Arsn
2011/11/19, 00:51
یک قطعه ای که امروزه به خاطره فراوانی زیادش به سادگی از کنارش میگذریم .
شاید بعضی از ما به سختی مبانی تزانزیستور را میشناسیم! و بعضی هامون تز دکتراشون را درباره ترانزیستور دادیم !
بیایم با ویکیپدیا و اطلاعات ناقص من یه مرور بکنیم !
ترانزیستور یکی از مهمترین قطعات الکترونیکی (فقط کاربران عضو قادر به مشاهده لینکها هستند. A%A9%DB%8C) میباشد. ترانزیستور یکی از ادوات حالت جامد (فقط کاربران عضو قادر به مشاهده لینکها هستند. %AD%D8%A7%D9%84%D8%AA_%D8%AC%D8%A7%D9%85%D8%AF&action=edit&redlink=1&preload=%D8%A7%D9%84%DA%AF%D9%88:%D8%A7%DB%8C%D8%A C%D8%A7%D8%AF+%D9%85%D9%82%D8%A7%D9%84%D9%87/%D8%A7%D8%B3%D8%AA%D8%AE%D9%88%D8%A7%D9%86%E2%80%8 C%D8%A8%D9%86%D8%AF%DB%8C&editintro=%D8%A7%D9%84%DA%AF%D9%88:%D8%A7%DB%8C%D8 %AC%D8%A7%D8%AF+%D9%85%D9%82%D8%A7%D9%84%D9%87/%D8%A7%D8%AF%DB%8C%D8%AA%E2%80%8C%D9%86%D9%88%D8%A A%DB%8C%D8%B3&summary=%D8%A7%DB%8C%D8%AC%D8%A7%D8%AF+%DB%8C%DA%A 9+%D9%85%D9%82%D8%A7%D9%84%D9%87+%D9%86%D9%88+%D8% A7%D8%B2+%D8%B7%D8%B1%DB%8C%D9%82+%D8%A7%DB%8C%D8% AC%D8%A7%D8%AF%DA%AF%D8%B1&nosummary=&prefix=&minor=&create=%D8%AF%D8%B1%D8%B3%D8%AA+%DA%A9%D8%B1%D8%AF %D9%86+%D9%85%D9%82%D8%A7%D9%84%D9%87+%D8%AC%D8%AF %DB%8C%D8%AF) است که از مواد نیمه رسانایی (فقط کاربران عضو قادر به مشاهده لینکها هستند. D8%A7) مانند سیلیسیم (فقط کاربران عضو قادر به مشاهده لینکها هستند.)و ژرمانیوم (فقط کاربران عضو قادر به مشاهده لینکها هستند.) ساخته میشود. یک ترانزیستور در ساختار خود دارای پیوندهایپیوند نوع N (فقط کاربران عضو قادر به مشاهده لینکها هستند. N) و پیوند نوع P (فقط کاربران عضو قادر به مشاهده لینکها هستند. P) میباشد
ترانزیستورهای جدید به دو دسته کلی تقسیم میشوند: ترانزیستورهای اتصال دوقطبی(s) و ترانزیستورهای اثر میدانیTs. اعمال جریان در BJTها و ولتاژ در FETها بیین 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. مدلهای ترانزیستور را ببینید. 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. در مدارات 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. مدارات دیجیتال شامل گیتهای منطقی، حافظه با دسترسی تصادفی (RAM)، میکروپروسسورها و پردازندههای سیگنال دیجیتال (DSPs) هستند. ترانزیستور میتواند به عنوان سویچ نیز کار کند. ترانزیستور سه پایه دارد که اصطلاحا BJT خوانده میشوندBJT 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
اهمیتترانزیستور 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 فرآیند (ساخت) کاملاً اتماتیک که قیمت تمام شده هر ترانزیستور در آن بسیار ناچیز است استفاده میکند. اگرچه ملیونها 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 ۲۰۰۶ که میتواند از بیش از ۷/۱ ملیون ترانزیستور استفاده کند (ماسفتها). 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 جستوجوی 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. تلوزیون، رادیو و روزنامهها چیزهایی هستند که تحت تاثیر این انقلاب دیجیتال واقع شدهاند
