Tranzistor

Ҳар хил транзисторлар

Транзистор (инглизча: трансфер — кўчирмоқ ва резистор) — электр тебранишларни кучайтириш, генерациялаш (ҳосил қилиш) ва ўзгартириш учун мўлжалланган 3 электродли яримўтказгич асбоб ҳамда микроэлектроника қурилмаларининг асосий элементи.

Транзисторлар тузилиши, ишлаш принсипи ва параметрларига кўра 2 та синфга ажратилади — биполяр ва майдоний (униполяр) транзисторлар. Биполяр транзисторларда иккала турдаги (п-типли ва н-типли) ўтказувчанликка эга бўлган яримўтказгичлар ишлатилади. Биполяр транзистор, ўзаро яқин жойлашган п-н ўтиш ҳисобига ишлайди ва база-эмиттер ўтиши орқали токни бошқаради. Майдонли транзисторларда фақат бир турдаги (н-типли ёки п-типли) яримўтказгичлар ишлатилади. Бундай транзисорларнинг биполяр транзисторлардан асосий фарқи шундаки, улар кучланишни бошқаради, токни эмас. Кучланишни бошқариш затвор ва исток орасидаги кучланишни ўзгартириш орқали амалга оширилади.

Ҳозирги кунда аналог техникалар оламида биполяр транзисторлар (БТ) (халқаро атама — БЖТ, Биполар Жунcтион Трансистор) асосий ўринни эгаллаган. Рақамли техникалар соҳасида эса, аксинча майдоний транзисторлар биполяр транзисторларни сиқиб чиқарган. Ўтган асрнинг 90-йилларида, ҳозирги даврда ҳам электроникада кенг миқёсда қўлланилаётган биполяр-майдоний транзисторларнинг гибрид кўриниши — ИГБТ ишлаб чиқилди.

1956-йилда транзистор эффектини тадқиқ қилгани учун Wиллиам Шоcклей, Жоҳн Бардеэн ва Wалтер Браттаин физика бўйича Нобел мукофоти билан тақдирланишган.

1980-йилга келиб, ўзининг кичик ўлчамлари, барқарор ишлаши, иқтисодий жиҳатдан арзонлиги ҳисобига транзисторлар электроника соҳасидан электрон лампаларни сиқиб чиқарди. Шунингдек, кичик кучланиш ва катта токларда ишлай олиш қобилияти туфайли, электромагнит реле ва механик узиб-улагичларга эҳтиёж қолмади.

Электрон схемаларда транзистор „ВТ“ ёки „Қ“ ҳарфлари билан ҳамда жойлашган ўрнига мувофиқ индекс билан белгиланади. Масалан, ВТ15. Рус тилидаги адабиётлар ва ҳужжатларда эса ХХ асрнинг 70-йилларига қадар „Т“, „ПП“ (полупроводниковий прибор) ёки „ПТ“ (полупроводниковий триод) каби белгиланишлар ҳам ишлатилган.

Яратилиш тарихи

Транзисторнинг яратилиши ХХ асрнинг энг муҳим воқеаларидан бири бўлиб, 1833-йилда инглиз олими Майкл Фарадей яримўтказгич материал — кумуш сулфиди билан ўтказган тажрибадан бошланган яримўтказгичлар электроникаси соҳасининг кескин ривожланишига сабаб бўлди.

1874-йил немис физиги Карл Фердинанд Браун металл-яримўтказгич контактида бир томонлама ўтказувчанлик ҳодисасини аниқлади.

1906-йили инженер Гринлиф Виттер Пиккард нуқтавий яримўтказгичли диод-детекторни ихтиро қилди.

1910-йилда инглиз физиги Уилям Икклз баъзи бир яримўтказгичлар электр тебранишларини ҳосил қилиши мумкинлигини аниқлади. 1922-йилда эса Олег Лосев, маълум кучланишларда манфий дифференсиал қаршиликка эга бўлган диодларни яратди. Ушбу диодлар, кейинчалик, детекторли ва гетеродинли радиоприёмникларда қўлланди.

Бу даврнинг ўзига хос томонларидан бири шунда эдики, у вақтда яримўтказгичлар физикаси ҳали етарлича кенг ўрганилмаган эди. Барча ютуқлар, асосан, тажрибалар туфайли қўлга киритилганди. Олимлар, кристалл ичида қандай физик ҳодисалар рўй бераётганини тушунтириб беришга қийналишган. Баъзида нотўғри хулосаларга ҳам келишган.

