نیز منابع تغذیه تثبیت شده خطی و غیرخطی (منبع تغذیه سوییچینگ). در مدارهای دیجیتال از ترانزیستورها به عنوان سوییچ (کلید) الکترونیکی استفاده می شود، اگر چه به ندرت به صورت یک قطعۀ جداگانه، بلکه به صورت 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 (پایه Base)، کُلِکتور یا کالِکتِر (جمع کننده Collector) و اِمیتر (منتشرکننده Emitter).

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).