مخزن أكبر مرجع عربي للمواضيع و المقالات

ابحث عن أي موضوع يهمك

الجزيء الذي لاتتشارك فية الإلكترونات بصورة متساوية

بواسطة: نشر في: 27 يناير، 2022
مخزن
الجزيء الذي لاتتشارك فية الإلكترونات بصورة متساوية

الجزيء الذي لاتتشارك فية الإلكترونات بصورة متساوية هو ما نحدثكم عنه في مقالنا التالي عبر مخزن والذي ينشأ عنه تكون اثنين من الأجزاء أحدهما موجب والجزء الثاني سالب قريبين في الشبه من قطبي المغناطيس، والذي يتم استخدامه بالصناعات الإلكترونية للكثير من التقنيات الصغرة ذات التصميم المحدد، وفي الفقرات التالية سوف نتحدث عن أحد تلك التقنيات.

الجزيء الذي لاتتشارك فية الإلكترونات بصورة متساوية

الجزيء الذي لاتتشارك فية الإلكترونات بصورة متساوية، وينشأ عن ذلك تكون جزأين أحدهما سالب، والآخر موجب مشابهين لقطبي المغناطيس هو (ثنائي القطب)، إذ يتم استخدام مواد كالسيليكون بصناعة الترانزستورات وهي عبارة عن مواد غير ناقلية كاملة، والتي يتم تحريضها في إطار ظروف خاصة.

والترانزستور هو جهاز إلكتروني ذو حجم صغير يشتمل على مواد نصف ناقلة وهو ما يشير إلى عدم تمتعها بالناقلية الكاملة مثلها مثل المعادن، ويعود الهدف من صناعته إلى تكبير ما يمر عبره من إشارات كهربائية، كما يتم استخدامه بتوليد إشارات جديدة، ويدخل بمختلف الصناعات الحديثة الإلكترونية ومنها أجهزة الحاسب الحديثة، والهواتف الجوالة.

صناعة الترانزستور

الترانزستور عبارة عن جهاز يصنع من أشباه الموصلات، والذي يتم استخدامه بالتحكم وتضخيم وتوليد الإشارات الكهربائية، وهي مكونات نشطة خاصة بالدوائر المتكاملة التي تتضمن في الكثير من الأوقات مليارات من تلك الأجهزة صغيرة الحجم المحفورة بأجسامها اللامعة، وأغلب الترانزستور يصنع من مادة السيليكون النقية تمامًا، وأخرى تصنع من الجرمانيوم.

ومن الممكن كذلك أن تستخدم بعض من المواد شبه الموصلة بصناعة الترانزستور ، وقد لا يحتوي الترانزستور على نوع واحد من حاملة الشحنة وهو ما يتعلق بالترانزستور ميداني التأثير، ويمكن أن تشتمل الترانزستورات على اثنين من أنواع حاملات الشحنة بأجهزة الترانزستور ثنائية القطبين.

وعند المقارنة بأنابيب التفريغ فتعتبر الترانزستورات أصغر حجمًا، وتحتاج في تشغيلها لطاقة أقل، في حين تتمتع البعض من أنابيب التفريغ بمميزات أكثر مقارنةً بالترانزستورات بالترددات ذات التشغيل العالي، أو جهد التشغيل العالي، وتنتج الكثير من أنواع الترانزستورات حسب المواصفات القياسية الموضوعة بواسطة الشركات المصنعة، وتصنع مختلف أنواع الترانزستور بما يتوافق مع مختلف استخداماته بالحياة اليومية.

الترانزستور ثنائي القطبين

هو واحد من أنواع الترانزستورات ويوجد منه اثنين من الأنواع الأساسية، وفق ترتيب المواد، وذلك النوعين هما:

  • ترانزستور P-N-P: يتم استخدام اثنين من المواد من نوعين مختلفين في صناعة ذلك الترانزستور، والمادة الوسطى من تلك المواد تختلف عن المواد الخارجية، وتوضع المادة n ضمن اثنين من أقطاب المادة P.
  • ترانزستور N-P-N: بنية ذلك الترانزستور تختلف وتعاكس بنية النوع السابق ذكره، إذ يوضع المادة من نوع p في إطار اثنين من الأقطاب الأخرى، من مادة النوع n، وذلك النوع يستخدم بتكبير وتعديل تيارات وإشارات كهربائية لمختلف الأغراض الصناعية، إلى جانب ما يتم من تمرير للتيار بأجزاء الترانزستور والعمل على التحكم به.

