الترانزستور هو مكون إلكتروني يستخدم في الدائرة للتحكم في كمية كبيرة من تيار أو الجهد االكهربى مع كمية صغيرة من الجهد أو التيار. هذا يعني أنه يمكن استخدامه لتضخيم أو تبديل (تصحيح) الإشارات أو الطاقة الكهربائية ، مما يسمح باستخدامها في مجموعة واسعة من الأجهزة الإلكترونية.
وهو يفعل ذلك عن طريق وضع شطيرة شبه الموصل بين اثنين من أشباه الموصلات الأخرى. لأن التيار يتم نقله عبر مادة لها عادة مقاومة عالية (أي أ المقاوم) ، هو "مقاوم نقل" أو الترانزستور.
تم بناء أول ترانزستور عملي للاتصال في عام 1948 من قبل ويليام برادفورد شوكلي وجون باردين ووالتر هاوس براتين. براءات الاختراع لمفهوم الترانزستور يعود تاريخها إلى عام 1928 في ألمانيا ، على الرغم من أنها لم يتم بناؤها على الإطلاق ، أو على الأقل لم يزعم أحد على الإطلاق أنها بنتها. حصل الفيزيائيون الثلاثة على جائزة نوبل في الفيزياء لعام 1956 لهذا العمل.
البنية الأساسية للترانزستور النقطي
هناك نوعان أساسيان من الترانزستورات نقطة الاتصال ، و npn الترانزستور و pnp الترانزستور حيث ن و ص تعني السلبي والإيجابي ، على التوالي. الفرق الوحيد بين الاثنين هو ترتيب الفولتية التحيز.
لفهم كيفية عمل الترانزستور ، عليك أن تفهم كيف تتفاعل أشباه الموصلات مع الجهد الكهربائي. ستكون بعض أشباه الموصلات ن-نوع ، أو سلبي ، مما يعني أن الإلكترونات الحرة في المادة تنجرف من قطب سالب (على سبيل المثال ، بطارية متصلة بها) نحو الموجب. أشباه الموصلات الأخرى ستكون ص-نوع ، في هذه الحالة تملأ الإلكترونات "ثقوب" في قذائف الإلكترون الذري ، مما يعني أنها تتصرف كما لو كان الجسيمات الموجبة تتحرك من القطب الموجب إلى القطب السالب. يتم تحديد النوع من خلال التركيب الذري لمواد أشباه الموصلات المحددة.
الآن ، خذ بعين الاعتبار npn الترانزستور. كل طرف من الترانزستور هو نمن نوع أشباه الموصلات وبينها أ صنوع مادة أشباه الموصلات. إذا قمت بتصوير مثل هذا الجهاز متصل بالبطارية ، فسترى كيف يعمل الترانزستور:
- ال ن- منطقة من النوع المرتبط بالنهاية السلبية للبطارية تساعد على دفع الإلكترونات إلى المنتصف صنوع المنطقة.
- ال ن-نوع المنطقة المرتبط بالنهاية الإيجابية للبطارية يساعد على إبطاء الإلكترونات الخارجة من صنوع المنطقة.
- ال ص-نوع المنطقة في المركز يفعل كلاهما.
من خلال تغيير الإمكانات في كل منطقة ، يمكنك أن تؤثر بشكل كبير على معدل تدفق الإلكترونات عبر الترانزستور.
فوائد الترانزستورات
مقارنة مع أنابيب مفرغة التي تم استخدامها سابقًا ، كان الترانزستور تقدمًا مذهلاً. أصغر حجمًا ، يمكن تصنيع الترانزستور بسهولة بثمن بخس وبكميات كبيرة. كان لديهم مزايا تشغيلية مختلفة أيضًا ، وهي كثيرة جدًا بحيث لا يمكن ذكرها هنا.
يعتبر البعض أن الترانزستور هو أكبر اختراع منفرد في القرن العشرين منذ فتحه كثيرًا في طريق التطورات الإلكترونية الأخرى. تقريبا كل جهاز إلكتروني حديث لديه ترانزستور كأحد مكوناته النشطة الأساسية. لأنها لبنات بناء الرقائق الدقيقة ، والكمبيوتر ، والهواتف ، والأجهزة الأخرى لا يمكن أن توجد بدون ترانزستورات.
أنواع أخرى من الترانزستورات
هناك مجموعة واسعة من أنواع الترانزستور التي تم تطويرها منذ عام 1948. فيما يلي قائمة (ليس بالضرورة حصرية) لأنواع مختلفة من الترانزستورات:
- ترانزستور الوصلة ثنائي القطب (BJT)
- ترانزستور تأثير المجال (FET)
- ترانزستور ثنائي القطب Heterojunction
- ترانزستور أحادي الوصلة
- FET مزدوج البوابة
- ترانزستور أفالانش
- شرائح الترانزستور الرقيقة
- دارلينجتون الترانزستور
- ترانزستور باليستي
- FinFET
- ترانزستور بوابة عائمة
- ترانزستور تأثير مقلوب
- الترانزستور المغزلي
- ترانزستور الصور
- معزول الترانزستور ثنائي القطب البوابة
- ترانزستور أحادي الإلكترون
- ترانزستور نانوي فلويديك
- Trigate الترانزستور (نموذج Intel الأولي)
- FET الحساسة للأيون
- الصمام الثنائي الفوقي العكسي السريع (FREDFET)
- FET (EOSFET)
حررت بواسطة آن ماري هيلمينستين ، د.