الامارات 7 - الترانزستور (Transistor) هو اختصار للكلمة الإنجليزية "Transfer Resistor"، والتي تعني مقاوم النقل. يُعتبر الترانزستور من أهم أشباه الموصلات المستخدمة في الأجهزة الإلكترونية الحديثة، مثل الحواسيب. تم اختراعه على يد العلماء الأمريكيين والتر براتن، جون باردين، ووليام شوكلي.
يتكون الترانزستور من بلورة مصنوعة من مواد شبه موصلة مثل الجرمانيوم أو السليكون. يتضمن تصميمه بلورة رقيقة تُعرف بالقاعدة، والتي تفصل بين منطقتين تحتويان على شحنات سالبة وموجبة. يتميز الترانزستور بقدرته على تكبير الإشارات الإلكترونية.
مكونات الترانزستور
يمتلك الترانزستور قطبًا ثنائيًا يحتوي على وصلتين (N-P)، ويملك ثلاثة أطراف: الباعث، والمجمع، والقاعدة. يتم ربط الباعث والمجمع بالدائرة الخارجية، بينما تُوصل القاعدة بالدائرة الداخلية. يُدخل عدد كبير من الإلكترونات إلى القاعدة عند رفع الجهد المطبق عليها قليلاً بواسطة التحيز الأمامي، ويختلف تأثير هذا الجهد وفقًا لقوته بسبب رقة منطقة القاعدة.
استخدامات الترانزستور
مفتاح توصيل: يعمل كأداة للتحكم في الدائرة الكهربائية، حيث يكون في حالة إيقاف (Off) عندما يكون الجهد في حالة صفر، مما يمنع التيار من المرور.
مكبر: يُستخدم الترانزستور كمكبر في دوائر التكبير الإلكترونية عند توصيله بطريقة المشع المشترك.
مكبر دالنجتون: يحتوي على عدد من الترانزستورات يصل إلى اثنين، يُرمز لهما بـ T1 و T2.
تثبيت الجهد: يُستخدم لتثبيت الجهد في الدوائر الكهربائية.
تثبيت التيار: يعمل على تثبيت تيار الدائرة.
أثر اختراع الترانزستور على تطور علم الإلكترونيات
يُعتبر الترانزستور أحد أهم المكونات الحديثة في علم الإلكترونيات، حيث ساهمت قدرته على إنتاج العمليات التلقائية في تقليل تكاليف الإنتاج. ترك اختراع الترانزستور بصمة واضحة في عالم الإلكترونيات، ونجح العلماء في تطوير أصغر ترانزستور في العالم، مما سمح بتصغير شرائح السليكون وزيادة سرعة العمليات التي تقوم بها.
مع تقدم الزمن، انخفض مقاس الترانزستور ليصل إلى 50 نانومتر، مما يجعله أقل بمقدار ألفين مرة من سمك الشعرة الواحدة. تباينت أنواعه بين الرأسي والتقليدي، وأسهم في ثورة علم الإلكترونيات التي أدت إلى ظهور العديد من الاختراعات الجديدة والدوائر المتكاملة، مما دفع العلماء لترتيب العناصر الإلكترونية ضمن شرائح صغيرة.
يتكون الترانزستور من بلورة مصنوعة من مواد شبه موصلة مثل الجرمانيوم أو السليكون. يتضمن تصميمه بلورة رقيقة تُعرف بالقاعدة، والتي تفصل بين منطقتين تحتويان على شحنات سالبة وموجبة. يتميز الترانزستور بقدرته على تكبير الإشارات الإلكترونية.
مكونات الترانزستور
يمتلك الترانزستور قطبًا ثنائيًا يحتوي على وصلتين (N-P)، ويملك ثلاثة أطراف: الباعث، والمجمع، والقاعدة. يتم ربط الباعث والمجمع بالدائرة الخارجية، بينما تُوصل القاعدة بالدائرة الداخلية. يُدخل عدد كبير من الإلكترونات إلى القاعدة عند رفع الجهد المطبق عليها قليلاً بواسطة التحيز الأمامي، ويختلف تأثير هذا الجهد وفقًا لقوته بسبب رقة منطقة القاعدة.
استخدامات الترانزستور
مفتاح توصيل: يعمل كأداة للتحكم في الدائرة الكهربائية، حيث يكون في حالة إيقاف (Off) عندما يكون الجهد في حالة صفر، مما يمنع التيار من المرور.
مكبر: يُستخدم الترانزستور كمكبر في دوائر التكبير الإلكترونية عند توصيله بطريقة المشع المشترك.
مكبر دالنجتون: يحتوي على عدد من الترانزستورات يصل إلى اثنين، يُرمز لهما بـ T1 و T2.
تثبيت الجهد: يُستخدم لتثبيت الجهد في الدوائر الكهربائية.
تثبيت التيار: يعمل على تثبيت تيار الدائرة.
أثر اختراع الترانزستور على تطور علم الإلكترونيات
يُعتبر الترانزستور أحد أهم المكونات الحديثة في علم الإلكترونيات، حيث ساهمت قدرته على إنتاج العمليات التلقائية في تقليل تكاليف الإنتاج. ترك اختراع الترانزستور بصمة واضحة في عالم الإلكترونيات، ونجح العلماء في تطوير أصغر ترانزستور في العالم، مما سمح بتصغير شرائح السليكون وزيادة سرعة العمليات التي تقوم بها.
مع تقدم الزمن، انخفض مقاس الترانزستور ليصل إلى 50 نانومتر، مما يجعله أقل بمقدار ألفين مرة من سمك الشعرة الواحدة. تباينت أنواعه بين الرأسي والتقليدي، وأسهم في ثورة علم الإلكترونيات التي أدت إلى ظهور العديد من الاختراعات الجديدة والدوائر المتكاملة، مما دفع العلماء لترتيب العناصر الإلكترونية ضمن شرائح صغيرة.