ട്രാൻസിസ്റ്റർ

ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടുകളടക്കമുള്ള, ഇലക്ട്രോണിക്സിലെ‍ മിക്കവാറും സർക്യൂട്ടുകളിലും സിഗ്നലുകളുടെ ഉച്ചത വർദ്ധിപ്പിക്കുവാനും സ്വിച്ച് ആയി പ്രവർത്തിക്കുവാനുമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു അർദ്ധചാലക ഉപാധിയാണ്‌ ട്രാൻസിസ്റ്റർ. അർദ്ധചാലകങ്ങൾക്കൊണ്ട് നിർമ്മിക്കപ്പെട്ടവയാണ്‌ ഇവ, പുറത്തേക്ക് കുറഞ്ഞത് മൂന്ന് പിന്നുകൾകളെങ്കിലും ഇവയ്ക്കുണ്ടായിരിക്കും. ഇതിൽ ഒരു ജോഡി പിന്നുകൾക്കിടയിൽ വോൾട്ടത (voltage) അല്ലെങ്കിൽ വൈദ്യുതപ്രവാഹം (current) പ്രയോഗിക്കുമ്പോൾ മറ്റൊരു ജോഡി പിന്നുകൾകിടയിലെ വൈദ്യുതപ്രവാഹത്തിന്‌ മാറ്റം സംഭവിക്കുന്നു. നിയന്ത്രിക്കപ്പെടുന്ന പ്രവാഹത്തിന്‌ നിയന്ത്രിക്കുന്ന പ്രവാഹത്തേക്കാൾ കൂടുതൽ അളവ് കൈവരിക്കാമെന്നതിനാൽ ഇതിനെ സിഗ്നലുകളുടെ ഉച്ചത വർദ്ധിപ്പിക്കുവാൻ ഉപയോഗ്യമാക്കുന്നു. ഇന്നത്തെ ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങളുടെ അടിസ്ഥാന ഘടകമാണ്‌ ട്രാൻസിസ്റ്റർ, റേഡിയോ, ടെലഫോൺ‍, കം‌പ്യൂട്ടർ തുടങ്ങി അനേകം ഉപകരണങ്ങളിൽ ഇതുപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു. ആദ്യകാലത്ത് ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ ഒറ്റയായ അവസ്ഥയിൽ നിർമ്മിക്കപ്പെടുകയും ട്രാൻസിസ്റ്റർ എന്ന ഉപാധിയായി നമുക്കു കമ്പോളത്തിൽ ലഭിക്കുമായിരുന്നു. എന്നാൽ ഇന്നു നിർമ്മിക്കപ്പെടുന്ന ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളിൽ ഭൂരിഭാഗവും ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടുകളിലാണ്‌ കാണപ്പെടുന്നത്.

വ്യത്യസ്ത തരം ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ.

ട്രാൻസിസ്റ്റർ എന്നു സാധാരണഗതിയിൽ വിവക്ഷിക്കുന്നത് 'ബൈപോളാർ ജംഗ്ഷൻ ട്രാൻസിസ്റ്റർ' എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഉപാധിയാണ്‌. എന്നാൽ 'ഫെറ്റ്', 'മോസ്ഫെറ്റ്', 'ഐ ജി ബി റ്റി' തുടങ്ങിയ ഉപാധികളും അവയുടെ ഉപവിഭാഗങ്ങളും അടങ്ങുന്ന ബൃഹത് കുടുംബമാണ്‌ ട്രാൻസിസ്റ്റർ.

ചരിത്രം

പ്രവർത്തനക്ഷമമായ ആദ്യത്തെ ട്രാൻസിസ്റ്ററിന്റെ രൂപം.

ഫീൽഡ് എഫക്ട് ട്രാൻസിസ്റ്ററിന് വേണ്ടിയുള്ള ആദ്യത്തെ പേറ്റന്റ്^[1] ആസ്ട്രിയൻ-ഹംഗറിയൻ ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായിരുന്ന ജൂലിയസ് എഡ്ഗർ ലിലീൻഫെൽഡിന്റെ പേരിൽ 1925 ഒക്ടോബർ 22 ൽ കാനഡയിൽ രേഖപ്പെടുത്തപ്പെട്ടു. 1934 ൽ ജർമ്മൻ ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ ഡോ.ഓസ്കാർ ഹെയ്‌ലിന് മറ്റൊരു ഫീൽഡ്-എഫക്ട് ട്രാൻസിസ്റ്ററിന്റെ പേറ്റന്റ് ലഭിക്കുകയുണ്ടായി. 1947 നവംബർ 17 ന്‌ ജോൺ ബർഡീനും വാൾട്ടർ ബ്രാട്ടെയ്നും ജെമേനിയത്തിന്റെ പരലിൽ വൈദ്യുതിപ്രവഹിപ്പിച്ചപ്പോൾ നിക്ഷേപ (input) ഊർജ്ജത്തേക്കാൾ കൂടുതൽ ഉല്പന്ന (output) ഊർജ്ജം പ്രവഹിക്കുന്നതായി കണ്ടെത്തി. വില്യം ഷോക്ക്‌ലി ഈ മേഖലയിൽ മാസങ്ങളോളം ഗവേഷണത്തിലേർപ്പെടുകയും അർദ്ധചാലകങ്ങളെ സംബന്ധിച്ച കൂടുതൽ അറിവുകൾ കണ്ടെത്തുകയും ചെയ്തു, അതിനാൽ ഇദ്ദേഹത്തെ ട്രാൻസിസ്റ്ററിന്റെ പിതാവ് എന്നു പറയപ്പെടുന്നു.

