happy_birthday_geek_photoenlargement-r2bdd774d48444b05b67fcba8d21e6a34_fknc_400

امروز یکشنبه ۱۶ دسامبر، ترانزیستور ۶۵ ساله شد.

نام ترانزیستور با نام افرادی چون ویلیام شاکلی (۱۹۱۰-۱۹۸۹)، جان باردین(۱۹۰۸-۱۹۹۱) و والتر براتاین (۱۹۰۲-۱۹۸۷) عجین شده که بر اساس مدارک و اسناد تاریخی اولین بار باردین و براتاین در ۱۶ دسامبر ۱۹۴۷ موفق به ساخت اولین ترانزیستور اتصال نقطه‌ای در آزمایشگاه بل شدند. (تاریخ نمایش عمومی برای علاقمندان بین ۱۷ تا ۲۳ دسامبر ۱۹۴۷  ثبت شده است.)

سمت راست: والتر براتاین  ، وسط: جان باردین، سمت چپ: ویلیام شاکلی

این وسیله همه جا قابل مشاهده، امروزه در جای جای صنعت و دنیای کامپیوتر در ترکیب با قطعات حضور دارد که تاریخچه آن به اواسط دهه ۱۹۲۰ میلادی بر می‌گردد. در مورد اختراع و حق ثبت ترانزیستور بحث وجود دارد.
اولین حق ثبت اختراع ترانزیستور اثر میدان 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.
اولین ترانزیستور اتصال نقطه‌ای در آزمایشگاه بل (شبیه سازی شده در سال 1997)

اولین ترانزیستور اتصال نقطه‌ای در آزمایشگاه بل (شبیه سازی شده در سال ۱۹۹۷)

به هر حال این نام ۶۵ ساله نیست. جان پیرس کارمند آزمایشگاه بل (۱۹۱۰-۲۰۰۲) در ماه می ۱۹۴۸ از ترکیب واژگان transconductance یا  transfer با varistor پس از رای گیری کلمه ترانزیستور را روی آن گذاشتند. این قطعه منطقاً متعلق به خانواده مقاومت متغیر می‌باشد و یک امپدانس انتقال یا گین دارد بنابراین این اسم یک ترکیب توصیفی است.  در آن زمان تصور می‌شد که این قطعه مثل دو لامپ خلإ است. لامپ‌های خلإ هدایت انتقالی دارند بنابراین ترانزیستور مقاومت انتقالی دارد.کار واقعی روی ترانزیستور تا پایان جنگ جهانی صورت نگرفت. شاکلی ترانزیستوری از چند قطعه نیمه هادی شامل سیلیکون ساخت.
بل فوراً ترانزیستور تک اتصالی را جزء تولیدات انحصاری شرکت Western Electric، شهر Allentown در ایالت Pennsylvania قرار داد.
ساختار اولین ترانزیستور اتصال نقطه‌ای

ساختار اولین ترانزیستور اتصال نقطه‌ای

نخستین ترانزیستورهای گیرنده‌های رادیو AM در معرض نمایش قرار گرفتند، اما در واقع فقط در سطح آزمایشگاهی بودند. به هرحال در سال ۱۹۵۰، 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-1 بود که توسط Regency Division از I.D.E.A (گروه مهندسی توسعه صنعتی) شهر Indianapolis ایالت Indiana ساخته شده و در ۱۸ اکتبر ۱۹۵۴ اعلام شد.
این رادیو در نوامبر ۱۹۵۴ به قیمت ۹۵/۴۹ دلار(معادل با ۳۶۱ دلار در سال ۲۰۰۵) به فروش گذاشته شد و تعداد ۱۵۰۰۰۰ از آن به فروش رفت. این رادیو از ۴ ترانزیستور استفاده می‌کرد وبا یک باتری ۵/۲۲ ولتی راه اندازی می‌شد. هنگامی که 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 ۵۰۰۰۰ دلاری پروانه تولید را از وزیر دارایی ژاپن گرفت و در سال ۱۹۵۵ رادیوی جیبی خود را تحت مارک سونی معرفی کرد. 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 ترانزیستور با جایزه نوبل فیزیک قدردانی شد.
Bardeen_Shockley_Brattain_1948
ترانزیستورهای جدید:
ترانزیستور یکی از ادوات حالت جامد است که از مواد نیمه رسانایی مانند سیلیسیم و ژرمانیم ساخته می‌شود. یک ترانزیستور در ساختار خود دارای پیوندهایپیوند نوع N و پیوند نوع P می‌باشد. ترانزیستورهای جدید به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند: ترانزیستورهای اتصال دوقطبی (BJT) و ترانزیستورهای اثر میدانی (FET). اعمال جریان در BJTها و ولتاژ در FETها بین 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.
در مداراهای آنالوگ، ترانزیستورها در تقویت کننده‌ها استفاده می‌شوند، (تقویت کننده‌های جریان مستقیم، تقویت کننده‌های صدا، تقویت کننده‌های امواج رادیویی) و منابع تغذیه تنظیم شونده 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. مداراهای دیجیتال شامل گیت‌های منطقی، حافظه با دسترسی تصادفی (RAM)، میکروپروسسورها و پردازنده‌های سیگنال دیجیتال (DSPs) هستند. ترانزیستور می‌تواند به عنوان سوییچ نیز کار کند.
BJT 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.معمولاً میزان ناخالصی در امیتر بیشتر از دو لایه دیگر وهمچنین عرض لایه بیس کمتر و عرض لایه کلکتور بیشتر از لایه های دیگر است. دریک ترانزیستور دوقطبی، لایه امیتر یا گسیلنده بیشترین مقدار ناخالصی را دارد. که الکترونها از امیتر به سوی لایه کلکتور که ناخالصی کمتری دارد، گسیل داده می شود.
ترانزیستور ساخته شده توسط Julius Edgar Lilienfeld

ترانزیستور ساخته شده توسط Julius Edgar Lilienfeld

منبع: خبر آنلاین