توی صنعت کامپیوتر نقش ترانزیستور غیر قابل انکار است و درون هر کدام از پردازنده هایی که ما الان داریم از اونها استفاده میکنیم میلیون ها عدد ترانزیستور ریز قرار گرفته و این میلیون ها ترانزیستور دقیقا طبق فانون ترانزیستور ها هر 2سال شاهد نصف شدن اندازه ترانزیستورها هستیم و شرکت های توسعه ریزپردازنده هر ساله با فناوری های ساخت پایین تر (22nm ) سعی میکنند این قانون را ادامه بدند، البته تمام قضیه ترانزیستور ها میتواند با کامپیوتر های کوانتومی خاتمه پیدا کند ، زمانی که کامپیوتر هایی با قدرت پردازش حداقل 1000 برابر امروز با استفاده از منطق فازی و ... حکم میکنند
تاریخچهاولین سه حق ثبت اختراع ترانزیستور اثرمیدان در سال ۱۹۲۸ در آلمان توسط فیزیک دانی به نامJulius Edgar Lilienfeld ثبت شد، اما او هیچ مقالهای در باره قطعه اش چاپ نکرد و این سه ثبت اختراع از طرف صنعت نادیده گرفته شد. در سال ۱۹۳۴ فیزیکدان آلمانی دکتر Oskar Heil ترانزیستور اثر میدان دیگری را به ثبت رساند. هیچ مدرک مستقیمی وجود ندارد که این قطعه ساخته شدهاست، اما بعداً کارهایی در دهه ۱۹۹۰ نشان داد که یکی از طرحهای Lilienfeld کار کرده و گین قابل توجهای دادهاست. اوراق قانونی از آزمایشگاههای ثبت اختراع بل نشان میدهد که Shockley و Pearson یک نسخه قابل استفاده از اختراع Lilienfeld ساختهاند، در حالی که آنها هیچگاه این را در تحقیقات و مقالات خود ذکر نکردند. ترانزیستورهای دیگر، R. G. Arns در ۲۳ دسامبر ۱۹47 Wiliam Shockley, John Bardan و Walter Brattain موفق به ساخت اولین ترانزیستور اتصال نقطهای در آزمایشگاه بل شدند. این کار با تلاشهای زمان جنگ برای تولید دیودهای مخلوط کننده ژرمانیم خالص «کریستال» ادامه یافت، این دیودها در واحدهای رادار بعنوان عنصر میکسر فرکانس در گیرندههای میکروموج استفاده میشد. یک پروژه موازی دیودهای ژرمانیم در دانشگاه Purdue موفق شد کریستالهای نیمه هادی ژرمانیم را با کیفیت خوب که در آزمایشگاههای بل استفاده میشد را تولید کند. سرعت سوئیچ تکنولوژی لامپی اولیه برای این کار کافی نبود، همین تیم Bell را سوق داد تا از دیودهای حالت جامد به جای آن استفاده کنند. آنها با دانشی که در دست داشتند شروع به طراحی سه قطبی نیمه هادی کردند، اما دریافتند که کار سادهای نیست. Bardeen سرانجام یک شاخه جدید فیزیک سطحی را برای محاسبه رفتار عجیبی که دیده بودند ایجاد کرد و سرانجام Brattain و Bardeen موفق به ساخت یک قطعه کاری شدند. آزمایشگاههای تلفن بل به یک اسم کلی برای اختراع جدید نیاز داشتند: «سه قطبی نیمه هادی»، «سه قطبی جامد»، «سه قطبی اجزاء سطحی»، «سه قطبی کریستال» و «لاتاتورن» که همه مطرح شده بودند، اما «ترانزیستور» که توسط John R. Pierce ابداع شده بود، برنده یک قرعه کشی داخلی شد. اساس وبنیاد این اسم در یاداشت فنی بعدی شرکت رای گیری شد: ترانزیستور، این یک ترکیب مختصر از کلمات «ترانسکانداکتانس» یا «انتقال» و «مقاومت متغیر» است. این قطعه منطقاً متعلق به خانواده مقاومت متغیر میباشد و یک امپدانس انتقال یا گین دارد بنابراین این اسم یک ترکیب توصیفی است. -آزمایشگاههای تلفن بل- یاداشت فنی(۲۸ می۱۹48) Pierce این نام را قدری متفاوت تفسیر کرد: دلیلی که من این نام را انتخاب کردم این بود که من فکر کردم این قطعه چکار میکند، در آن زمان تصور میشد که این قطعه مثل دو لامپ خلإ است. لامپهای خلإ هدایت انتقالی دارند بنابراین ترانزیستور مقاومت انتقالی