Tiraanzisterii

Tiraanzisteriin meeshaa semiikondaakterii asattoo fi humna elektirkii guddisuu fi dabarsuu/dhorkuu too'achuuf tajaajilu dha. Tiraanzisteriin meeshaa semiikondaakterii irraa kan hojjatame yoo ta'u yoo xiqqaate tarminaalii sadi'i kan sarkiyuutii alaatti ittiin qabachuuf gargaaru qaba. Voolteejiin ykn karantiin tarminaalii tiraanzisterii cimdii tokkotti kenname, yaa'a karantii tarminaalii cimdii kan biraa gidduu jiruun ni jijjiirama. Humni too'atmaan (baha tiraanzisterii) humna too'atu (naqa tiraanzisterii) caaluu waan danda'uuf, tiraanzisteriin asattoo guddisuu danda'a. Yeroo ammaa, tiraanzisteroonni muraasni kobaa qarqabamu, garuu baayyen isaanii integireetid sarkiyuutii keessatti hammatamanii argamu.
Tiraanzisteriin bu'uuraa meeshaalee elektirooniksii ammayyaa ti, akkasumas sirna elektiroonikii ammayyaa hunda keessatti argamu. Tiraanzisteriin bara 1947, fiizisistii USA Joon Bardiin, Waalter Biratayin, fi Wiiliyaam Shookileetin kalaqame; tiraanzisteriin seenaa elektironniksii guutumaan guutuutti jijjiire, raadiyoo, kaalkuleeterii, fi kompitara xixxiqqoo fi bushoo ta'an oomishuuf karaa bane. Tiraanzisteriin tarree IEEE tarkaanfii elektirooniksii keessa jira, akkasumas kalaqxoonni tiraanzisterii hojjatan Badhaasa Noobeli kan Fiiziksii kan bara 1956 argataniiru.
Termooniik tiraayoodin, vaakiyuum tuubii bara 1907tti kalaqame, teknooloojii raadiyoo guddifamuu fi bilbila fageenya-dheera hojiirra oolchuu dandeessisuudhan bara elektirooniksii gara fuulduraatti tarkaanfachise. Garuu, tiraayoodin meeshaa salphaatti cabuu fi humna baayyee nyaatudha. Fiizisistii Yuuliyus Edgaar Lili'enfeldi paatentii fiildi-iffekti-tiraanzisterii (FET) Kanaadaatti bara 1925 fudhate, kunis meeshaa falka-jajjaboo tiraayoodii akka bakka akka bu'uuf yaaddame ture. Lili'enfeldi paatentii sanuma fakkaatu USA keessatti bara 1926 fi 1928 fudhate. Garuu, Lili'enfeldi barruu qorannoo waa'ee meeshaasaa kana ibsu hin maxxansinee, akkasumas paatentiin isaa kanmaddaa hojjatu kan akka fakkeenyaatti hojjatame hn ibsu. Sababa oomishni meeshaa semiikondaakterii qulqullina-guddaa qabu waggaa kurnoota achi fagaatee jiruuf, oduma kanmaddaa hojjatameerayyuu ta'ee, yaadni ampilifaayerii falka-jajjaboo Lili'enfeldi bara 1920n fi 1930n keessa hojiirra oole tajaajiluuf hin rakkata ture. Bara 1934, kalaqaan lammii Jarmanii Oskar Heil meeshaadhuma kana fakkaatuuf paatentii fudhatee ture.
