Transistorit

Transistorit ovat puolijohdekomponentteja, joita käytetään signaalien vahvistamiseen sekä sähköisten kytkentöjen hallintaan. Ne muodostuvat kolmesta liitännästä ja tyypillisesti PN- tai NP-junctionin kaltaisesta rakenteesta. Yleisimmimmät transistorityypit ovat bipolaariset transistorit (BJT) sekä kenttäeffect-transistorit (FET).

Transistorin kehittäminen tapahtui vuonna 1947 Bell Labsissa John Bardeenin, Walter Brattainin ja William Shockleyn toimesta. Sen myötä elektroniikan kehitys siirtyi kytkimistä ja voimakkaasta pienikokoisesta laitteesta kohti luotettavaa, pienikokoista ja massatuotantoa tukevaa teknologiaa. 1950- ja 1960-luvuilla transistoriteknologia levisi laajasti ja muodostti modernin integroidun elektroniikan perustan.

Bipolaarinen transistoritoiminta perustuu emitterin ja basen välisiin virtoihin: pienellä base-virralla säädetään suurempaa kollektorivirtaa. Siinä on kolme liitäntää: emitter, base ja collector. Toimintatilat sisältävät vahvistuksen sekä kytkennän. NPN- ja PNP-tyypit eroavat pääasiassa dopingin suunnassa.

Kenttäeffect-transistorit ovat sähköisesti ohjattuja kanavan resistanssia muuttamalla. Niissä ovat portit gate, source ja drain. Tyyppejä ovat MOSFET ja JFET; MOSFET on digitaalisten ja analogisten integroitujen piireiden keskeinen komponentti. FET:illä on yleensä korkea sisääntuloimpedanssi ja pienet vuotovirrat.

Transistorit ovat integroitujen piireiden ydin ja niitä käytetään sekä analogisissa että digitaalisissa sovelluksissa, kuten vahvistuksissa, kytkimissä, mikropiireissä ja teholaitteissa. Valmistus perustuu puolijohdemateriaaliin ja litografisiin prosesseihin, joiden avulla voidaan luoda hyvin pienet, useista transistorielementeistä koostuvat piirit.