دارد. و این اسم میبایست متناسب با نام دیگر قطعات مثل وریستور، ترمیستور باشد. و من اسم ترانزیستور را پیشنهاد کردم. PBC Show مصاحبه با john R. Pierce بل فوراً ترانزیستور تک اتصالی را جزء تولیدات انحصاری شرکت Western Electric، شهر Allentown در ایالت Pennsylvania قرار داد. نخستین ترانزیستورهای گیرندههای رادیو AM در معرض نمایش قرار گرفتند، اما در واقع فقط در سطح آزمایشگاهی بودند. بهرحال در سال ۱۹50 Shockley یک نوع کاملاً متفاوت ترانزیستور را ارائه داد که به ترانزیستور اتصال دوقطبی معروف شد. اگرچه اصول کاری این قطعه با ترانزیستور تک اتصالی کاملاً فرق میکند، قطعهای است که امروزه به عنوان ترانزیستور شناخته میشود. پروانه تولید این قطعه نیز به تعدادی از شرکتهای الکترونیک شامل Texas Instrument که تعداد محدودی رادیو ترانزیستوری بعنوان ابزار فروش تولید میکرد داده شد. ترانزیستورهای اولیه از نظر شیمیایی ناپایدار بودند و فقط برای کاربردهای فرکانس و توان پایین مناسب بودند، اما همینکه طراحی ترانزیستور توسعه یافت این مشکلات نیز کم کم رفع شدند. اگرچه اغلب نادرست به Sony نسبت داده میشود، ولی اولین رادیو ترانزیستوری تجاری Regency TR-۱ بود که توسط Regency Div***on از I.D.E.A (گروه مهنسی توصعه صنعتی) شهر Indianapolis ایالت Indiana ساخته شده و در ۱۸ اکتبر ۱۹۵۴ اعلام شد. آین رادیو در نوامبر ۱۹۵۴ به قیمت ۹۵/۴۹ دلار(معادل با ۳۶۱ دلار در سال ۲۰05) به فروش گذاشته شد و تعداد ۱۵00۰۰ از آن به فروش رفت. این رادیو از ۴ ترانزیستور استفاده میکرد وبا یک باتری ۵/۲۲ ولتی راه اندازی میشد. هنگامیکه Masaru Ibuka، موسس شرکت ژاپنی سونی از آمریکا دیدن میکرد آزمایشگاههای بل ارائه مجوز ساخت شامل ریز دستوراتی مبنی بر چگونگی ساخت ترانزیستور را اعلام کرده بودند. Ibuka مجوز خرید ۵۰0۰۰ دلاری پروانه تولید را از وزیر دارایی ژاپن گرفت و در سال ۱۹۵۵ رادیوی جیبی خود را تحت مارک سونی معرفی کرد. (کلمه جیبی اشاره دارد به مطلب بدنامی سونی وقتیکه فروشنده آنها پیراهن مخصوصی با جیبهای بزرگ داشت). این محصول بزودی با طرحهای بلند پروازانه ادامه پیدا کرد، اما آنها بعنوان آغاز رشد شرکت سونی از طرف عموم مورد توجه قرار میگرفتند تا سونی به یک قدرت تولیدی تبدیل شد. بعد از دو دهه ترانزیستورها بتدریج جای لامپهای خلإ را در بسیاری از کاربردها گرفتند و بعدها امکان تولید دستگاههای جدیدی از قبیل مدارات مجتمع و رایانههای شخصی را فراهم آوردند. از Shockley, Bardeen و Brattian بخاطر تحقیقاتشان در مورد نیمه هادیها وکشف اثر ترانزیستر با جایزه نوبل فیزیک قدردانی شد. Bardeen میرفت که دومین جایزه نوبل فیزیک را دریافت کند، یکی از دو نفری که بیش از یک جایزه از یک متد میگرفت. اولین ترانزیستور Gallium-Arsenide Schottky-gate توسط Carver Mead ساخته و در سال ۱۹۶۶ گزارش داده شد
کاربردترانزیستور دارای ۳ 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 تقریبا 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 مدارات الکترونیک 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 ولتاز (بخش مدار 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 مدارات منطقی ، حافظه و ... استفاده کرد به جرات میتوان گفت که ترانزیستور قلب تپنده الکترونیک است.