Sadaasa 17, 1946 hanga Mudde 23, 1947tti, Joon Baardiin fi Waalter Birateeyin Laabii Beel kan AT&T kan USA kessa jiru keessatti, yaaliwwan hojjatan keessatti yeroo warqeen lama kiristaalii jermeniyeemiitti qabsiifaman, asattoo bahaa kan humnisa asattoo naqaa caalu uume. Hoogganaan Garee Fiiziksii Falka Jajjaboo (Solid State Physics Group) kan ta'e Wiiliyaam Shookileen faayidaa kuni gara fuulduraatti qabu arge, ji'oota itti aanan muraasa keessattis beekumsa semiikondaakterii sirriitti ballissuuf ciminaan hojjate. Jecha tiraanzisterii jedhu kan uume John R. Pierce yoo ta'u jechoota lama tiraansirezistaance (transresistance) jedhurraa uume. Akka barreessitoonni seenaa dhuunfaa Joon Baardiin Lillian Hoddeson fi Vicki Daitch jedhanitti, Shookileen paatentiin Laabiin Beel tiraanzisterii irratti baasu kan jalqabaa fiildi-iffektii irratti akka hundaa'u fi Shookileen akka kalaqxuu kana argateetti akka galmaa'u barbaade. Paatentii Lili'enfeldi kan duraan dhokatee ture waan arganiif, abbootin seeraa Laabii Beel kuni akka hin taane gorsan, sababiinsaas yaadni tiraanzisterii fiildi-iffektii kan fiildii elektirikii akka tarsaatti fayyadamu haaraa hin turre. Bakkasaa, kan Bardeen, Brattain, fi Shookileen bara 1947 kalaqan tiraanzisterii pooyinti-kontaaktii kan jalqabaa ture. Milkii isaanii kanaaf beekkamtii kennuun, Bardeen, Brattain, fi Shookileen Badhaasa Noobelii kan Fiiziksii kan bara 1956 waliin qooddatan, kunis "qorannoo semiikondaakterii irratti godhanii fi argannoo galtee tiraanzisteriitif" jedhameet kennameef.
Bara 1948, tiraanzisteriin pooyinti-kontaaktii fiizisistoota Jarmanii Herbert Matiree fi Hayinriish Velkeen hojjatamee ture, kunis Compagnie des Freins et Signaux, damee Westiingihaawusi kanPaariskeessatti argamu, keessa wayita hojjatan ture. Mataré muuxannoo rektifaayerii kiristaalaa silkenii fi jermeniyemii irraa hojjachuu qaba ture, kunis yaalii raadaarii kan Jarmaniin yeroo Waraana Addunyaa II goote irraayi. Beekumsa kanatti fayyadamuun, waa'ee "interfiiraansii" bara 1947 qorachuu jalqabe. Karantii pooyinti-kontaaktii keessa yaa'u ilaaludhaan, akkuma Bardiin fi Birateeyin Mudde 1947 godhanitti, Matire Waxabajjii 1948tti jermeniyeemii Velkee hojjatetti fayyadamuun bu'aadhuma sana fakkaatu argate. Saayintistoonni Laabii Beel isaan dura akka kana hojjatan erga baranii booda, kampaanichi cimdaa bilbilaa Firaansi keessatti fayyadamuuf jecha "tiraanzitiroon" isaa gara oomishuu ariifachiisutti darbe.
Tiraanzisteriin ammamtaa-guddaa qabu kan jalqabaa tiraanzisterii saarfees-baariyerii jermeniyemii kan Philcon bara 1953 hojjatamedha, kunis ammamtaa hanga 60 MHZ ta'uun hojjachuu danda'a. Tiraanzisteriin kun kan hojjatame jermeniyemii akaakuu-N keessatti karaa lachuu (gubbaa fi jalaan) indiyeem salfeetiitti fayyadamuun boolla uumuun ture, kunis hanga inni furdina inchii tokkoo qabaatutti. Indiyeemin boollaa sana keessatti naqame akka funaantuu (collector) fi maddisiiftuutti (emmitter) tajaajila. Raadiyoon konkolaataa kan guutummaan tiraanzisterii fayyadamu, kan 1955 Chrysler fi Philco oomishame, sarkiyuutii isaa keessatti tiraanzisterii kana fayyadame. Tiraanzisteriin kun kompitara saffisa guddaa qabuufis mijataa ta'uun kan jalqabaa ti.
Tiranzisteriin silkenii kan hojjatu kan jalqabaa Laabii Beelitti Amajjii 26, 1954tti Mooris Taanenbaawum hojjatame. Tiranzisteriin silkenii kan gurguraaf hojjatame kan jalqabaa Teeksaas Inistirumeentisiin bara 1954 hojjtame. Kunis hojii Gordon Teal, kan kiristaala qulqullina olaanaa qabu hojjachuun ogummaa guddaa qabu fi kan duraan Laabii Beel keessatti hojjachaa turen hojjatame. Tiraanzisteriin MOS kan jalqabaa Kahng fi Atalla Laabii Beel keessatti bara 1960 hojjatame.
