ترانزيستور چيست؟

اصول کاری 

ترانزیستور از دو نوع مهم به نام‌های NPN و PNP تشکیل شده است. در این دستگاه‌ها، سه لایهٔ نیمهٔ هادی به نام‌های کلاههٔ پایه (Base)، مختصاتهٔ مبدا (Emitter) و مختصاتهٔ مقصد (Collector) قرار دارند. ترانزیستور با تغییر جریان الکترونی در لایهٔ پایه، جریان بزرگتری از لایهٔ مختصاتهٔ مقصد به لایهٔ مختصاتهٔ مبدا را ایجاد می‌کند که به عبارت دیگر، تغییر کوچک جریان کنترلی (Base) منجر به تغییر بزرگتر جریان اصلی (Collector) می‌شود. این ویژگی ترانزیستور به عنوان تقویت‌کنندهٔ الکتریکی شناخته می‌شود.

کاربردها 

ترانزیستورها در انواع مختلف و به اشکال مختلفی در دستگاه‌ها و تجهیزات الکترونیکی مورد استفاده قرار می‌گیرند. از کاربردهای مهم ترانزیستورها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• تقویت کننده‌های صوتی: ترانزیستورها در انواع تقویت کننده‌های صوتی و ویدئویی استفاده می‌شوند که جریان ضعیف ورودی را به جریان خروجی بزرگتر تقویت می‌کنند.

• مدارهای منطقی: ترانزیستورها در مدارهای منطقی مورد استفاده قرار می‌گیرند که توانایی ایجاد سیگنال‌های منطقی صفر و یک را دارند.

• تراشه‌های میکروپروسسور: ترانزیستورهای میلیون‌ها تراشه‌های میکروپروسسور امکان اجرای عملیات‌های پیچیده و با سرعت بالا را فراهم می‌آورند.

• مدارهای تنظیم ولتاژ: ترانزیستورها در مدارهای تنظیم ولتاژ و جریان استفاده می‌شوند که به عنوان منابع تغذیه پایدار برای تجهیزات مختلف عمل می‌کنند.

• مدارهای قدرت: در تولید برق از نیروگاه‌ها، ترانزیستورها به عنوان کلیدهای قدرت به کار می‌روند تا جریان‌های بزرگ برق را کنترل کنند.

انواع ترانزیستور

ترانزیستورها به دو نوع اصلی تقسیم می‌شوند: ترانزیستور‌های یکپارچه (BJT) و ترانزیستور‌های میدانی (FET). هر یک از این دو دسته نیز شامل انواع مختلفی هستند. در زیر به برخی از انواع ترانزیستورها اشاره می‌کنیم:

1. ترانزیستور‌های یکپارچه (BJT)

• ترانزیستور NPN: در این نوع ترانزیستور، لایهٔ پایه مثبت نسبت به لایهٔ مختصاتهٔ مبدا و لایهٔ مختصاتهٔ مقصد منفی است. جریان از پایه به مختصاتهٔ مقصد جریان می‌کند و تقویت می‌شود.

• ترانزیستور PNP: در این نوع ترانزیستور، لایهٔ پایه منفی نسبت به لایهٔ مختصاتهٔ مبدا و لایهٔ مختصاتهٔ مقصد مثبت است. جریان از مختصاتهٔ مقصد به پایه جریان می‌کند و تقویت می‌شود.

• ترانزیستور دوقطبی (Darlington): در این نوع ترانزیستور، دو ترانزیستور NPN یا PNP به طور متوالی متصل شده‌اند که تقویت جریان را افزایش می‌دهند.

• ترانزیستور زنجیره‌ای (Cascade): در این نوع، دو یا چندین ترانزیستور به طور متوالی به هم متصل می‌شوند تا تقویت جریان بیشتری به دست آید.

2. ترانزیستور‌های میدانی (FET)

• ترانزیستور میدانی‌مؤثر (MOSFET): این نوع ترانزیستور با استفاده از زمینهٔ الکتریکی کنترل می‌شود. دارای زیرنوع‌های مختلفی از جمله MOSFET همایل (enhancement-mode) و MOSFET خودهمایل (depletion-mode) است.

• ترانزیستور جریان‌سطحی (JFET): این نوع ترانزیستور با استفاده از تغییر میدان الکتریکی از داخل هادی کنترل می‌شود و به دو زیرنوع N-کانال و P-کانال تقسیم می‌شود.

• ترانزیستور عایق-نیمه‌هادی (IGBT): این نوع ترانزیستور ترکیبی از ویژگی‌های ترانزیستورهای BJT و MOSFET است و در برنامه‌هایی که نیاز به تقویت قدرت و کنترل ولتاژ بالا دارند، استفاده می‌شود.

3. ترانزیستورهای دیگر

• ترانزیستور ثنائی (Bipolar Transistor): این نوع ترانزیستور دارای دو لایهٔ نیمهٔ هادی N و P است که جریان در آن به وسیلهٔ الکترون‌ها و حفره‌ها انجام می‌شود.

• ترانزیستور اثر میدان یونیپلر (Unipolar Field Effect Transistor): به عنوان مثال ترانزیستور MOSFET، که با تغییر میدان الکتریکی بر روی دروازهٔ ایزولهٔ اکسید میانی کنترل می‌شود.

همچنین، ترانزیستورها در انواع مختلف دیگری با ویژگی‌های خاص و به منظور کاربردهای خاص نیز وجود دارند.