البته اون جور که من میدونم ترانزیستور ها در آینده نقش خود را به ابزار هایی میدهند که از منطق فازی پشتیبانی بهتری دارند که احتمالا ic ها این نقش را میپذیرند چون ترانزیستور هایی هستند که قابل برنامه ریزی هستند و میتوانند حالتی بین 0 و 1 باشند
عملکرداز دیدگاه خودم توضیح میدم که ترانزیستور یه عملکرد مانند شیر آب دارد ، که با اعمال یک سیگنال یا موج از یک پایه میتوان ولتاژ عبوری از پایه های دیگر را دستکاری کرد ، به عبارتی ترانزیستور با تنظیم دبی اعمال مختلفی را به وسیله مقاومت و... روی مدار انجام میدهد
یک نوع ترانزیستور اولیه
فقط کاربران عضو قادر به مشاهده لینکها هستند.
شاید بعضی از ما به سختی مبانی تزانزیستور را میشناسیم! و بعضی هامون تز دکتراشون را درباره ترانزیستور دادیم !
بیایم با ویکیپدیا و اطلاعات ناقص من یه مرور بکنیم !
ترانزیستور یکی از مهمترین قطعات الکترونیکی (فقط کاربران عضو قادر به مشاهده لینکها هستند. A%A9%DB%8C) میباشد. ترانزیستور یکی از ادوات حالت جامد (فقط کاربران عضو قادر به مشاهده لینکها هستند. %AD%D8%A7%D9%84%D8%AA_%D8%AC%D8%A7%D9%85%D8%AF&action=edit&redlink=1&preload=%D8%A7%D9%84%DA%AF%D9%88:%D8%A7%DB%8C%D8%A C%D8%A7%D8%AF+%D9%85%D9%82%D8%A7%D9%84%D9%87/%D8%A7%D8%B3%D8%AA%D8%AE%D9%88%D8%A7%D9%86%E2%80%8 C%D8%A8%D9%86%D8%AF%DB%8C&editintro=%D8%A7%D9%84%DA%AF%D9%88:%D8%A7%DB%8C%D8 %AC%D8%A7%D8%AF+%D9%85%D9%82%D8%A7%D9%84%D9%87/%D8%A7%D8%AF%DB%8C%D8%AA%E2%80%8C%D9%86%D9%88%D8%A A%DB%8C%D8%B3&summary=%D8%A7%DB%8C%D8%AC%D8%A7%D8%AF+%DB%8C%DA%A 9+%D9%85%D9%82%D8%A7%D9%84%D9%87+%D9%86%D9%88+%D8% A7%D8%B2+%D8%B7%D8%B1%DB%8C%D9%82+%D8%A7%DB%8C%D8% AC%D8%A7%D8%AF%DA%AF%D8%B1&nosummary=&prefix=&minor=&create=%D8%AF%D8%B1%D8%B3%D8%AA+%DA%A9%D8%B1%D8%AF %D9%86+%D9%85%D9%82%D8%A7%D9%84%D9%87+%D8%AC%D8%AF %DB%8C%D8%AF) است که از مواد نیمه رسانایی (فقط کاربران عضو قادر به مشاهده لینکها هستند. D8%A7) مانند سیلیسیم (فقط کاربران عضو قادر به مشاهده لینکها هستند.)و ژرمانیوم (فقط کاربران عضو قادر به مشاهده لینکها هستند.) ساخته میشود. یک ترانزیستور در ساختار خود دارای پیوندهایپیوند نوع N (فقط کاربران عضو قادر به مشاهده لینکها هستند. N) و پیوند نوع P (فقط کاربران عضو قادر به مشاهده لینکها هستند. P) میباشد
ترانزیستورهای جدید به دو دسته کلی تقسیم میشوند: ترانزیستورهای اتصال دوقطبی(s) و ترانزیستورهای اثر میدانیTs. اعمال جریان در BJTها و ولتاژ در FETها بیین 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. مدلهای ترانزیستور را ببینید. 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. در مدارات 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. مدارات دیجیتال شامل گیتهای منطقی، حافظه با دسترسی تصادفی (RAM)، میکروپروسسورها و پردازندههای سیگنال دیجیتال (DSPs) هستند. ترانزیستور میتواند به عنوان سویچ نیز کار کند. ترانزیستور سه پایه دارد که اصطلاحا BJT خوانده میشوندBJT 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
اهمیتترانزیستور 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 فرآیند (ساخت) کاملاً اتماتیک که قیمت تمام شده هر ترانزیستور در آن بسیار ناچیز است استفاده میکند. اگرچه ملیونها 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 ۲۰۰۶ که میتواند از بیش از ۷/۱ ملیون ترانزیستور استفاده کند (ماسفتها). 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 جستوجوی 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. تلوزیون، رادیو و روزنامهها چیزهایی هستند که تحت تاثیر این انقلاب دیجیتال واقع شدهاند
توی صنعت کامپیوتر نقش ترانزیستور غیر قابل انکار است و درون هر کدام از پردازنده هایی که ما الان داریم از اونها استفاده میکنیم میلیون ها عدد ترانزیستور ریز قرار گرفته و این میلیون ها ترانزیستور دقیقا طبق فانون ترانزیستور ها هر 2سال شاهد نصف شدن اندازه ترانزیستورها هستیم و شرکت های توسعه ریزپردازنده هر ساله با فناوری های ساخت پایین تر (22nm ) سعی میکنند این قانون را ادامه بدند، البته تمام قضیه ترانزیستور ها میتواند با کامپیوتر های کوانتومی خاتمه پیدا کند ، زمانی که کامپیوتر هایی با قدرت پردازش حداقل 1000 برابر امروز با استفاده از منطق فازی و ... حکم میکنند
تاریخچهاولین سه حق ثبت اختراع ترانزیستور اثرمیدان در سال ۱۹۲۸ در آلمان توسط فیزیک دانی به نامJulius Edgar Lilienfeld ثبت شد، اما او هیچ مقالهای در باره قطعه اش چاپ نکرد و این سه ثبت اختراع از طرف صنعت نادیده گرفته شد. در سال ۱۹۳۴ فیزیکدان آلمانی دکتر Oskar Heil ترانزیستور اثر میدان دیگری را به ثبت رساند. هیچ مدرک مستقیمی وجود ندارد که این قطعه ساخته شدهاست، اما بعداً کارهایی در دهه ۱۹۹۰ نشان داد که یکی از طرحهای Lilienfeld کار کرده و گین قابل توجهای دادهاست. اوراق قانونی از آزمایشگاههای ثبت اختراع بل نشان میدهد که Shockley و Pearson یک نسخه قابل استفاده از اختراع Lilienfeld ساختهاند، در حالی که آنها هیچگاه این را در تحقیقات و مقالات خود ذکر نکردند. ترانزیستورهای دیگر، R. G. Arns در ۲۳ دسامبر ۱۹47 Wiliam Shockley, John Bardan و Walter Brattain موفق به ساخت اولین ترانزیستور اتصال نقطهای در آزمایشگاه بل شدند. این کار با تلاشهای زمان جنگ برای تولید دیودهای مخلوط کننده ژرمانیم خالص «کریستال» ادامه یافت، این دیودها در واحدهای رادار بعنوان عنصر میکسر فرکانس در گیرندههای میکروموج استفاده میشد. یک پروژه موازی دیودهای ژرمانیم در دانشگاه Purdue موفق شد کریستالهای نیمه هادی ژرمانیم را با کیفیت خوب که در آزمایشگاههای بل استفاده میشد را تولید کند. سرعت سوئیچ تکنولوژی لامپی اولیه برای این کار کافی نبود، همین تیم Bell را سوق داد تا از دیودهای حالت جامد به جای آن استفاده کنند. آنها با دانشی که در دست داشتند شروع به طراحی سه قطبی نیمه هادی کردند، اما دریافتند که کار سادهای نیست. Bardeen سرانجام یک شاخه جدید فیزیک سطحی را برای محاسبه رفتار عجیبی که دیده بودند ایجاد کرد و سرانجام Brattain و Bardeen موفق به ساخت یک قطعه کاری شدند. آزمایشگاههای تلفن بل به یک اسم کلی برای اختراع جدید نیاز داشتند: «سه قطبی نیمه هادی»، «سه قطبی جامد»، «سه قطبی اجزاء سطحی»، «سه قطبی کریستال» و «لاتاتورن» که همه مطرح شده بودند، اما «ترانزیستور» که توسط John R. Pierce ابداع شده بود، برنده یک قرعه کشی داخلی شد. اساس وبنیاد این اسم در یاداشت فنی بعدی شرکت رای گیری شد: ترانزیستور، این یک ترکیب مختصر از کلمات «ترانسکانداکتانس» یا «انتقال» و «مقاومت متغیر» است. این قطعه منطقاً متعلق به خانواده مقاومت متغیر میباشد و یک امپدانس انتقال یا گین دارد بنابراین این اسم یک ترکیب توصیفی است. -آزمایشگاههای تلفن بل- یاداشت فنی(۲۸ می۱۹48) Pierce این نام را قدری متفاوت تفسیر کرد: دلیلی که من این نام را انتخاب کردم این بود که من فکر کردم این قطعه چکار میکند، در آن زمان تصور میشد که این قطعه مثل دو لامپ خلإ است. لامپهای خلإ هدایت انتقالی دارند بنابراین ترانزیستور مقاومت انتقالی دارد. و این اسم میبایست متناسب با نام دیگر قطعات مثل وریستور، ترمیستور باشد. و من اسم ترانزیستور را پیشنهاد کردم. PBC Show مصاحبه با john R. Pierce بل فوراً ترانزیستور تک اتصالی را جزء تولیدات انحصاری شرکت Western Electric، شهر Allentown در ایالت Pennsylvania قرار داد. نخستین ترانزیستورهای گیرندههای رادیو AM در معرض نمایش قرار گرفتند، اما در واقع فقط در سطح آزمایشگاهی بودند. بهرحال در سال ۱۹50 Shockley یک نوع کاملاً متفاوت ترانزیستور را ارائه داد که به ترانزیستور اتصال دوقطبی معروف شد. اگرچه اصول کاری این قطعه با ترانزیستور تک اتصالی کاملاً فرق میکند، قطعهای است که امروزه به عنوان ترانزیستور شناخته میشود. پروانه تولید این قطعه نیز به تعدادی از شرکتهای الکترونیک شامل Texas Instrument که تعداد محدودی رادیو ترانزیستوری بعنوان ابزار فروش تولید میکرد داده شد. ترانزیستورهای اولیه از نظر شیمیایی ناپایدار بودند و فقط برای کاربردهای فرکانس و توان پایین مناسب بودند، اما همینکه طراحی ترانزیستور توسعه یافت این مشکلات نیز کم کم رفع شدند. اگرچه اغلب نادرست به Sony نسبت داده میشود، ولی اولین رادیو ترانزیستوری تجاری Regency TR-۱ بود که توسط Regency Div***on از I.D.E.A (گروه مهنسی توصعه صنعتی) شهر Indianapolis ایالت Indiana ساخته شده و در ۱۸ اکتبر ۱۹۵۴ اعلام شد. آین رادیو در نوامبر ۱۹۵۴ به قیمت ۹۵/۴۹ دلار(معادل با ۳۶۱ دلار در سال ۲۰05) به فروش گذاشته شد و تعداد ۱۵00۰۰ از آن به فروش رفت. این رادیو از ۴ ترانزیستور استفاده میکرد وبا یک باتری ۵/۲۲ ولتی راه اندازی میشد. هنگامیکه Masaru Ibuka، موسس شرکت ژاپنی سونی از آمریکا دیدن میکرد آزمایشگاههای بل ارائه مجوز ساخت شامل ریز دستوراتی مبنی بر چگونگی ساخت ترانزیستور را اعلام کرده بودند. Ibuka مجوز خرید ۵۰0۰۰ دلاری پروانه تولید را از وزیر دارایی ژاپن گرفت و در سال ۱۹۵۵ رادیوی جیبی خود را تحت مارک سونی معرفی کرد. (کلمه جیبی اشاره دارد به مطلب بدنامی سونی وقتیکه فروشنده آنها پیراهن مخصوصی با جیبهای بزرگ داشت). این محصول بزودی با طرحهای بلند پروازانه ادامه پیدا کرد، اما آنها بعنوان آغاز رشد شرکت سونی از طرف عموم مورد توجه قرار میگرفتند تا سونی به یک قدرت تولیدی تبدیل شد. بعد از دو دهه ترانزیستورها بتدریج جای لامپهای خلإ را در بسیاری از کاربردها گرفتند و بعدها امکان تولید دستگاههای جدیدی از قبیل مدارات مجتمع و رایانههای شخصی را فراهم آوردند. از Shockley, Bardeen و Brattian بخاطر تحقیقاتشان در مورد نیمه هادیها وکشف اثر ترانزیستر با جایزه نوبل فیزیک قدردانی شد. Bardeen میرفت که دومین جایزه نوبل فیزیک را دریافت کند، یکی از دو نفری که بیش از یک جایزه از یک متد میگرفت. اولین ترانزیستور Gallium-Arsenide Schottky-gate توسط Carver Mead ساخته و در سال ۱۹۶۶ گزارش داده شد
کاربردترانزیستور دارای ۳ 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 تقریبا 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 مدارات الکترونیک 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 ولتاز (بخش مدار 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 مدارات منطقی ، حافظه و ... استفاده کرد به جرات میتوان گفت که ترانزیستور قلب تپنده الکترونیک است.
البته اون جور که من میدونم ترانزیستور ها در آینده نقش خود را به ابزار هایی میدهند که از منطق فازی پشتیبانی بهتری دارند که احتمالا ic ها این نقش را میپذیرند چون ترانزیستور هایی هستند که قابل برنامه ریزی هستند و میتوانند حالتی بین 0 و 1 باشند
عملکرداز دیدگاه خودم توضیح میدم که ترانزیستور یه عملکرد مانند شیر آب دارد ، که با اعمال یک سیگنال یا موج از یک پایه میتوان ولتاژ عبوری از پایه های دیگر را دستکاری کرد ، به عبارتی ترانزیستور با تنظیم دبی اعمال مختلفی را به وسیله مقاومت و... روی مدار انجام میدهد
یک نوع ترانزیستور اولیه
فقط کاربران عضو قادر به مشاهده لینکها هستند.