الترانزستور
الترانزستور هو اختصار لمصطلح الإنجليزي Transfer Resistor، والذي يُترجم إلى مقاوم النقل. يعتبر الترانزستور من أهم أشباه الموصلات المستخدمة في صناعة الأجهزة الإلكترونية الحديثة، مثل الحواسيب. يعود الفضل في اختراع الترانزستور إلى مجموعة من العلماء الأمريكيين، وهم والتر براتن، جون باردين، ووليام شوكلي.
في تفاصيل أدق، يتكون الترانزستور من بلورة مصنعة من مواد شبه موصلة مثل الجرمانيوم أو السليكون. ويتمتع الترانزستور بتركيبه الذي يتضمن بلورة رقيقة جداً، مما يخلق منطقة شبه موصلة تحمل شحنات سالبة أو موجبة تُعرف بالقاعدة، والتي تفصل بين منطقتين خارجيتيْن. من ميزات الترانزستور قدرته على تضخيم الإشارات الإلكترونية بكفاءة.
يحتوي الترانزستور على قطب ثنائي ذا وصلتين (م س)، ويتميز بثلاثة أطراف أو مخارج. حيث يتم توصيل الباعث والمجمع الخارجي للدائرة الكهربائية، بينما يتصل الطرف الثالث بالقاعدة الداخلية للدائرة. يدخل عدد كبير من الإلكترونات إلى القاعدة عند رفع الجهد المطبق عليها قليلاً بواسطة الانحياز الأمامي. تختلف كمية الإلكترونات الداخلة حسب قوة الجهد المبذول، نظراً لقلة سماكة منطقة القاعدة.
استخدامات الترانزستور
- استخدام الترانزستور كعتلة لتوصيل الدائرة الكهربائية، حيث يعمل كجهاز مفتاح، ويكون في وضع الفصل (Off) عند عدم تطبيق جهد كافٍ يؤدي إلى حالة الانحياز الأمامي.
- الترانزستور كمكبر للإشارة، حيث يُستخدم في دوائر التكبير الإلكترونية عند توصيله بطريقة المشع المشترك.
- مكبر دالنجتون: يتكون من اثنين من الترانزستورات، ويُرمز لهما بـ T1 و T2.
- تطبيق الترانزستور في تثبيت الجهد.
- استخدام الترانزستور لتثبيت التيار.
أثر اختراع الترانزستور على تطور علم الإلكترونيات
يعتبر الترانزستور من المكونات الأساسية والحديثة في عالم الإلكترونيات. لقد ترك هذا الاختراع بصمة كبيرة في القرن العشرين، حيث ساهم في تطوير إنتاج العمليات التلقائية وتصنيع أشباه الموصلات، مما أدى إلى خفض التكاليف في العمليات الإنتاجية.
حقق اختراع الترانزستور تقدمًا ملحوظًا في مجال الإلكترونيات، حيث تمكن فريق العلماء الأمريكيون من تطوير أصغر ترانزستور على مستوى العالم، مما أتاح إمكانية تصغير شرائح السليكون وزيادة سرعة العمليات التي تقوم بها.
مع مرور الزمن، انخفض حجم الترانزستور إلى 50 نانومتر، وهو ما يعادل أقل ألفي مرة من سمك الشعرة البشرية. وقد تنوعت تصاميمها بين الرأسي والتقليدي، وكان لها دور محوري في إطلاق ثورة علم الإلكترونيات، التي أسفرت عن ابتكارات متعددة وأنظمة دوائر متكاملة، مما دفع العلماء لترتيب العناصر الإلكترونية في شريحة صغيرة.