الترانزستور
الترانزستور، الذي يُعتبر اختصاراً للكلمة الإنجليزية Transfer Resistor، يُشير إلى مفهوم مقاوم النقل، وهو أحد العناصر الأساسية في تشكيل الأجهزة الإلكترونية الحديثة، مثل الحواسيب. وقد تم اختراعه على يد مجموعة من العلماء الأمريكيين، وهم والتر براتن، جون باردين، ووليام شوكلي.
بتفصيل أكبر، يُعرف الترانزستور بأنه بلورة تُركب من مواد شبه موصلة مثل الجرمانيوم أو السليكون. تتضمن تركيبته بلورة رقيقة للغاية تُشكل منطقة شبه موصلة ذات شحنات سالبة أو موجبة، تُسمى القاعدة، والتي تفصل بين منطقتين خارجيتيين. يتمتع الترانزستور بالقدرة على تضخيم الإشارات الإلكترونية، مما يجعله جزءاً حيوياً في العديد من الدوائر الكهربائية.
يتكون الترانزستور من قطب ثنائي ذا وصلتين يُطلق عليه (م س)، وله ثلاثة أطراف أو مخرجات. حيث يتم ربط الباعث والمجمع بالدائرة الخارجية، بينما يُتصل الطرف الثالث بالقاعدة الموجودة في الدائرة الداخلية. يدخل عدد كبير من الإلكترونات إلى القاعدة نتيجة تطبيق جهد بسيط، والذي يُعرف بالانحياز الأمامي. تتغير هذه الكميات وفقاً لقوة الجهد المُطبق، نظراً لأن منطقة القاعدة تُعتبر رقيقة جداً.
استخدامات الترانزستور
- استخدام الترانزستور كمفتاح توصيل، حيث يعمل كتحكم للدائرة الكهربائية، إذ يكون في وضع الفصل (Off) بشكل طبيعي عندما يكون الجهد المُطبق صفرًا، مما يمنع مرور التيار.
- توظيف الترانزستور كمكبر، حيث يُستخدم في دوائر التكبير الإلكترونية عند توصيله بطريقة المشع المشترك.
- مكبر دالنجتون: يتكون من زوج من الترانزستورات يُرمز لهما بـ T1 و T2.
- استخدام الترانزستور في تثبيت الجهد.
- استعمال الترانزستور في تثبيت التيار.
أثر اختراع الترانزستور على تطور علم الإلكترونيات
يُعتبر الترانزستور من العناصر الحديثة البالغة الأهمية في علم الإلكترونيات، حيث ظهر كإنجاز كبير في القرن العشرين. تنبع أهميته من قدرته على إنتاج العمليات التلقائية، مما يسهل تصنيع أشباه الموصلات وبالتالي يؤدي إلى تقليل تكلفة العمليات الإلكترونية.
ترك اختراع الترانزستور أثراً واضحاً في عالم الإلكترونيات، حيث تكللت جهود العلماء الأمريكيين بتطوير أصغر ترانزستور على مستوى العالم، مما أتاح إمكانية تصغير شرائح السليكون وزيادة سرعة العمليات التي تؤديها بعض الشرائح.
مع مرور الوقت، أصبح مقاس الترانزستور 50 نانومتر، وهو ما يُعتبر أقل بنحو ألفي مرة من سمك الشعرة الواحدة. تنوعت أنواع الترانزستورات ما بين الرأسية والتقليدية، وأسهمت هذه الابتكارات في إحداث ثورة في عالم الإلكترونيات، مما أدى لاحقاً إلى ظهور مجموعة متنوعة من الاختراعات الجديدة وابتكار دوائر متكاملة حيث اعتمد العلماء على تنظيم العناصر الإلكترونية في شرائح صغيرة.