این قطعات الکترونیکی کوچک برای دستگاه‌هایی که امروزه می‌شناسیم و دوست داریم، حیاتی هستند.
ترانزیستورها یکی از مهمترین اختراعات قرن بیستم هستند. تقریباً می‌توانید آنها را در هر دستگاه الکترونیکی، از رادیو گرفته تا تلویزیون و رایانه پیدا کنید. اما ترانزیستور چیست و چگونه کار می کند؟
ترانزیستور چیست؟
ترانزیستور یک وسیله الکترونیکی با سه ترمینال است که سیگنال های الکترونیکی را تقویت یا سوئیچ می کند. اجزای اصلی آن دو ماده نیمه رسانا، معمولاً سیلیکون، با خواص متضاد، به نام‌های نوع p و نوع n هستند.
هنگامی که این دو ماده در کنار هم قرار می گیرند، یک مانع لایه تخلیه را تشکیل می دهند. این لایه مانند یک سوئیچ عمل می کند و به جریان الکتریکی اجازه می دهد تا بسته به ولتاژ اعمال شده به ترمینال سوم، که به عنوان دروازه شناخته می شود، از آن عبور کند یا از آن عبور نکند.
ترانزیستورها تقریباً در تمام وسایل الکترونیکی یافت می شوند و اجزای حیاتی مدارهای مجتمع یا تراشه ها هستند. ترانزیستورها که در سال 1947 توسط جان باردین، والتر براتین و ویلیام شاکلی از آزمایشگاه‌های بل اختراع شدند، با ساختن دستگاه‌های کوچک‌تر، ارزان‌تر و قابل اطمینان‌تر، انقلابی در الکترونیک ایجاد کردند.
ترانزیستورها سه بخش اصلی دارند:
- پایه
- گردآورنده
- امیتر
ترمینال پایه جریان جریان بین دو ترمینال دیگر را کنترل می کند. کلکتور جریانی که از پایه می آید را جمع آوری می کند و امیتر جریان را از کلکتور ساطع می کند.
ترانزیستورها می توانند به عنوان تقویت کننده یا سوئیچ کار کنند. ترانزیستور هنگامی که به عنوان تقویت کننده استفاده می شود جریان عبوری از آن را افزایش می دهد. ترانزیستورها هنگام استفاده به عنوان سوئیچ می توانند جریان جریان را روشن یا خاموش کنند.
ترانزیستور چگونه کار می کند؟
نحوه کار ترانزیستور بسیار ساده است. هنگامی که هیچ جریانی از ترمینال پایه عبور نمی کند، ترانزیستور در حالت “خاموش” خود است. این بدان معنی است که هیچ جریانی نمی تواند از پایانه های کلکتور و امیتر عبور کند.
هنگامی که جریان به ترمینال پایه اعمال می شود، ترانزیستور به حالت “روشن” خود می رود. این اجازه می دهد تا جریان از طریق پایانه های کلکتور و امیتر عبور کند. مقدار جریانی که می تواند از ترانزیستور عبور کند به مقدار اعمال شده به ترمینال پایه بستگی دارد.
ترانزیستورها چه کاری انجام می دهند؟ کاربردهای ترانزیستور
ترانزیستورها در انواع دستگاه های الکترونیکی یافت می شوند و کاربردهای گسترده ای دارند.
تراشه های حافظه کامپیوتر
یکی از رایج ترین کاربردهای ترانزیستورها در تراشه های حافظه کامپیوتر است. این تراشه ها اطلاعات را به عنوان بارهای الکتریکی ذخیره می کنند و ترانزیستورها مانند سوئیچ های کوچکی عمل می کنند که می توانند شارژها را خاموش و روشن کنند. این باعث می شود آنها برای ذخیره داده ها ایده آل باشند زیرا می توانند اطلاعات زیادی را در یک فضای فشرده نگهداری کنند. علاوه بر این، آنها سریع هستند، که برای رایانه هایی که نیاز به دسترسی سریع به مقادیر زیادی از داده ها دارند، ضروری است.
سوئیچ ها
ترانزیستورها اغلب به عنوان سوئیچ استفاده می شوند زیرا به سرعت روشن و خاموش می شوند. این آنها را برای مدارهای دیجیتال ایده آل می کند، جایی که می توانند جریان الکتریسیته را با دقت زیادی کنترل کنند.
تقویت کننده ها
یکی دیگر از کاربردهای ترانزیستورها به عنوان تقویت کننده است. تقویت کننده ها سیگنال الکتریکی کوچکی را می گیرند و آن را تقویت می کنند و آن را قوی تر می کنند. اولین کاربرد تجاری ترانزیستورها در سمعک و رادیوهای جیبی بود. امروزه ترانزیستورها کاربردهای متنوعی برای تقویت صدا دارند، مانند سیستم های استریو و تقویت کننده های آلات موسیقی.
مدارهای منطق دیجیتال
از ترانزیستورها در مدارهای منطقی دیجیتال نیز استفاده می شود. مدارهای منطقی دیجیتال بلوک های سازنده الکترونیک دیجیتال مانند رایانه ها و تلفن های همراه هستند. این مدارها از ترانزیستورها برای انجام عملیات منطقی بولی استفاده می کنند که مبنای تمامی محاسبات دیجیتالی است.
ترانزیستورها بلوک های سازنده الکترونیک مدرن هستند
ما از زمان اختراع اولین ترانزیستور در سال 1947 راه زیادی را پیموده ایم. امروزه ترانزیستورها در همه چیز از تلفن همراه گرفته تا اتومبیل یافت می شوند و نقش اساسی در زندگی ما دارند.
اگرچه ممکن است زیاد به آنها فکر نکنید، ترانزیستورها در پشت صحنه هستند و مطمئن می شوند تلفن شما زنگ می زند، ماشین شما روشن می شود و برنامه مورد علاقه شما در تلویزیون پخش می شود. امیدواریم که این به شما درک بهتری از یکی از اساسی ترین اجزای تمام الکترونیک داده باشد.