Shpikja dhe Përdorimet e Tranzistorit
Tranzistori është një njësi elektronike që përdoret masivisht për përforcimin apo kyçjen/shkyçjen e sinjaleve dhe rrymës elektrike. Ndërtohet kryesisht me materiale gjysmëpërcjellës në formën e tri skajeve me të cilat lidhet në qarqet elektrike apo elektronike. Aplikimi i një tension elektrik në dy prej skajeve të tranzistorit bën të mundur kontrollin e rrymës elektrike që kalon në skajin tjetër. Kjo veti e rëndësishme ka bërë që tranzistori të përdoret masivisht si përforcues dhe sidomos si çelës. Qarqet e integruara që përdoren në pajisjet kompjuterike kanë të paketuar në brendësi të tyre miliona tranzistorë.
Shpikësit e tranzistorit konsiderohen Xhon Bardin, Uilliam Shokli dhe Uolter Brëtein (figura më sipër) teksa punonin në laboratorët Bell në fund të vitit 1947. Nga eksperimentet e tyre u vu re se kur dy pika kontakti prej ari bashkoheshin me një kristal germaniumi (element kimik me veti gjysmëpërcjellëse dhe simbol Ge), gjenerohej një sinjal elektrik dalës me fuqi më të lartë se sinjali hyrës. Kjo nuk ishte gjë tjetër veçse shpikja e tranzistorit me pikë kontakti. Autorët panë një potencial të madh te tranzistori dhe u thelluan më tej në studimin e vetive të gjysmëpërcjellësve. Emërtimi tranzistor u propozua nga Xhon R. Pirs, një koleg i tyre. Bardin, Shokli dhe Brëtein u vlerësuan me çmimin Nobel në fizikë në vitin 1956.
Pak kohë më vonë, në qershor të vitit 1948, Shokli ideoi tranzistorin BJT (Bipolar Junction Tranzistor – Tranzistor me Bashkim Bipolar) i cili nisi të prodhohej dy vite më vonë. Tranzistori BJT u ndërtua fillimisht si bashkim i dy diodave. Sipas llojit të bashkimeve, u krijuan dy tipe BJT-shë: p-n-p dhe n-p-n. Tri skajet e këtij tranzistori janë emetuesi, baza dhe kolektori (skema në figurën më poshtë). Tranzistori i parë i frekuencave të larta u prodhua në vitin 1953 dhe mund të punonte me një frekuencë maksimal prej 60 MHz. Përdorimi kryesor i tranzistorëve të tillë në vitet 50 ishte në thjeshtimin e qarqeve të radiove, pra për prodhimin e radiove me tranzistorë të cilat ishin më të vogla dhe lehtësisht të mbartshme. Transiztori BJT nisi t’i zëvendësojë plotësisht tubat e vakuumit në të gjitha përdorimet për shkak të avantazheve të shumta që ofronte si:
- Përmasat shumë të vogla dhe pesha e lehtë, çka reduktonte madhësinë e pajisjeve ku përdorej.
- Konsum më i ulët i energjisë elektrike.
- Tensioni i ulët i punës bëri të mundur që tranzistori të përdorej edhe në pajisje të ushqyera me bateri të vogla.
- Ndjeshmëria e ulët ndaj lëkundjeve apo goditjeve mekanike (tubat apo llambat e vakuumit thyheshin shpesh) çka rriti jetëgjatësinë e përdorimit.
Të gjithë tranzistorët e kësaj periudhe përdornin germaniumin si elementin kryesor gjysmëpërcjellës. Tranzistori i parë me silic u prodhua nga Moris Tanenbaum te laboratorët Bell në janar të vitit 1954. Materiali gjysmëpërcjellës i silicit rezultoi me një avantazh shumë të madh: oksidi i silicit me veti të mira izoluese mund të përdorej për të veshur një pllakë silici duke shmangur pengesën e gjendjeve të sipërfaqes (gjendje elektronike të atomeve të sipërfaqes së materialit) dhe duke lejuar përcjelljen e elektricitetit në pllakën e silicit. Ky zbulim i inxhinierit Mohamed Atalla çoi në proçesin e ndërtimit të tranzistorëve MOS (Metal-Oxide-Semiconductor) dhe më tej në ndërtimin e tranzistorëve të parë me efekt fushe të njohur si MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Tranzistor). Tranzistorët MOSFET ishin të parët me një kompaktësi aq të lartë sa të që mund të prodhoheshin në masë për përdorime të shumëllojshme. Dendësia më e lartë dhe konsumi më i ulët i elektriciteti bëri që tranzistorët MOSFET t’i zëvendësonin transiztorët BJT në shumë përdorime. Pas pak vitesh u arrit ndërtimi i qarqeve të integruara, pjesë elektronike të vogla me mbi 10000 tranzistorë në brendësi.
Përdorimi mjaft i gjerë, veçanërisht në teknologjinë e informacionit dhe komunikimit e bëri tranzistorin një nga shpikjet më të rëndësishme të shekullit të XX. Në rolin e tij si përforcues, tranzistori gjendet i përdorur masivisht në aparate televizivë, pajisje të përpunimit të sinjaleve, pajisje radiotransmetimi etj. Në rolin si çelës gjendet më i përdorur tranzistori i tipit MOSFET i cili konsiderohet si tipi më i rëndësishëm i tranzistorëve. Kjo për shkak të fabrikimit në masë, përmasave jashtëzakonisht të vogla, kostos shumë të ulët dhe konsumit shumë të vogël energjetik. Tranzistori MOSFET fabrikohet i paketuar në qarqe të integruar apo mikroqarqe dhe shërben si bazë e elementeve thelbësore të elektronikës digjitale. Një portë logjike mund të përmbajë afërsisht 20 tranzistorë ndërsa një mikroprocesor kompjuteri mund të jetë i ndërtuar nga disa miliardë të tillë. Tranzistori MOSFET përbën pra “qelizën” apo “atomin” e të gjithë qarqeve në pajisjet digjitale si kompjutera apo telefona të mençur. Për këtë arsye, tranzistorët MOSFET çelën epokën digjitale në të cilën jetojmë sot.
