Tranzistor

Osnovni gradnik digitalnih elektronskih vezij je tranzistor (ang. transistor). Tranzistor je elektronsko stikalo, ki ga upravlja električni signal – ko pride signal na vhod, tranzistor omogoči ali onemogoči pretok elektrike skozi sebe. Pred iznajdbo tranzistorja so za stikalo uporabljali mehansko stikalo, električni rele in elektronko. Prednosti tranzistorja so njegove majhne dimenzije, hitrost, tihost, majhna poraba električnega toka in možnost integracije velikega števila tranzistorjev na majhnem prostoru.

Tranzistor je izdelan iz polprevodnih materialov (silicij, germanij) z dodatki (galij, arzen, indij in druge snovi).

Tranzistorje na splošno razvrščamo v dve kategoriji: bipolarni spojni tranzistor (ang. bipolar junction transistor – BJT) in tranzistor z učinkom polja (ang. field-effect tranzistor – FET).

Koncept tranzistorja z učinkom polja je leta 1925 predlagal Julius Edgar Lilienfeld. John Bardeen, Walter Brattain in William Shockley so v Bell Labs leta 1947 izumili prvi delujoči tranzistor. Shockley je leta 1948 predstavil izboljšan bipolarni spojni tranzistor, ki so ga začeli proizvajati v zgodnjih petdesetih letih 20. stoletja, kar je vodilo v široko uporabo tranzistorjev.

MOSFET (ang. metal-oxide-semiconductor field-effect tranzistor), znan tudi kot tranzistor MOS, sta izumila Mohamed Atalla in Dawon Kahng v Bell Labs leta 1959.


Tranzistorji MOSFET so zaradi svoje nizke porabe energije postali najbolj razširjena elektronska komponenta v zgodovini.


Od leve proti desni: fizična, konstrukcijska in simbolna predstavitev tranzistorja (pnp-tipa).

Velika omejitev v začetnega obdobja sta bili hitrost in velika občutljivost na statične razelektritve. Današnja vezja s tranzistorji MOS imajo izboljšano odpornost na opisane motnje in izboljšano hitrost in predvsem – dosti nižjo porabo energije za delovanje.

Če združimo dva MOSFET tranzistorja v komplementarni par (ang. CMOS – Complementary MOS), dobimo še znatno izboljšane stikalne lastnosti, predvsem izjemno nizko porabo električnega toka. Komplementarni par MOS tranzistorjev je zgrajen iz dveh tranzistorjev različnih tipov (pnp in npn), ki imata kanala povezana zaporedno (glej sliko spodaj) krmiljena pa sta nasprotno.