ترانزیستورها یک دستگاه نیمه هادی با سه پایانه الکتریکی می باشند. یکی از این پایانه ها برای کنترل ولتاژ یا جریان دو پایانه دیگر است. ترانزیستورهادر درجه اول برای تقویتسیگنال های الکتریکییادر عملبه عنوانسوئیچ ها درمدارهای الکترونیکی استفاده می شوند. ترانزیستورهارا می توانتقریبا در هرقطعه از تجهیزاتالکترونیکیمدرنیافت.
اشکال ترانزیستور از دو مدار جداگانه تشکیل شده که هر دو ، یک منبع قدرت الکتریکی دارند. خواص الکتریکی ترانزیستور ها به گونه ای است که یک تغییر کوچک در ولتاژ یا جریان یکی از مدارهای سازنده آن می تواند تغییری بزرگ در ولتاژ یا جریان مدار دیگر بوجود آورد. هنگامی که یک ترانزیستور به عنوان یک دستگاه آنالوگ استفاده می شود، تغییر در مدار دوم متناسب با تغییر درمدار اول است، هنگامی که یک ترانزیستور به عنوان یک مدار دیجیتال استفاده می شود، مدار اول اساسا به عنوان یک سوئیچ برای روشن و خاموش کردن مدار دوم، عمل می کند.
ترانزیستور اتصال دوقطبی شامل سه لایه نیمه هادی می باشد. ترانزیستورnpn از یک لایه نازک از نیمه هادی نوع p در میان دو لایه از نیمه هادی نوع n تشکیل شده است. ترانزیستور pnp از یک لایه نازک از ماده نوع n در میان دو ماده نوع p تشکیل شده است. بهره برداری از هر دو نوع از نظر مفهومی یکسان است. پس در اینجا عملا نوع npn مورد بحث می باشد.
در ترانزیستور npn به یکی از ناحیه های نوع n ، امیتر، و به دیگری کلکتور می گویند. ناحیه نوع p پایه نامیده می شود. پایانه ها به گونه ای به منبع قدرتDC متصل شده اند که بیس، ولتاژ بیشتری را نسبت به امیتر حفظ کرده است و همچنین کلکتور هم ولتاژ بیشتری را نسبت به بیس نگه داشته است. به این ترتیب یک جریان به آسانی از امیتر به بیس شار می شود)محل اتصال PN در میان آن ها بایاس مستقیم است، اما جریانی میان بیس و کلکتور برقرار نیست )محل اتصال PN میان آن ها بایاس معکوس است). در جریانی که میان امیتر و بیس جاری است، الکترون های آزاد از امیتر وارد بیس می شوند. به این علت که جمع کننده ولتاژ بیشتری را نسبت به بیس حفظ می کند، این الکترون ها به آسانی از بیس به سمت جمع کننده جذب می شوند. بیس به گونه ای ساخته شده است که بسیار نازک و دارای غلظت کمتری از حفره ها باشد بطوری که بسیاری از الکترون های آزادی که از سمت امیتر وارد این پایه می شوند به سمت کلکتور بروند.
بدین ترتیب یک جریان کوچک در مدار خارجی که در آن امیتر و بیس با هم در ارتباط هستند، منجر به یک جریان بزرگ تر در مدار می شود که در آن کلکتور و امیتر در ارتباط هستند.
بهره برداری از اتصال ترانزیستور دوقطبی معمولاشامل کنترل جریان در مدار امیتر – کلکتور با تغییر مقداری که در مدار امیتر – بیس جریان دارد، می شود. سیگنال های ضعیف ورودی که به مدار امیتر – بیس اعمال می شوند، تقویت شده و تولید سیگنال های خروجی بسیار قوی تر در مدار امیتر – کلکتور می کنند.
در ترانزیستور های اثر میدانی، جریان خروجی توسط یک میدان الکتریکی کنترل می شود که به وسیله تغییر ولتاژ یکی از پایانه های ترانزیستور تغییر می کند. ترانزیستور اثر میدانی نیاز به جریان ورودی بسیار کمتری از یک ترانزیستور اتصال دوقطبی دارد.
دو نوع عمده از ترانزیستور های اثر میدانی وجود دارند: اتصال دروازه ای ترانزیستور اثر میدانی، نیمه هادی اکسید فلزی ترانزیستور اثر میدانی (MOSFET ). امروزه ترانزیستور های MOSFET به طور گسترده استفاده می شوند.
بهره برداری ازMOSFETهای معمولی را می توان با کمک ترانزیستور تصویر اثر میدان توضیح داد. سه پایانه ساخته شده از فلز را، منبع، گیت و خروجی می نامند. منبع و گیت به دو ناحیه جداگانه از نیمه هادی نوع n متصل می شوند. دو ناحیه نوع n توسط یک نیمه هادی نوع p جدا شده اند. در امتداد یک طرف از ناحیه نوع p یک لایه نازک از دی اکسید سیلیکون وجود دارد. این لایه به عنوان پشتیبانی برای پایانه گیت به کار می رود.
در این نوع MOSFET، جریان نمی تواند به طور معمول بین منبع و گیت به دلیل وجود منطقه نوع n بین آنها برقرار باشد. با این حال هنگامی که یک ولتاژ مثبت به پایانه گیت اعمال می شود، میدان الکتریکی گیت، از طریق لایه دی اکسید سیلیکون، گسترش می یابد. جریان، الکترون ها را از ناحیه نوع p به یک کانال نازک در امتداد لایه اکسید می کشاند .این کانال یک مسیر رسانا در ناحیه نوع p، میان منبع و خروجی تشکیل می دهد و اجازه می دهد بار الکتریکی در بین آن ها جریان یابد.
یک تغییر کوچک در ولتاژ اعمال شده به گیت، منجر به یک تغییر بزرگ در جریان میان منبع و خروجی می شود. MOSFETبه طور معمول به عنوان یک سوئیچ استفاده می شود: یا هیچ ولتاژی به گیت اعمال نمی شود که در این صورت ترانزیستور به طور کامل هر جریانی میان منبع و خروجی مدار را بلوک می کند و یا یک ولتاژی به گیت اعمال می شود که به طور موثر هر مقاومتی برای جریان میان منبع و خروجی را از بین می برد.