تطوير الترانزستور

كان الاختراع الأول للترانزستور في الفترة ما بين عامي 1947ميلادية و1948ميلادية بواسطة ثلاث علماء فيزياء أمريكيين وهم ويليام شوكلي، وولتر براتن، وجون باردين، وهو ما تم بمختبرات بيل، والتي أثبت بها أن الترانزستور يعد أفضل بديل حيوي عن أنبوب الإلكترون، وفي أواخر الخمسينيات أصبح الترانزستور هو البديل الفعلي لأنبوب الإلكترون بالكثير من التطبيقات، ويرجع السبب في ذلك إلى صغر حجمه ومقدرته على استهلاك القليل من الطاقة، وتوليد حرارة منخفضة.

جميع تلك الميزات هي من جعلت من الممكن استخدام الترانزستور بتصغير الدوائر المعقدة، وفي الفترة ما بين ستينيات وسبعينيات القرن العشرين دُمج الترانزستور بدوائر متكاملة، إذ تشكلت الكثير من المكونات منها المكثفات والمقاومات والثنائيات على شريحة من مادة شبه موصلة.

مكونات الترانزستور

هناك ثلاث مكونات رئيسية للترانزستور كل منها يؤدي وظيفة داخل الجهاز الكهربائي، وسوف نوضح لكم في الفقرة الآتية نبذة عن كل مكون منها:

  • الباعث: يعرف الباعث في الإنجليزية بـ(Emitter)، كما ويطلق عليه اسم المصرف (Drain)، بالبعض من أنواع الترانزستور الحديثة، ويقوم الباعث بإكمال الدائرة الكهربائية، إذ يعمل باعتباره نخرج لما يمر بالترانزستور من شحنات كهربائية، وهو ثاني أكبر مكونات الترانزستور.
  • القاعدة: تعرف في الإنجليزية بـ(Base) أو البوابة (Gate) بالبعض من أنواع الترانزستور الحديث، ويتلخص عمل القاعدة في المفتاح بما يسمح بمنع مرور التيارات الكهربائية عبره، إلى جانب تحكم القاعدة في قوة التيار المتدفق، وتعتبر هي الجزء الأصغر بالترانزستور.
  • المجمع: يعرف المجمع في الإنجليزية بـ(Collector)، كما ويعرف بالمنبع (Source) ببعض الأنواع الحديثة من الترانزستور، وهو ذلك المنفذ الذي يعمل على استقبال التيارات الكهربائية التي تتوجه إلى الترانزستور، ويتوقف شدة التيار النافذ خلال المجمع بصورة رئيسية على ما تحدده القاعدة من مقدار، ويذكر أنه من الضروري أن يتم تطبيق جهد بقوة خمسة فولت حتى يعمل الترانزستور، ويعد المجمع هو الجزء الأكبر في الترانزستور.

استخدامات الترانزستور

يقوم المهندسون الإلكترونيون باستخدام الترانزستور من أجل التحكم بتدفق الكهرباء بالدوائر الكهربائية، ويعد ذلك هو الاستخدام الأهم والأول له، ونتيجة لتعدد أنواع الترانزستورات فقد تعددت استخداماته كذلك، ومن أهم تلك الاستخدامات نذكر ما يلي:

  • تصنف الأجهزة التي تبعث الضوء ترانزستورات باعثة للضوء، حيث يتم استخدامها بشاشات العرض.
  • يتم استخدام الترانزستور باعتباره مستشعر، إذ تقوم الترانزستورات الضوئية بالتحكم عبر استشعار الضوء بالإشارات الكهربائية.
  • يتم استخدام الترانزستور باعتباره مفتاح كهربائي، إذ يمكنه إيقاف وتشغيل الإشارات بسرعة كبيرة.
  • يستخدم كمضخم، حيث إنه من الممكن التحكم بواسطة الترانزستور بالتيار الكهربي العالي، واستخدامه بتضخيم وزيادة قوة الصوت والتلفاز والراديو والعديد من الإشارات الأخرى.

الجزيء الذي لاتتشارك فية الإلكترونات بصورة متساوية هو ثنائي القطب والذي ينشأ عنه تكون اثنين من الأجزاء أحدها موجب والآخر سالب، وهو ما يتشابهون به مع المغناطيس، وقد تناولنا في مقالنا الذي قدمناه عبر مخزن تعريف الترانزستور واستخدامه وتطويره والكثير من المعلومات الأخرى عنه.

المراجع