Шу билан бирга, 1920-1930-йилларда чет давлатларда радиотехника соҳасига электрон лампалар кириб келди. Бу соҳа яримўтказгичлар физикасига қараганда кенгроқ ўрганилган бўлгани учун кўп мутахассис-радиотехниклар айнан шу соҳада ишлаган.. Яримўтказгичли диодларга эса мўрт ва „инжиқ“ қурилмалар сифатида баҳо берилган. Ўша вақтларда яримўтказгичларнинг катта имкониятларини ҳеч ким пайқамаган.

Биполяр ва майдоний транзисторлар турлича йўллар билан кашф қилинган.

Майдоний транзистор

Майдоний транзистор ёки униполяр транзисторларнинг яратилиши австрия-венгриялик физик Юлий Эдгар Лилиэнфилд номи билан боғлиқ. У токни бошқаришнинг янги йўлини таклиф қилган. У таклиф қилган усулга кўра, ток узатиш йўли бўйлаб унга кўндаланг электр майдон қўйилади. Бу электр майдон заряд ташувчиларга таъсир қилиб, ўтказувчанликнинг йўналишини ўзгартиради. Ушбу кашфиёт учун Канада (1925-йил 22-октабрда) ва Германияда (1928-йилда) патент олган.

1934-йилда немис физиги Оскар Хайл ҳам Буюк Британияда ихтиро қилган „контакциз реле“си учун патент олган. Майдоний транзисторлар содда электростатик эффектга асосланган ва унда кечадиган жараёнлар биполяр транзисторларга қараганда оддий бўлишига қарамасдан тўлиқ иш ҳолатидаги майдоний транзисторларни ясаш учун жуда кўп вақт кетди.

1920-йилда патентланган ва ҳозир компютер саноатининг асосини ташкил этадиган биринчи МДС майдоний транзистор биринчи бўлиб 1960-йилда америкалик олимлар Канг ва Аталланинг ишидан сўнг яратилган бўлиб, улар кремний сиртини оксидлаш орқали унинг сиртида диэлектрикининг кремний диоксидининг жуда юпқа қатламини ҳосил қилишни таклиф қилдилар. Бу қатлам ўтказгич каналидан металл затворни изоляция қилиш вазифасини бажарарди. Бундай бундай тузилишга МОС структураси дейилади (Металл-оксид-ярим ўтказгич, инглизча металл-охиде-семиcондуcтор).

ХХ асрнинг 90-йилларидан бошлаб эса МОС-структура биполяр транзисторлардан етакчиликни тортиб олди.

Биполяр транзисторлар

Дунёдаги илк транзистор нусхаси

Униполяр транзистордан фарқли ўлароқ, биринчи биполяр транзистор экспериментал тарзда яратилган ва унинг ишлаш принсипи кейинроқ тушунтирилган.

1929-1933-йилларда Ленинград физика-техника институтида Олег Лосев А.Ф.Иоффе раҳбарлиги остида яримўтказгич қурилмалар устида бир қатор тажрибалар ўтказди. Унинг конструктив жиҳатдан нуқтавий транзисторнинг нусхаси бўлган карборунд кристалли (СиC) устида ўтказган тажрибаси натижасида керакли кучайтириш коэффициентини ҳосил қилолмади. Шундан сўнг яримўтказгичлардаги электролюминессенсия ҳодисасини ўрганган Лосев 90 та турли материалларни, асосан, кремнийли бирикмаларни кўриб чиқди ва 1939-йилда ўзининг кундалигида уч электродли система ҳақида қайдлар қолдирган. Бироқ, 2-жаҳон урушининг бошланиб қолиши ва 1942-йилда инженернинг Ленинград қамалида ҳалок бўлиши туфайли, унинг қилган ишлари ҳозир йўқолиб кетган. Шу сабабли, унинг транзистор ярата олган ёки олмагани бизга номаълум.

Ҳаволалар

• ББC: Буилдинг тҳе дигитал аге пҳото ҳисторй оф трансисторс
• Тҳе Белл Сйстемс Мемориал он Трансисторс
• ИЭЭЭ Глобал Ҳисторй Нетwорк, Тҳе Трансистор анд Портабле Элеcтрониcс. Алл абоут тҳе ҳисторй оф трансисторс анд интегратед cирcуиц.
• Трансисторизед. Ҳисториcал анд течниcал информатион фром тҳе Публиc Броадcастинг Сервиcе
• Тҳис Монтҳ ин Пҳйсиcс Ҳисторй: Новембер 17 то 23-декабр 1947-йил: Инвентион оф тҳе Фирст Трансистор. Фром тҳе Америcан Пҳйсиcал Соcиэтй
• 50 Еарс оф тҳе Трансистор. Фром Сcиэнcе Фридай, 12-декабр 1997-йил