Tranzistori

Lloji i parë i transistorit që është zbuluar është transistori bipolarë. Ky transistor i ka tri shtresa gjysmëpërçuesish, ku në mes dy tipash të tipit p është vendosur një shtresë e hollë e tipit n, duke formuar transistorin PNP. Ngjashëm fitohet edhe tipi NPN. Vetia e transistorit është se ai funksionon si ndërprerës elektronik. Kjo mundëson përdorimin e transistorëve në qarqet logjike digjitale, në qarqet aritmetike të procesorëve të kompjuterëve personal, në memoriet e kompjuterëve dhe në shumë zbatime të tjera.

Historia

Transistori i parë.

Synimi i parë për zbulimin e transistorit u bë në Kanada nga fizikani austo-hungarez Julis E.Lilienfeld më 22 tetor 1925. Synim tjetër ishte edhe në vtin 1934 nga fizikani gjerman Sr. Oskar Heil por pa sukses. Aplikimi i transitorëve të parë daton që nga viti 1949, kur fizikani Shokli (William B. Shockley) shpjegoi parimin e punës së transistorëve me sipërfaqe kontaktuese. Prej asaj kohe deri sot janë prodhuar lloje të ndryshëm të transistorëve si edhe nga materiale të ndryshme. Edhe sot bëhen hulumtime për përsosjen e transistorëve si dhe aplikimin e tyre. Transistorët janë bërë elemente të domosdoshme në aparatet e ndryshëm elektronike duke filluar prej tyre më të thjeshta e deri tek ato më të ndërlikuara. Që nga viti 1949 transitorët plotësisht kanë zëvendësuar gypat elektronikë, që pothuajse kanë kaluar në harresë, në qarqet e ndryshme elektronike.

Llojet e transistorëve

Shtresat e skajshme të transistorit janë emërtuar si Emiter dhe Kolektor (ang.: Emmiter –E dhe Collector-C), ndërsa shtresa e mesme quhet Bazë, (ang. Base-B). Ky lloj i transistorit është përdorur shumë në të kaluarën, veçanërisht si element i veçantë elektronik. Në teknikën e qarqeve të integruara ky lloj i transistorit sot përdoret më pak për shkak se ndërtimi në teknikën e integruar është më i ndërlikuar. Një lloj i veçantë i transistorit që ka zbatim shumë të gjerë, veçanërisht në teknologjinë e qarqeve të integruara digjitale, është transistori me efekt të fushës elektrike (ang.: Field Effect Transistor - FET) dhe sidomos lloji MOSFET apo thjeshtë MOS (ang.:Metal Oxide Seminductor-MOS) me shumë variante dhe nënvariante të tij. Elektroda e tij shënohet me D, S dhe G (ang. Drain, Source and Gate), që në shqip do të thotë Rrjedhë, Burim dhe Portë.

Lloji i transistorit MOSFET me elementet D, S dhe G.

Rryma kryesore që kalon prej D në S kontrollohet me fushën elektrike që shkakton potenciali i elektrodës kontrolluese G. Kur në G ka potencial pozitiv ndaj S, transistori përçon rrymën, sepse në atë rast, për shkak të ndikimit të fushës elektrike të krijuar në G, në shtresën p të trupit të transitorit formohet një kanal përçues i tipit n. Në rastin tjetër kur nuk ka potencial në G, rryma nuk rrjedh fare.

Lidhja e transistorit

Transistori mund të jenë të tipit p-n-p dhe të tipit n-p-n. Te tipat e tillë të transitorëve bartësit kryesorë të elektricitetit janë elektronet dhe vrima dhe për këtë arsye quhen transistorë bipolarë. Përveç këtyre tipave, kemi edhe transistorë unipolarë. Atëherë mund të thuhet se transistori është sistem elektronik i përbërë prej elementeve kryesore: emiterit E, kolektorit C, dhe bazës B. Transistorët unipolarë punojnë vetëm më një lloj elektriciteti: elektrone ose vrima. Këta transitorë janë të njohur me emërtimin transistorë me efekt të fushës. Nëse e kemi të qartë parimin e punës dhe funksionimin e diodës kristalore, lehtë mund të kuptojmë edhe dukuritë fizike të transistorëve, pasi që transitori paraqet një kombinim të dy diodave kristalore. Transistori në qarqet elektrike mund të lidhet në tri mënyra: me bazë të përbashkët, me emiter të përbashkët dhe me kolektorë përbashkët. Duhet cekur se çdo lidhje i ka përparësitë e veta në aplikimin praktik të tyre në jetën e përditshme.

ipi i transistorit p-n-p dhe n-p-n

Qarku emiter-bazë, quhet qark hyrë, ndërsa ai kolektor-bazë, quhet qark dalës.

