invention

اختراع الترانزستور

The transistor is an electronic device invented for amplifying or switching electrical signals.
5 مقالات ذات صلة

الوصف

في نهاية عام 1947، في مختبرات بيل، قام فريق بقيادة ويليام شوكلي بالإضافة إلى جون باردين ووالتر براتين بتصنيع أول ترانزستور نقطي عامل. حصلوا على جائزة نوبل عام 1956 عن هذا الاكتشاف. يعتمد مبدأ العمل على خصائص الوصلات شبه الموصلة p-n: حيث يمكن التحكم في التيار المار عبر الوصلة بواسطة حقن حاملات الشحنة الأقلية.

التاريخ

اخترع جون باردين ووالتر براتين أول ترانزستور نقطي في 23 ديسمبر 1947 في مختبرات بيل تحت إشراف ويليام شوكلي. وفي عام 1948، طور شوكلي نظرية الوصلة p-n واقترح الترانزستور ثنائي القطب المستوي. وفي عام 1954، ظهر الترانزستور السيليكوني (تكساس إنسترومنتس). وفي عام 1959، أنشأ روبرت نويس وجاك كيلبي بشكل مستقل الدائرة المتكاملة التي جمعت العديد من الترانزستورات على رقاقة واحدة، مما بدأ عصر الإلكترونيات الدقيقة.

كيف يعمل

الترانزستورات الحديثة هي في الغالب MOSFET (معدن-أكسيد-شبه موصل)، حيث يتم التحكم في تيار القناة بجهد البوابة. لقد وصل التصغير (قانون مور) إلى تقنيات 3 نانومتر، لكنه يواجه تأثيرات كمومية (النفق عبر العازل تحت البوابة) ومشكلة تبديد الحرارة. حدود التطبيق: على المقاييس النانوية، تبدأ ظواهر تكميم الشحنة والتشابك الكمومي في الظهور.

في التطبيق

أساس جميع المعالجات الدقيقة والذواكر والمضخمات – من الهواتف الذكية إلى الأقمار الصناعية.

حقيقة طريفة

جُمِعَ أول ترانزستور على قطعة من الجرمانيوم مع ملامسات ذهبية مضغوطة بزنبرك، وبدا وكأنه كومة من الصفائح المعدنية والمشابك. كان بحجم عملة معدنية كبيرة، أما اليوم فالترانزستورات في المعالجات أصغر من الفيروس.

Concept graph →

مقالات ذات صلة · 5

نقاط البلاتين النانوية: كيف يكتسب الترانزستور البلاستيكي ذاكرة
غشاء بلاستيكي بسمك شعرة الإنسان يحتوي على نقاط بلاتين أصغر من جزء من مليون من المليمتر — تُعرف بالجسيمات النانوية. توجد هذه النقاط عند الحدود بين طبقتين من الترانزستور وتعمل كمصائد للشحنة الكهربائية: مثل الإسفنج الذي يمتص الماء، تلتقط هذه النقاط الإلكترونات وتحتفظ بها. عندما تتراكم الشحنة، يغير الترانزستور مقاومته — ويتذكر هذه الحالة.
ترانزستور بثنائية الاستقرار وتبديل عشوائي قائم على الفوسفور الأسود
المفتاح ينقر – فيضيء الضوء. لكن تخيل مفتاحًا قد يضيء المصباح أو يترك الغرفة مظلمة بنفس الضغطة. إنه يتذكر أيضًا ما فعله في المرة السابقة، وأحيانًا يبدو وكأنه يقلب عملة معدنية ليقرر ما إذا كان سيضيء الضوء. هذا السلوك لوحظ في بلورة من الفوسفور الأسود – وهو شبه موصل بسماكة بضع طبقات ذرية.
قيادة ألف كاميرا لأحدث تلسكوب في العالم
عندما تعزف أوركسترا من آلاف العازفين بتناغم، لا يعود الفضل إلى موهبة كل فرد فحسب، بل أيضًا إلى العمل الخفي لقائد الأوركسترا. وعلى نحو مماثل، صُمم التلسكوب الطيفي واسع الزاوية (WST) المستقبلي — مشروع طموح بمرآة قطرها 12 مترًا، قادر على التقاط أطياف آلاف النجوم والمجرات في وقت واحد. «أوركستراه» هي عدد هائل من الكاشفات الحساسة للضوء، ولكي تعمل جميعها كوحدة واحدة، نحتاج إلى «قائد أوركسترا» جديد تمامًا.
ذاكرة لا تسخن
الذاكرة العادية في جيبك تسخن حتى عندما تكون خاملة. تخيل الآن ذاكرة لا تستهلك شيئًا تقريبًا في البرد - مثل ترمس لا يبرد. الموصل الفائق عند درجة حرارة الهيليوم السائل يوصل التيار دون فقدان، لكنه لم يكن قادرًا على تخزين البيانات. الخلية الجديدة تغير هذا.
آلة زمن في دارة فائقة التوصيل
في مختبر مظلم، حيث تُبرَّد الرقائق فائقة التوصيل إلى أجزاء من الألف من الكلفن، يدور الكيوبت تحت تأثير مجال مغناطيسي. الكيوبت العادي يدور في اتجاه واحد. أما المضاد-كيوبت — توأمه المرآتي — فيدور في الاتجاه المعاكس. معًا يشكلان زوجًا يحسّ المجال بدقة مضاعفة مقارنة بأي زوج عادي. البوزيترون — الجسيم المضاد للإلكترون — له عزم جيرومغناطيسي بنفس القيمة المطلقة لكن بإشارة معاكسة.