Transistör

Merhaba arkadaşlar, bu yazımızda Transistör konusundan bahsedeceğiz. Biliyorsunuz ki, tam 75 yıl önce resmen çığır açan bir buluş yaptılar: Transistör.

Bu küçük elektronik bileşen, günlük yaşamımızı ve teknolojimizi bugüne kadar şekillendirdi ve halen de şekillendirmeye devam ediyor. Düşününüz ki transistörler yok, neler olmazdı? Transistör olmadan PC’ler, dizüstü bilgisayarlar veya cep telefonları, internet ve mikro işlemcili diğer elektronik cihazlar olmazdı. Cep hesap makinesi gücüne sahip bilgisayarlar, halen koca bir oda büyüklüğünde olacaktı. Nasıl?

Günümüzde her elektronik bileşen, entegre devre ve mikroçipler transistör içermektedir. Tüm dijital teknolojiyi karakterize eden sıfırları ve birleri yalnızca onlar yaratır. Aynı zamanda, bu küçük yarı iletken bileşenler amplifikatörler olarak çalışır ve örneğin radar veya radyo sinyalleri üretirken, hoparlörlerde, mikrofonlarda ve ekranlarda veya AC voltajı DC voltajına dönüştürürken modern elektroniğin sayısız diğer temel fonksiyonlarını üstlenir.

Transistörler bulunmadan önce, bu görevler için röle şeklindeki mekanik anahtarlar kullanılıyordu, ancak bunlar yalnızca bir durumdan diğerine nispeten yavaş atlayabiliyorlardı. Ya da 1904’te icat edilen vakum tüpleri kullanıldı. Üç elektrotun çıkıntı yaptığı cam, çelik veya seramikten yapılmış, içi boşaltılmış, uzunlamasına bir kaptan oluşurlar. Üçüncü elektrot tarafından üretilen elektrik alanı, akımın diğer iki elektrot arasında akıp akamayacağını belirler.

Bu, vakum tüpünü elektrikle kontrol edilebilen bir anahtar ve amplifikatöre dönüştürür. Bu tür vakum tüpleri, diğer şeylerin yanı sıra, ilk radyolarda, büyük tüplü televizyonlarda ve ayrıca ilk bilgisayarlarda bulundu. Ancak bileşenler hantaldı, kusurlara eğilimliydi ve daha fazla küçültülemezdi. Bu nedenle bilim adamları, özellikle 1930’larda ve 1940’larda, tüpleri daha küçük, daha sağlam bileşenlerle değiştirmenin bir yolunu yoğun bir şekilde aradılar.

Anahtar olarak yarı iletkenler?
Yarı iletkenler giderek daha fazla odak noktasına geliyor. Silisyum, germanyum veya galyum arsenit veya bakır sülfür gibi bileşikler dahil olmak üzere bu tür malzemeler sıcaklığa, enerji kaynağına ve yönelime bağlı olarak bazen elektriği iletirken bazen iletmez. Yarı iletkenler özellikle ilgi çekicidir çünkü aynı zamanda anahtarlar ve amplifikatörler olarak da işlev görebilirler. Malzemeye özel olarak belirli yabancı atomlar eklenirse, katkılanır, fazla negatif yüklü elektron içeren katmanlar veya pozitif yüklü “delikler” üretilebilir.

Şimdi farklı katkılı yarı iletken katmanları birbiriyle birleştirirseniz, bu kristalden geçen akımı elektriksel olarak kontrol edebilirsiniz – o zaman her şey bir transistör olur. Bir vakum tüpünde olduğu gibi, bir kontrol elektrodundaki akım, diğer ikisi arasında bir akımın akıp akmadığını ve ne kadar güçlü olduğunu düzenler.

Ancak sorun, 1940’larda böyle bir transistörün nasıl inşa edilmesi gerektiğinin henüz bilinmemesiydi. Ayrıca, germanyum ve silikon gibi yarı iletkenler henüz gerekli saflıkta ve katkılamada üretilemediğinden, birçok erken girişim başarısız oldu. İlk denemelerde, kontrol elektrodunun düzenleyici elektrik alanı yarı iletkenin içine yeterince girmedi. Sonuç olarak, akım akışı için “taşkın kapısı” düzgün çalışmadı.

İlk Transistör
16 Aralık 1947’de, New Jersey’deki Bell Laboratuarlarından iki fizikçi nihayet bir atılım gerçekleştirdi: John Bardeen ve Walter Brattain, çalışan ilk transistörü yaptılar. Bu, üzerinde bir germanyum kristalinin bulunduğu bir taban olarak metal bir plakadan oluşuyordu. Bu yarı iletken kristalin çoğu fazla elektron içeriyordu – n katkılıydı. Yalnızca ince, p-katkılı bir yüzey tabakasında aşırı pozitif yük vardı.

Bunun üzerine kritik bileşen geldi: Brattain ve Bardeen, bir yaya bağlı üçgen bir plastik takoz yaptılar ve bunu altın varakla kapladılar. İletken altın folyoyu takozun ucunda çizerek birbirine yakın iki temas noktası oluşturdular. Bunlar artık her biri iletken metal taban ve elektrotu ile bir devre oluşturan iki elektrot olarak kullanılabilir.

İki fizikçi altın ucun -yayıcının- bir tarafına akım uyguladığında, bu uçtan transistörün metal tabanına zayıf bir akım akıyordu. Ancak aynı zamanda bu, ikinci devredeki akım akışını değiştirdi ve bu, ilk altın elektrota ne kadar akım uyguladıklarına bağlıydı. Umulduğu gibi, cihaz böylece kontrol edilebilir bir anahtar ve ayrıca giriş sinyalini bin kat artıran bir amplifikatör görevi gördü.

Tip Transistörden Bilgisayar Çağına
Brattain ve Bardeen bunu başarmıştı: ilk işlevsel ve etkili transistörü inşa etmişlerdi. Sonunda eski, hantal vakum tüplerinin yerini alabilecek yarı iletkenlere dayalı minyatürleştirilebilir bir bileşen inşa etmek mümkün oldu. 30 Haziran 1948’de iki fizikçi, buluşlarını – uç transistörü – ilk kez bir Ball Labs basın toplantısında halka sundu.

İlk tip transistörler 1951 gibi erken bir tarihte seri üretildi ve telefon anahtarlama cihazlarına, işitme cihazlarına, osilatörlere ve hatta ilk deneysel televizyon alıcılarına yerleştirildi. 1953 yılına kadar bu cihazlar en hızlı anahtarlama transistörleri olarak kaldı. Brattain ve Bardeen, 1956’da Fizik Nobel Ödülü’nü aldı.

Ancak o zamandan beri transistörler çok yol kat etti. Bipolar transistör ve alan etkili transistör gibi yeni tasarımlar onları daha güçlü hale getirdi ve seri üretimini, minyatürleştirilmesini ve entegre devrelere dahil edilmesini kolaylaştırdı. Günümüzün transistörleri germanyum yerine yarı iletken silikondan yapılmıştır. Ancak bu gelişme ve onunla birlikte tüm bilgisayar çağı, Bardeen ve Brattain’in ilk kez 75 yıl önce test ettikleri transistörde başladı.

0 0 votes
Article Rating
Subscribe
Bildir
guest

0 Yorum
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x