لقد تم الحصول على الترانزيستور عام (1948 –1949) نتيجة للدراسات
التي قام بها العالمان باردين وبراتين وذلك في مخابر (
تلفون بل
) الأميركية لاستخدامه بدلاً من الصمامات
الإلكترونية التي كانت شائعة في تلك الأيام.
وتتألف
كلمة الترانزيستور من كلمتين
transfer وتعني تحويل( أو نقل)
وكلمة
resistor وتعني مقاومة وذلك بعد
حذف الأحرف الأخيرة
fer من الكلمة الأولى
والأحرف الأولى
res
من الكلمة الثانية.
وإننا لنشك فيما إذا كان من الممكن أن تصل صناعة أجهزة الجسم الصلب
إلى ما وصلت إليه اليوم لو لم يكن الترانزيستور(الذي يعد امتداد للثنائي) هو
الباعث على البحث والتطوير الذي أصاب المواد نصف الناقلة وعمليات صنع الأجهزة
حيث يشغل الترانزيستور المقام الأول في الإلكترونيات المعاصرة ويرجع ذلك بشك
كبير إلى كونه جهاز تضخيم ممتاز صغير الحجم يمكن أن يعوّل عليه بالإضافة إلى
القدرة الصغيرة التي يتطلبها.
والترانزيستور كجهاز تضخيم يحول الإشارة الضعيفة
التابعة للزمن إلى إشارة قوية. وهناك وظائف مهمة أخرى يستطيع الترانزيستور أن
يقوم بها في الدارات الإلكترونية لكن مقدرته على التضخيم تعد الوظيفة الرئيسية
بالنسبة لاستخداماته الأخرى.
يمكن أن نميز صنفين من
الترانزيستورات
:
1-
ترانزيستور ثنائي القطبية
bipolar.
2-
ترانزيستور وحيد
القطبية
unipolar
.
حيث اعتمد في هذا التصنيف على آلية مرور التيار ففي الترانزيستور
ثنائي القطبية يعتمد مرور التيار على نوعي حاملات الشحنة (إلكترونات وثقوب) أما
الترانزيستور وحيد القطبية فإن مرور التيار يعتمد على نوع واحد من حاملات الشحنة
(إلكترونات أو ثقوب).
وبكلام آخر فإن
النوع الأول (ثنائي القطبية) يعمل بفعل حاملات الشحنة من النوعين الأكثرية
والأقلية معاً أما النوع الثاني فإنه يعمل بفعل حاملات الشحنة الأكثرية فقط.
يمكن أن تصنف الترانزيستورات أيضاً من حيث آلية العمل فالصنف الأول
(والذي يوافق الترانزيستورات ثنائية القطبية) تسمى بالترانزيستورات الوصلية حيث
يتم التحكم في التيارات الداخلية بواسطة متصلين ثنائيين
pn أما النوع الآخر فتسمى بالترانزستورات الحقلية حيث يستند في
أساس عمله على أثر الحقل.
للترانزيستورات بشكل عام ثلاث أطراف تأخذ
الأسماء التالية:
1- من أجل الترانزيستورات
ثنائية القطبية:
1- الباعث (emitter)
2- القاعدة (base)
3- المُجمّع (collector)
2- من أجل الترانزيستورات أحادية
القطبية:
1- المنبع
(source)
2- المصرف (drain)
3- البوابة (gate)
على الرغم من المردود الكبير للترانزيستور وماله من محاسن وميزات
إيجابية (مقارنة مع الصمامات) إلا أن هناك سلبية أساسية وهي كونه حساس جداً
لارتفاع درجة الحرارة ذلك أن مكوناته قابلة للعطب في حال ارتفاع درجة الحرارة
إلى حدود معينة فعلى سبيل المثال درجة الحرارة الأعظمية المسموح بها لترانزيستور
جرمانيوم تقع بين (60-100) درجة مئوية ولترانزيستور سليكون بين(125-200) مئوية .وهذا أحد أسباب تفضيل استخدام السيليكون في تصنيع
الترانزيستور.
وللتغلب على هذا العائق تم إضافة المبردات للترانزيستور (وهي عبارة
عن قطع معدنية ذات مواصفات معينة توصل مع الجسم الخارجي للترانزيستور) تعمل هذه
المبردات على امتصاص الحرارة الزائدة الناتجة عن عمل الترانزيستور والتي يمكن أن
تخرب البنية الداخلية (أنصاف النواقل) للترانزيستور
التي قام بها العالمان باردين وبراتين وذلك في مخابر (
تلفون بل
) الأميركية لاستخدامه بدلاً من الصمامات
الإلكترونية التي كانت شائعة في تلك الأيام.