Tiraanzisteriin elektirooniksii ammayyaa hunda keessatti ruuqa ka'aa isa ijoodha. Namoonni baayyeen tiraanzisteriin kalaqa gurguddaa jaarraa 20ffaa keessaa isa tokko jedhanii amanu. Hawaasa ammayyaa keessatti, faayidaan tiraanzisterii adeemsa ofummaa'een (meeshaa semiikondaakterii oomishuu) baayyinaan oomishamuu danda'uusaa fi kunis gatii tiraanzisterii tokkoo baayyee gadi buusuu isaa irratti hundaa'a. Kalaqamuun tiraanzisterii jalqabaa kan Laabii Beel keessatti raawwatame tarkaanfii IEEE 2009 (IEEE milestones) keessatti tarreeffameera.
Kaampaanii baayyeen tiraanzisterii kobaa qarqabaman kan biliyoonatti lakkaawwaman waggaa waggaadhaan yoo oomishaniyyuu, tiraanzisterii harki guddaan integireetid sarkiyuutii (yeroo baayyee gabaabfamee IC, maayikiroochiipsii ykn salphaadhumatti chiipsii kan jedhamu) keessatti qarqabamu, kunis daayoodii, rezisterii, kaappaasiterii fi ruuqolee elektiroonikii kaan wajjin walqabachuun elektirooniik sarkiyuutii guutuu uumu. Loojiik geetin tiraanzisterii hanga naannoo digdamaa of keessaa qaba, maayikiroopirooseserii olaanaan, bara 2009tt, tiraanzisterii (MOSFET) hanga biliyoona 3 fayyadamuu danda'a. "Bara 2002tti, nama lafarra jiru tokkoo tokkoosaatiif, ijoollee, dhiira, dubartii odoo hin jedhin, tiraanzisterii miliyoona 60 hojaatame".
Tiraanzisteriin gatiinsaa xiqqaa ta'uun, salphatti jijjiramuu danda'uunsaa, fi amansiisummaansaa meeshaa bakka hunda jiru isa taasise. Meeshaalee fi maashinii too'achuu keessatti, sarkiyuutin meekatiroonikii tiraanzisteriin of keessaa qaban, meeshaalee too'annaa elektiroomekaanikaalii bakka bu'aniiru. Yeroo baayyee tajaajila too'annaa argachuuf, meeshaa too'annaa makaanikaalii saxaxuurra maayikirookontiroolerii fayyadamuun sagantaa kompitaraa barreessutuu irra salphaa fi bushoodha.
Faayidaa guddaan tiraanzisterii kan dhufu asattoon xiqqoon tarminaalii garee tokko ta'an lamatti kennamte, asattoo guddaa tarminaalii garee tokko ta'an kan biraa gidduu yaa'u too'achuu danda'uu isaati. Amalli kun humna argachuu (gain) jedhama. Kun asattoo bahaa jabaa ta'e, voolteejii ykn karantii, kan asattoo naqaa dadhabaa wajjin wal fakkaatu garuu humna guddaa qabu uumuu danda'a; kana jechuunis, akka ampilifaayeriitti tajaajiluu danda'a. Karaa biraa ammoo, tiraanzisteriin akka iswiichii elektirikiin too'atamuuttii tajaajiluun karantii sarkiyuutii keessa yaa'u dabarsuu ykn dhorkuuf tajaajiluu danda'a, yeroo akkasii guddinni karantii ruuqolee sarkiyuutii kan biraatin murteeffama.
Tiraanzisterii gosa lamatu jira, akkaatan isaan sarkiyuutii keessatti hojiirra oolanis xiqqoo garagara. Baayipoolaar tiraanzisteriin tarminaalota bu'uura (base), funaantuu (collector), fi maddisiiftuu (emmitter) jedhaman qaba. Karantii xiqqoon karaa tarminaalii bu'uuraa dhufu (kunis, kan bu'uuraa fi maddisiiftuu gidduu yaa'u) karantii guddaa tarminaalii funaantuu fi maddisiiftuu gidduu yaa'u too'achuu ykn dabarsuu/dhorkuu danda'a. Tiraanzisterii fiildi iffektiirratti (FET), tarminaalonni karra (gate), burqaa (source), fi cobsituu (drain) jedhamu, voolteejin karaa karraa dhufu karantii burqaa fi cobsituu gidduu jiru too'ata.
