トランジスタ

トランジスタ（）とは、電子回路において、信号を増幅またはスイッチングすることができる半導体素子である。
1940年代末に実用化されると、真空管に代わってエレクトロニクスの主役となった。論理回路を構成するための電子部品としては最も普及しており、集積回路（IC）の多くは微細なトランジスタの集合体である。1965年にムーアの法則で予言された通り、CPUやMPUに内蔵されているトランジスタの数は増え続け、今ではひとつのチップに700億個以上のトランジスタが搭載されている製品もある。CPUやMPUは、それらの膨大な数のトランジスタが高速でスイッチングを行うことで動作しており、スマートフォンやパソコン、コンピュータネットワーク、テレビ、自動車などのあらゆる機器や装置の動作においてトランジスタが関与している。なお、この名称は（伝達）と（抵抗）を組み合わせたかばん語であり、ジョン・R・ピアースによって1948年に名づけられたものである。
歴史.
一般には実用化につながった1947-1948年の、ベル研究所による発見および発明がトランジスタの始祖とされる。しかし、それ以前に増幅作用を持つ固体素子についての考察がよく知られているものでも何件かある。1925年、ユダヤ人物理学者ユリウス・エドガー・リリエンフェルトが、現在の電界効果トランジスタ (FET) に近い発明の特許をカナダで出願した。1934年にはドイツの発明家オスカー・ハイルが同様のデバイスについて特許を取得している。
1947年、ベル研究所の理論物理学者ジョン・バーディーンと実験物理学者ウォルター・ブラッテンは、半導体の表面における電子的性質の研究の過程で、高純度のゲルマニウム単結晶に、きわめて近づけて立てた2本の針の片方に電流を流すと、もう片方に大きな電流が流れるという現象を発見した。最初のトランジスタである点接触型トランジスタの発見である。固体物理学部門のリーダーだったウィリアム・ショックレーは、この現象を増幅に利用できる可能性に気づき、その後数か月間に大いに研究した。この研究は、固体による増幅素子の発明として、1948年6月30日に3人の連名で発表された。この3人は、この功績により、1956年のノーベル物理学賞を受賞している。 という用語はジョン・R・ピアースが考案した。物理学者で歴史家のによれば、ベル研究所の特許に関する公式文書には、ショックレーらが、前述のリリアンフェルトの特許に基づいて動作するデバイスを作ったことが書かれているが、それについて後の論文や文書は全く言及していないという。
点接触型トランジスタは、その構造上、機械的に安定した動作が難しい。機械的に安定した接合型トランジスタは、「3人」のうち最初の発見の場に立ち会うことができなかったショックレーが発明した。シリコンを使った最初のトランジスタは、1954年にテキサス・インスツルメンツが開発した。これを成し遂げたのは、高純度の結晶成長の専門家ゴードン・ティールで、彼は以前ベル研究所に勤務していた。
日本でも、官民で研究や試作が行われた。最初の量産は、1954年頃に東京通信工業（現ソニー）が開始し、翌1955年に同社から日本初のトランジスタラジオ「TR-55」が商品化された。その後相次いで大手電機メーカーも量産を開始し、1958年あたりには主要な電機メーカーからトランジスタラジオが商品化される。このとき東京通信工業の主任研究員であった江崎玲於奈はトランジスタの不良品解析の過程で、固体におけるトンネル効果を実証する現象を発見・それを応用したエサキダイオードを発明し、1973年にノーベル物理学賞を受賞している（この段落の内容に関する詳細はトランジスタラジオ#日本における歴史を参照）。
世界初のMOSトランジスタは、1960年にベル研究所のカーングとアタラが製造に成功した。
1960年代に入ると、生産歩留まりが上がってコストが下がったことや、真空管でしか扱えなかったテレビやFM放送 (VHF) のような高い周波数でも使えるようになったため、各社から小型トランジスタラジオやトランジスタテレビが発表される。材料が当初のゲルマニウムから現在の主流となっているシリコンに代わり、さらに高い電力やUHFでの使用が可能になる1970年までには、家庭用テレビやラジオから増幅素子としての真空管は姿を消していった。
その後、複数のトランジスタや周辺素子を1つのパッケージに集積させた集積回路が発明され、集積度を高めて、LSI（大規模集積回路）へと発展した。
動作の原理.
トランジスタは、P型及びN型半導体の性質を利用している。
ここではNPN接合（端子は順にエミッタ、ベース、コレクタ）のバイポーラトランジスタ（後述）を例にとり説明する。
1960年代までの初期に多用されたPNP型のトランジスタの場合では、電源の極性（電流の向き）を逆（エミッタを (+)、コレクタ・ベースを (-)）にして、電子と正孔を入れ替えれば、同様の働きを行う。
形名（型番）.
日本における半導体素子の形名（型番）は、JEITA（社団法人 電子情報技術産業協会）の規格ED-4001A「個別半導体デバイスの形名」（1993年制定、2005年改正）に基づいて、形名と規格がJEITAに登録されている。それ以前はJIS C 7012:1982（1993年廃止）で以下のようにルール付けられていた（ED-4001Aとは細部において相違がある）。
（xxxは11から始まる番号）
バイポーラトランジスタと電界効果型トランジスタの大半は、このルールに基づいて命名されている。当該JIS規格はすでに廃止されているが、今日でも通称としてJIS形名またはEIAJ（JEITAの前身組織の日本電子機械工業会の略称）形名と呼ばれる。
ここで、高周波用と低周波用を区別する基準は特に定められておらず、メーカーの任意である。
添え字.
改良型は番号の後にアルファベットを付けて示す。
付帯形名.
同じ型番でも直流電流増幅率 (hFE) や信頼性などで選別を行い、型番の末尾にそれらを識別する文字（付帯形名）が付けられていることがある。
例えば、かつて東芝が製造していた2SC1815という製品の場合、色名に由来する略記号を使って次のように示されていた。
（この東芝が使っている略記号の色名は、カラーマークに由来するもので、金属パッケージの時代には実際にその色のドットが付いていた。これは共通のものではなく、もっぱらメーカー毎に全く異なる標示法となっている。同一メーカーでも品種によって異なることもある）