وتتألف
كلمة الترانزيستور من كلمتين
transfer وتعني تحويل( أو نقل)
وكلمة
resistor وتعني مقاومة وذلك بعد
حذف الأحرف الأخيرة
fer من الكلمة الأولى
والأحرف الأولى
res
من الكلمة الثانية.
وإننا لنشك فيما إذا كان من الممكن أن تصل صناعة أجهزة الجسم الصلب
إلى ما وصلت إليه اليوم لو لم يكن الترانزيستور(الذي يعد امتداد للثنائي) هو
الباعث على البحث والتطوير الذي أصاب المواد نصف الناقلة وعمليات صنع الأجهزة
حيث يشغل الترانزيستور المقام الأول في الإلكترونيات المعاصرة ويرجع ذلك بشك
كبير إلى كونه جهاز تضخيم ممتاز صغير الحجم يمكن أن يعوّل عليه بالإضافة إلى
القدرة الصغيرة التي يتطلبها.
والترانزيستور كجهاز تضخيم يحول الإشارة الضعيفة
التابعة للزمن إلى إشارة قوية. وهناك وظائف مهمة أخرى يستطيع الترانزيستور أن
يقوم بها في الدارات الإلكترونية لكن مقدرته على التضخيم تعد الوظيفة الرئيسية
بالنسبة لاستخداماته الأخرى.
يمكن أن نميز صنفين من
الترانزيستورات
:
1-
ترانزيستور ثنائي القطبية
bipolar.
2-
ترانزيستور وحيد
القطبية
unipolar
.
حيث اعتمد في هذا التصنيف على آلية مرور التيار ففي الترانزيستور
ثنائي القطبية يعتمد مرور التيار على نوعي حاملات الشحنة (إلكترونات وثقوب) أما
الترانزيستور وحيد القطبية فإن مرور التيار يعتمد على نوع واحد من حاملات الشحنة
(إلكترونات أو ثقوب).
وبكلام آخر فإن
النوع الأول (ثنائي القطبية) يعمل بفعل حاملات الشحنة من النوعين الأكثرية
والأقلية معاً أما النوع الثاني فإنه يعمل بفعل حاملات الشحنة الأكثرية فقط.
يمكن أن تصنف الترانزيستورات أيضاً من حيث آلية العمل فالصنف الأول
(والذي يوافق الترانزيستورات ثنائية القطبية) تسمى بالترانزيستورات الوصلية حيث
يتم التحكم في التيارات الداخلية بواسطة متصلين ثنائيين
pn أما النوع الآخر فتسمى بالترانزستورات الحقلية حيث يستند في
أساس عمله على أثر الحقل.
للترانزيستورات بشكل عام ثلاث أطراف تأخذ
الأسماء التالية:
1- من أجل الترانزيستورات
ثنائية القطبية:
1- الباعث (emitter)
2- القاعدة (base)
3- المُجمّع (collector)
2- من أجل الترانزيستورات أحادية
القطبية:
1- المنبع
(source)
2- المصرف (drain)
3- البوابة (gate)
على الرغم من المردود الكبير للترانزيستور وماله من محاسن وميزات
إيجابية (مقارنة مع الصمامات) إلا أن هناك سلبية أساسية وهي كونه حساس جداً
لارتفاع درجة الحرارة ذلك أن مكوناته قابلة للعطب في حال ارتفاع درجة الحرارة
إلى حدود معينة فعلى سبيل المثال درجة الحرارة الأعظمية المسموح بها لترانزيستور
جرمانيوم تقع بين (60-100) درجة مئوية ولترانزيستور سليكون بين(125-200) مئوية .وهذا أحد أسباب تفضيل استخدام السيليكون في تصنيع
الترانزيستور.
وللتغلب على هذا العائق تم إضافة المبردات للترانزيستور (وهي عبارة
عن قطع معدنية ذات مواصفات معينة توصل مع الجسم الخارجي للترانزيستور) تعمل هذه
المبردات على امتصاص الحرارة الزائدة الناتجة عن عمل الترانزيستور والتي يمكن أن
تخرب البنية الداخلية (أنصاف النواقل) للترانزيستور