Suurrii karaa mirgaa jiru baayipoolaar tiraanzisterii sarkiyuutii keessa jiru agarsiisa. Karantii tarminaalii bu'uurarra jirurratti hundaa'ee, chaarjin maddisiiftuu fi funaantuu giduu yaa'a. Sababa keessa tiraanzisteriitti walqunnamtiin tarminaalii bu'uuraa fi maddisiistuu akka daayoodii semiikondaakteriitti hojjatuuf, hanga karantiin tarminaalii bu'uuraarra jirutti voolteejin bu'uuraa fi maddisiistuu giduu jiru gadi bu'a. Ammi gadi bu'iinsa voolteejii kun waan tiraanzisteriin sun irraa hojjatame irratti hundaa'a, VBE jedhames wammama.
Tiraanzisteriin yeroo baayyee akka iswiichii elektiroonikiitti tajaajila, kunis fayyadama humna-guddaa kan akka humna dhiyeessituu (power supply) fi fayyadama humna-xiqqaa kan akka loojik geetii keessatti ta'uu danda'a.
Sarkiyuutiin tiraanzisterii kan burqisiiftuu-lafaa'ee keessati, fakkeenyaaf sarkiuutii iswiichii ifaa suurarratti mul'atu, akkuma voolteejiin bu'uuraa guddachaa deemen, karantiin maddisiiftuu fi funaantuu gidduu jiru garmalee guddachaa deema. Sababa ittisni funaantuu fi maddisiiftuu gidduu jiru hirratuuf, voolteejin funaantuu gad bu'a. Yoo garaagarummaan voolteejii funaantuu fi maddisiiftuu gidduu jiru zeeroo (ykn naannoo zeeroo) ta'e, karantii funaantuu ittisa loodiitin (ampuulii ifu) fi voolteejii dhiyaaten qofa daangeffama. Kunis guuta jedhama sababinsaas karantiin maddisiiftuurraa gara funaantutti bilisumaadhan yaa'a. Yeroo guutaa kana, iswiichin sun "banaa" jedhama.
Karantii bu'uuraaf ga'aa ta'e dhiyeessuun tiraanzisterii baayipoolaarii akka iswiichiitti fayyadamuu keessatti rakkoo ijoodha. Tiraanzisteriin karantii guddisuuf gargaara, karantii guddaa funaantuurra jiru karantii xiqqoo tarminaalii bu'urarra jiruun too'achuu dandeessisa. Reeshiyoon karantiiwwan kana lamaanii akaakuu tiraanzisterii irratti hundaa'ee gara gara, akaakudhuma tokkoofuu, karantii funaanturra jirurratti hundaa'ee gara gara. Sarkiyuutii ifaa akka fakkeenyatti kenname keessatti, rezisteriin karantii tarminaalii bu'uuraa ga'aa ta'e dhiyeessee akka tiraanzisteriin sun guutu godhutu filatame.
Sarkiyuutii akka iswiichitti tajaajilu keessatti, gatiin voolteejii naqaa akka bahi guutammaan darbu ykn guutummaan hin darbine godhuuf filatama. Tiraanzisteriin akkasii akka iswiichiitti tajaajila, tajaajilli akkasii kun sarkiyuutii dijitaalaa, kan gatiin "banaa" ykn "dhaamaa" qofti barbaaddamu keessatti baayyee tajaajilarra oola.
The common-emitter amplifier is designed so that a small change in voltage (Vin) changes the small current through the base of the transistor; the transistor's current amplification combined with the properties of the circuit mean that small swings in Vin produce large changes in Vout.
Various configurations of single transistor amplifier are possible, with some providing current gain, some voltage gain, and some both.
From mobile phones to televisions, vast numbers of products include amplifiers for sound reproduction, radio transmission, and signal processing. The first discrete-transistor audio amplifiers barely supplied a few hundred milliwatts, but power and audio fidelity gradually increased as better transistors became available and amplifier architecture evolved.
Modern transistor audio amplifiers of up to a few hundred watts are common and relatively inexpensive.