وبلاگ علمی- آموزشی (کار و فناوری بوکان )
گروه کار و فناوری بوکانوبلاگ علمی- آموزشی (کار و فناوری بوکان )
گروه کار و فناوری بوکانترانزیستور چیست ؟
ترانزیستور یک قطعه الکترونیکی است که در یک مدار مورد استفاده قرار می گیرد و با مقدار اندکی ولتاژ یا جریان، مقدار زیادی جریان یا ولتاژ را کنترل کند. به این معنی که می توان از ترانزیستور برای تقویت یا تعویض (تصحیح) سیگنال های الکتریکی یا انرژی استفاده کرد.
همین ویژگی باعث می شود ترانزیستور در مجموعه وسیعی از دستگاه های الکترونیکی مورد استفاده قرار گیرد.
ترانزیستور از ساندویچ کردن یک نیمه هادی بین دو نیمه هادی دیگر درست می شود. از آنجایی که جریان در ماده ای که به طور معمول دارای مقاومت بالا است منتقل می شود (به عنوان مثال یک مقاوم)، یک انتقال دهنده- مقاوم (transfer-resistor) یا ترانزیستور است.
اولین ترانزیستور اتصال- نقطه ای کاربردی در سال 1948 به وسیله ویلیام برادفورد شاکلی، جان باردین و والتر هویس براتین ساخته شد.
اما سابقه اختراعات مفهومی ترانزیستور به سال 1928 در آلمان برمی گردد. به نظر می رسد که اختراعات آلمانی ها هرگز ساخته نشده باشند و یا حداقل هیچکس تا به حال ادعا نکرده که آنها را ساخته است. سه فیزیکدانی که نامشان برده شد جایزۀ نوبل فیزیک را برای ساخت ترانزیستور در سال 1956 دریافت کردند.
ساختمان ترانزیستور اتصال- نقطه ای پایه
در اصل دو نوع اصلی از ترانزیستورهای اتصال- نقطه ای وجود دارد: ترانزیستور npn و ترانزیستور pnp، که در آنها n و p به ترتیب منفی و مثبت هستند. تنها تفاوت بین این دو، ترتیب ولتاژهای بایاس (bias voltages) است.
بایاس در الکترونیک به معنای ایجاد ولتاژها یا جریانات از پیش تعیین شده در نقاط مختلف یک مدار الکترونیکی به منظور ایجاد شرایط عملیاتی مناسب در اجزای الکترونیکی است.
برای درک اینکه چگونه یک ترانزیستور کار می کند، شما باید بدانید که چگونه نیمه هادی ها به یک پتانسیل الکتریکی واکنش نشان می دهند. بعضی از نیمه هادی ها نوع n یا منفی هستند، که به این معنی است که الکترون های آزاد در ماده از یک الکترود منفی (از جمله، باتری که به آن متصل است) به سمت مثبت رانده می شوند.
نیمه هادی های دیگر نوع p هستند که در این مورد الکترون ها «سوراخ» ها را در لایه های الکترون اتم پر می کنند، به این معنی که این عمل وقتی انجام می شود که یک ذره مثبت از الکترود مثبت به سوی الکترود منفی حرکت می کند. این نوع به وسیله ساختار اتمی ماده نیمه هادی خاص تعیین می شود.
حالا، ترانزیستور npn را در نظر بگیرید. هر انتهای ترانزیستور یک ماده نیمه هادی نوع n است و بین آنها یک ماده نیمه هادی نوع P است. اگر شما چنین دستگاهی را به یک باتری وصل کنید، خواهید دید که چگونه ترانزیستور کار می کند:
- ناحیه نوع n به انتهای منفی باتری متصل می شود و باعث می شود الکترون ها به داخل منطقه میانه نوع p میانه حرکت کنند.
- ناحیه نوع n به انتهای مثبت باتری متصل می شود و باعث می شود الکترون های کند از منطقه نوع p خارج شوند.
- منطقه نوع p در مرکز هر دو را انجام می دهد.
سپس با تغییر پتانسیل در هر منطقه، شما می توانید به شدت بر سرعت جریان الکترون در سراسر ترانزیستور تأثیر بگذارید.
مزایای ترانزیستورها
در مقایسه با لامپ های خلأ (vacuum tubes) که قبلاً استفاده می شدند ترانزیستور پیشرفت بزرگی بود. ترانزیستور در اندازه های کوچک تر می تواند به آسانی و ارزان در مقادیر زیاد ساخته شود. آنها مزایای عملیاتی مختلفی دارند که ذکر آن ها در این مقاله نمی گنجد.
بعضی ها ترانزیستور را بزرگترین اختراع قرن بیستم می دانند، زیرا به مقدار زیادی راه را برای پیشرفت های الکترونیکی دیگر باز کرده است. تقریباً هر دستگاه الکترونیکی امروزی از یک ترانزیستور به عنوان یکی از اجزای اصلی فعالش برخوردار است.
از آنجایی که ترانزیستورها واحدهای ساختمانی تراشه ها هستند رایانه، تلفن و سایر دستگاه های دیگر بدون ترانزیستورها نمی توانستند وجود داشته باشند.
منبع: