دانشنامهفضاپیما و تلسکوپ
ترانزیستور Transistor
ترانزیستور قطعهٔ نیمه‌رسانایی است که می‌تواند سیگنال الکتریکی را تقویت یا مانند یک کلید روشن و خاموش کند؛ سنگ‌بنای همهٔ مدارهای دیجیتال و رایانه‌هاست.
نام‌های دیگر: نیمهرسانا
ترانزیستور در سال ۱۹۴۷ در آزمایشگاههای بل ساخته شد و جان باردین، والتر براتین و ویلیام شاکلی برای آن نوبل فیزیک ۱۹۵۶ را گرفتند. این قطعه جای لامپ‌های خلأ پرحجم و پرمصرف را گرفت و انقلاب الکترونیک را به راه انداخت. ترانزیستور معمولاً از سیلیسیم ساخته می‌شود که ماده‌ای نیمه‌رساناست: نه مثل فلز رساناست، نه مثل عایق نارسانا.
ترانزیستور چگونه کار میکند؟
ترانزیستور سه پایه دارد. ولتاژ یا جریان کوچکی که به یک پایه (گیت یا بیس) داده می‌شود، جریان بسیار بزرگ‌تری را میان دو پایهٔ دیگر کنترل میکند. این دو حالت می‌دهد:
- تقویت: خروجی کپی بزرگ‌تری از ورودی ضعیف است؛ مثل تقویت صدا.
- کلید: ترانزیستور روشن یعنی ۱ و خاموش یعنی ۰؛ مبنای منطق دیجیتال.
در ماسفت (MOSFET) که رایج‌ترین نوع امروز است، ولتاژ گیت میدان الکتریکی می‌سازد که کانال رسانا را باز یا بسته میکند.
ترانزیستور چه نقشی در رایانه دارد؟
هر تراشه از میلیاردها ترانزیستور میکروسکوپی ساخته می‌شود که به صورت مدار الکتریکی مجتمع به هم وصل شده‌اند. تراشههای پیشرفتهٔ امروز بیش از دهها میلیارد ترانزیستور دارند و ریزترین جزئیات آنها به مقیاس چند نانومتر تا چند ده نانومتر رسیده است. افزایش تعداد ترانزیستور‌ها در هر تراشه، که قانون مور آن را توصیف میکند، رایانه‌ها و تلفن‌ها را قدرتمند و ارزان کرد.
نیمهرسانا چیست؟
با افزودن مقدار کمی ناخالصی (آلایش) به سیلیسیم، می‌توان آن را نوع n (دارای الکترون آزاد) یا نوع p (دارای حفره) کرد. پیوند این دو نوع، پایهٔ دیود و ترانزیستور است. نیمه‌رساناها به فیزیک کوانتوم وابستهاند، زیرا ترازهای انرژی الکترون‌ها در بلور را توضیح می‌دهد.
پرسش‌های رایج
### ترانزیستور چیست؟
ترانزیستور قطعهای نیمهرسانا است که مانند کلید یا تقویتکننده کار میکند. تقریباً همهٔ دستگاههای الکترونیکی به آن وابستهاند.
### ترانزیستور را چه کسی اختراع کرد؟
ترانزیستور در ۱۹۴۷ در آزمایشگاههای بل توسط باردین و براتین ساخته شد و شاکلی نظریهٔ آن را گسترش داد. هر سه نوبل فیزیک ۱۹۵۶ را گرفتند.
### در یک تراشه چند ترانزیستور هست؟
تراشههای امروزی تا دهها میلیارد ترانزیستور دارند. شمار آنها تقریباً هر دو سال دو برابر میشد، ولی این روند کندتر شده است.
### فرق ترانزیستور و لامپ خلأ چیست؟
ترانزیستور کوچکتر، سردتر، ارزانتر و بسیار کممصرفتر از لامپ خلأ است و عمر بیشتری دارد. به همین دلیل لامپ خلأ را در بیشتر کاربردها کنار گذاشت.