Kontakti emiter-bazë ka polarizimin direkt, ndërsa kontakti kolektor-bazë ka polarizimin invers. Në këtë rast qarku emiter-bazë quhet qarku hyrës, ndërsa qarku kolektor-bazë quhet qarku dalës. Elektronet kolonë prej emiterit në bazë, me fjalë të tjera rryma ka kahun e kundërt prej qarkut të jashtëm në transitor dhe ky kah i rrymës elektrike merret si kah negativ. Në qoftë se kahu i rrymës elektrike në transistor përputhet me kahun në qarkun e jashtëm, ky kah i rrymës konsiderohet, natyrisht me marrëveshje, si kah pozitiv. Rryma e kolektorit varet nga rryma e emiterit. Parimisht, transitorit i tipit n-p-n punon sikurse transistori i tipit p-n-p. Transitori me emiter të përbashkët më së shumtë aplikohet në qarqet elektrike. Ky transitor përforcon shumë rrymën dhe tensionet e transistorit, por edhe nga temperatura

Transistorët MOS

Ekzistojnë dy lloje kryesore të transistorësh MOS, që dallohen sipas kanalit përçues që formohet: n-Mos me kanal të tipit n dhe p-MOS me kanal të tipit p. Parametrat themelorë të transistorëve Mos janë rryma maksimale D-S, tensioni i pragut të përçimit në mes G-S, tensioni maksimal në mes D-S, frekuenca maksimale e komutimit etj.

Aplikimi i transistorëve

Transistorë kanë përmasa të vogla. Vëllimi i tyre mund të jetë shumë i vogël. Nga ana tjetër, mekanikisht janë shumë të qëndrueshëm. Kohëzgjatja e punës së tyre është shumë e madhe se te gypat elektronikë. Ata mund të ndërtohen në miniaturë dhe janë pjesë kryesore e mikroaparateve, të cilat mund të barten në xhep. Transistorët aplikohen në aparate për përforcimin e dëgjueshmërisë dhe në aparate për përforcimin zërit. Pastaj, në sistemin e radarëve modernë, në radio-aparatet e zakonshme, në televizorë, në makinat elektronike, në orë elektronike, në kompjuterë, në anije kozmike etj.

Qarqet logjike dhe funksionet themelore logjike

Qarqet logjike janë qarqe digjitale që i kryejnë funksionet logjike. Funksionet themelore logjike janë: DHE, OSE, Anasjella (Inversioni), JO-DHE dhe JO-OSE. Qarqet logjike DHE dhe OSE ndërtohen në bazë të qarqeve JO-DHE dhe JO-OSE. Këto qarqe elementare logjike lidhen në qarqet e integruara digjitale. Shembuj të ndërtimit të qarqeve logjike, i përkasin familjes së qarqeve të integruara n-MOS. Ekzistojnë shumë familje të tjera qarqesh të integruara ku skemat e realizimit të funksioneve logjike janë të ndryshme nga këto.

Materiale gjysmpërçuese

Karakteristikat e materialeve gjysmpërëuese
Gjysmpërçuesi material	Kruqëzimi i përparëm tensioni V @ 25 °C	Lëvizshmëria e elektronit m²/(V·s) @ 25 °C	Ndryshimi i vrimës m²/(V·s) @ 25 °C	Temperatura maksimale e kryqëzimit °C
Ge	0.27	0.39	0.19	70 to 100
Si	0.71	0.14	0.05	150 to 200
GaAs	1.03	0.85	0.05	150 to 200
Al-Si kryqëzimi	0.3	—	—	150 to 200