ടെക്സാസ് ഇൻസ്ട്രുമെന്റ്സ് എന്ന കമ്പനിയാണ്‌ 1954 ഇൽ ആദ്യമായി ട്രാൻസിസ്റ്റർ നിർമ്മിച്ചത്. പരലുകളുടെ ശുദ്ധീകരണത്തിൽ വിദഗ്ദ്ധനായ ഗോർഡൻ റ്റീൽ എന്ന വ്യക്തിയായിരുന്നു ഇതിനു പിന്നിൽ.

പ്രാധാന്യം

ഇരുപതാം നൂറ്റാണ്ടിൽ നടന്ന വളരെ വലിയ ഒരു കണ്ടുപിടിത്തമായി ട്രാൻസിസ്റ്ററിന്റെ കണ്ടുപിടിത്തം കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു, ചിലപ്പോൾ ഏറ്റവും വലിയ കണ്ടുപിടിത്തമായും കരുതപ്പെടുന്നു. ഇപ്പോൾ ലഭ്യമായ മിക്കവാറും ഇലക്ട്രോണിക്സ് ഉപകരണങ്ങളുടേയും അടിസ്ഥാനം ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളാണ്‌. യന്ത്രവൽകൃത മാർഗ്ഗത്തിലൂടെ വലിയ അളവിലും ചുരുങ്ങിയ ചിലവിലുമുള്ള ഇതിന്റെ ഉല്പാദനം ഇന്നത്തെ കാലത്ത് വളരെ പ്രാധാന്യമുള്ളതാണ്‌.

വിവിധ കമ്പനികൾ വർഷം തോറും ബില്ല്യൺ കണക്കിന്‌ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ തനത് ഉപാധികളായി നിർമ്മിക്കപ്പെടുന്നുണ്ട്. പക്ഷേ സിംഹഭാഗവും ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടുകൾക്കുള്ളിലുള്ള രൂപത്തിൽ ഡയോഡുകൾ, റെസിസ്റ്ററുകൾ, കപ്പാസിറ്ററുകൾ എന്നിവയോടുകൂടിയ നിലയിലാണ്‌ നിർമ്മിക്കപ്പെടുന്നത്. ഡിജിറ്റൽ ഇലക്ട്രോണിക്സിന്റെ അടിസ്ഥാനശിലകളായ ലോജിക് ഗേറ്റുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നത് ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ ഒരു പരിപഥത്തിൽ കൂട്ടിയിണക്കിക്കൊണ്ടാണ്‌. ഒരു ലോജിക്ക് ഗേറ്റിൽ ഇരുപത് ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ ഉണ്ടായിരിക്കും, അതേസമയം 2010 ലെ സാങ്കേതികവിദ്യയനുസരിച്ച് ഉന്നതതല മൈക്രോപ്രൊസസ്സറിൽ 2.3 ബില്ല്യൺ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ (MOSFET) ഉണ്ടായിരിക്കും. "2002 ൽ ലോകത്തിലെ ഒരോ വ്യക്തിക്കും 60 മില്ല്യൺ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ എന്ന നിരക്കിൽ നിർമ്മിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു".

യന്ത്രങ്ങളിലും മറ്റും ഇലക്ട്രോമെക്കാനിക്കൽ ഭാഗങ്ങളെ ട്രാൻസിസ്റ്റർ ഉപയോഗിച്ചുള്ള സർക്യൂട്ടുകൾ പുറംതള്ളിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നു. മെക്കാനിക്കൽ ഭാഗങ്ങളുപയോഗിച്ചുള്ള നിയന്ത്രിത സം‌വിധാനങ്ങളേക്കാൾ ലളിതവും എളുപ്പവുമാണ്‌ മൈക്രോകൺട്രോളർ ഉപയോഗിക്കുകയും അതിൽ ഒരു കം‌പ്യൂട്ടർ പ്രോഗ്രാം സന്നിവേശിപ്പിക്കുന്നതും.

പ്രവർത്തന രീതി - ചുരുക്കത്തിൽ

ഏതെങ്കിലും രണ്ടു പിന്നുകൾക്കിടയിൽ കൊടുക്കുന്ന ദുർബ്ബലമായ ഒരു സിഗ്നൽ മറ്റു രണ്ടു പിന്നുകൾക്കിടയിലെ താരതമ്യേന വലിയ സിഗ്നലിനെ നിയന്ത്രിക്കുന്നു എന്ന പ്രതിഭാസമാണ്‌ ട്രാൻസിസ്റ്ററിന്റെ പ്രവർത്തനത്തിന്റെ അടിസ്ഥാന തത്ത്വം. ട്രാൻസിസ്റ്ററിന്റെ ഈ പ്രത്യേകതയാണ്‌ ഗെയിൻ എന്ന് അറിയപ്പെടുന്നത്. ചുരുക്കിപ്പറഞ്ഞാൽ ട്രാൻസിസ്റ്റർ ഒരു ആംപ്ലിഫയർ ആയി പ്രവർത്തിക്കുന്നു. ഇതേ രീതിയിൽ ഇൻപുട്ട് സിഗ്നലിന്റെ ഉച്ചതയുടെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ ഔട്ട്പുട്ട് വൈദ്യുത പ്രവാഹതീവ്രത നിയന്ത്രിക്കാൻ കഴിയുമെന്നതിനാൽ ഒരു ഇലക്ട്രോണിക് നിയന്ത്രിത സ്വിച്ച് ആയും ഇത് പ്രവർത്തിക്കുന്നു.

അവലംബം

1. US 1745175 Julius Edgar Lilienfeld: "Method and apparatus for controlling electric current" first filed in Canada on 22.10.1925, describing a device similar to a MESFET