منذ عام 1948 ، تم استخدام الترانزستورات في الإلكترونيات. في الأصل مصنوعة من الجرمانيوم ، تستخدم الترانزستورات الحديثة السيليكون لتحملها العالي للحرارة. تعمل الترانزستورات على تضخيم الإشارات وتبديلها. يمكن أن تكون تمثيلية أو رقمية. يشتمل ترانزستوران منتشران اليوم على ترانزستورات تأثير مجال أكسيد المعادن وأشباه الموصلات (MOSFET) وترانزستورات تقاطع ثنائية القطب (BJT). تقدم MOSFET عددًا من المزايا على BJT.
TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)
تبشر الترانزستورات ، المستخدمة لتضخيم الإشارات وتبديلها ، بعصر الإلكترونيات الحديثة. اليوم ، هناك اثنان من الترانزستورات السائدة المستخدمة تشمل الترانزستورات ثنائية القطب أو BJT والترانزستورات ذات التأثير الميداني لأكسيد المعادن أو MOSFET. تقدم MOSFET مزايا أكثر من BJT في الإلكترونيات الحديثة وأجهزة الكمبيوتر لأن هذه الترانزستورات أكثر توافقًا مع تقنية معالجة السيليكون.
نظرة عامة على MOSFET و BJT
تمثل MOSFET و BJT النوعين الرئيسيين من الترانزستورات المستخدمة اليوم. تتكون الترانزستورات من ثلاثة دبابيس تسمى باعث ومجمع وقاعدة. تتحكم القاعدة في التيار الكهربائي ، ويتعامل المجمع مع تدفق التيار الأساسي ، والباعث هو المكان الذي يتدفق فيه التيار. يتم تصنيع كل من MOSFETs و BJTs بشكل عام من السيليكون ، مع نسبة أصغر مصنوعة من زرنيخيد الغاليوم. يمكن أن يعمل كلاهما كمحولات طاقة لأجهزة الاستشعار الكهروكيميائية.
ترانزستور مفرق ثنائي القطب (BJT)
يجمع BJT (Bipolar Junction Transistor) بين صمامي توصيل ثنائي من أي من أشباه الموصلات من النوع p بين أشباه الموصلات من النوع n أو طبقة من أشباه الموصلات من النوع n بين نوعين من النوع p أشباه الموصلات. BJT عبارة عن جهاز يتم التحكم فيه حاليًا بدائرة أساسية ، وهو في الأساس مكبر للصوت الحالي. في BJTs ، ينتقل التيار عبر الترانزستور عبر الثقوب أو ربط الوظائف الشاغرة بقطبية موجبة وإلكترونات ذات قطبية سالبة. تُستخدم BJTs في العديد من التطبيقات بما في ذلك الدوائر التناظرية وعالية الطاقة. كانوا أول نوع من الترانزستور يتم إنتاجه بكميات كبيرة.
ترانزستورات تأثير مجال أكسيد المعادن وأشباه الموصلات (MOSFET)
MOSFET هو نوع من ترانزستور تأثير المجال الذي يستخدم في الدوائر الرقمية المتكاملة مثل أجهزة الكمبيوتر الصغيرة. MOSFET هو جهاز يتم التحكم فيه بالجهد الكهربي. لها بوابة بوابة بدلاً من قاعدة ، مفصولة عن المحطات الأخرى بفيلم أكسيد. طبقة الأكسيد هذه بمثابة عازل. بدلاً من الباعث والمجمع ، فإن MOSFET لديها مصدر ومصرف. تتميز MOSFET بمقاومتها العالية للبوابة. يحدد جهد البوابة ما إذا كان يتم تشغيل MOSFET أو إيقاف تشغيله. يحدث وقت التبديل بين وضعي التشغيل والإيقاف.
مزايا MOSFET
تم استخدام الترانزستورات ذات التأثير الميداني مثل MOSFET لعقود. إنها تشكل الترانزستورات الأكثر استخدامًا ، والتي تهيمن حاليًا على سوق الدوائر المتكاملة. إنها محمولة ، وتستخدم طاقة منخفضة ، ولا ترسم تيارًا ومتوافقة مع تقنية معالجة السيليكون. يؤدي عدم وجود تيار البوابة إلى مقاومة عالية للمدخلات. تتمثل إحدى المزايا الرئيسية الإضافية لـ MOSFET على BJT في أنها تشكل أساس دائرة بها مفاتيح للإشارات التناظرية. هذه مفيدة في أنظمة الحصول على البيانات وتسمح بالعديد من مدخلات البيانات. تساعد قدرتها على التبديل بين المقاومات المختلفة في نسبة التوهين ، أو تغيير مكاسب مضخمات التشغيل. تشكل الدوائر MOSFET أساس أجهزة ذاكرة أشباه الموصلات مثل المعالجات الدقيقة.