ترانزیستور نیمه هادی چیست و چه کسی آن را اختراع کرد؟

0

سال اکتشاف: ۱۹۴۷

این کشف چه می‌گوید؟

مواد نیمه هادی را می‌توان بطور موقت به فوق هادی‌ها مبدل کرد.

چه کسی آن را کشف کرد؟

جان باردین John Bardeen

سفارش طراحی سایت در کارلنسر با قیمت توافقی
لیزر هموروئید درمان بواسیر در کلینیک تخصصی هموروئید تهران

جان باردین نخستین جایزهٔ نوبل خود را برای کشف خاصیت انتقالی (ترانزیستوری) نیمه هادی‌ها گرفت. بیشتر مواد، یا جریان الکتریکی را انتقال می‌دهند (هادی‌ها) یا جلو جریان الکتریکی را می‌گیرند. (عایق‌ها). اما بعضی مواد هستند که در بعضی شرایط، جریان الکتریکی را انتقال می‌دهند (نیمه هادی‌ها). گرچه نیمه هادی‌ها در قرن نوزدهم شناخته شده بودند، هیچ کس ارزش آنها را تشخیص نداد تا باردین تأثیر ترانزیستورها را کشف کرد.

ترانزیستور پایه و اساس هر ریز تراسه (chips) محاسبه‌گر، ارتباطی و الکترونیکی است که در ۵۰ سال اخیر ساخته شده است. ترانزیستورها دنیای الکترونیک را متحول کرد و در ساخت سخت‌افزارهای رایانه‌ای و محاسبه‌گرها به کار رفت. هیچ گسترده‌ای از علوم نیست که تحت تأثیر این کشف قرار نگرفته باشد.


جان باردین از شاگردان استثنایی مدرسه و دانشگاه بود که چند کلاس را با هم می‌پیمود. او در ۲۱ سالگی از دانشگاه هاروارد دکترای فیزیک گرفت و در دانشگاه مینه سوتا به تدریس پرداخت. در ۱۹۴۵ در آزمایشگاه‌های شرکت بل به تحقیق در رشته‌های الکترونیک مشغول شد.

او در ۱۹۴۷ به تیم تحقیقاتی متشکل از ویلیام شاکلی و والتر براتین ملحق شد که بر روی استفادهٔ احتمالی از مدار نیمه هادی در الکترونیک تحقیق می‌کردند. شاکلی می‌خواست رویای جایگزینی نیمه هادی‌ها را به جای لوله های خلاء حجیم، شکننده و گرما زا که در آزادسازی الکترونها از آنها استفاده می‌شد (لامپ‌های رادیویی) عملی سازد. او می‌خواست مواد نیمه هادی بسازد که علایم الکترونیکی را هم تشدید کند و هم تصفیه. اما تمام کوشش‌های او بی‌نتیجه ماند.

باردین نخست محاسبات ریاضی شاکلی را مرور کرد و متوجه شد آنها صحیح هستند و تجارب شاکلی عملی است اما نتیجه‌ای که آنها با ژرمانیوم، نیمه هادی متداول، به دست آوردند با نظریه اشان مطابقت نداشت.

باردین حدس زد سطح ژرمانیوم می‌باید مانع عبور جریان الکتریکی شده باشد. این سه نفر واکنش‌های سطوح نیمه هادی را به نور، گرما، سرما، مایعات و تراشه‌های فلزات آزمایش کردند آنها سعی کردند جریان الکتریکی را از طریق فلز مایع و بعد از طریق نقاط لحیم شده به ژرمانیوم منتقل کنند. مدت‌های زیادی صرف انجام این آزمایشها شد.

آنها متوجه شدند که نقاط اتصال به خوبی عمل می‌کردند. جریان الکتریکی قوی از طریق ژرمانیوم به پایهٔ فلزی در سمت دیگر انتقال پیدا می‌کرد. اما به جای آن که علایم را تقویت کند آنها راضعیفتر می‌کرد و انرژی به مصاف می‌رساند.

بعد باردین متوجه موضوعی غریب و نامنتظره شد. او بطور تصادفی اتصال‌های الکتریکی را قطع کرد و این کار باعث شد جریان ضعیفی به محل اتصاف ژرمانیوم فرستاده شود. هنگامی که جریان ضعیفی از سیم لحیم به پایه فرستاده شد، «شکافی» در مقاومت ژرمانیوم به جریان به وجود آمد. این جریان ضعیف، ژرمانیوم نیمه هادی را به فوق هادی مبدل کرده بود. باردین می‌باید آزمایش را مکرر انجام دهد تا اعضای گروهش را متقاعد کند که این اتفاق تصادفی نبود. آنها بطور دایم این آزمایش را با مواد نیمه هادی تکرار کردند و نتیجه یکی بود. جریان قوی، مقاومت قوی، جریان ضعیف، مقاومت ضعیف.

باردین این پدیده را «جابه‌جایی مقاومت کننده‌ها» یا به اختصار ترانزیستور نامید. ترانزیستورها  فضای لامپ‌های رادیویی قدیمی را اشغال می‌کرد و  برابر قویتر از لامپ‌ها بودند. این سه نفر در ۱۹۵۶ مشترکاً جایزه نوبل فیزیک را به دست آوردند


نخستین رادیویی ترانزیستوری TR-1 در ۱۹۵۴ وارد بازار شد. قیمت آن حدود ۹۵/۴۹ دلار بود که تقریباً قیمت زیادی بود. پنج سال بعد نمونه‌هایی به بازار آمد که ارزان بود و همگان توانایی خرید آن را داشتند.

   

پستهای اخیر

فروش بالای مک با پردازنده M1 حسادت رقبا را برانگیخته است؛ بازار پی‌سی آتش زیر خاکستر است

مک در سالی به سر می‌برد که هر سازنده پی‌سی به آن حسادت می‌کند. به گزارش موسسه International Data Corp، محصول M1 اپل نسبت به مدت مشابه گذشته، با دو برابر ظرفیت فروش خود را آغاز کرده است. تیم کوک، مدیرعامل اپل در ماه آوریل گفت بیش از نیمی…

تصاویر جدیدی از سدان مفهومی جدید جتکو و ایران خودرو که «سمند جدید» نامیده می‌شود

مدت‌ها است شرکت جتکو با همکاری ایران خودرو مشغول طراحی و ساخت یک سدان جدید مفهومی است که «سمند جدید» نامیده می‌شود. ابتدا، یک سال پیش و در بازدید برخی نمایندگان مجلس از گروه صنعتی ایران خودرو، ماکت اولیه خودروی مفهومی جتکو به نمایش در…

یک نشانه دیگر ارائه ویندوز جدید: مایکروسافت ۱۴ اکتبر ۲۰۲۵ به پشتیبانی از ویندوز ۱۰ خاتمه می‌دهد

مایکروسافت تاریخ اتمام پشتیبانی از سیستم‌عامل ویندوز ۱۰ را مشخص کرد. بیش از ۱۰ سال از معرفی ویندوز ۱۰ می‌گذرد و اکنون مایکروسافت می‌گوید به طور رسمی ۱۴ اکتبر سال ۲۰۲۵ پشتیبانی از این سیستم‌عامل خاتمه پیدا می‌کند. مایکروسافت این تاریخ…

دار و دسته اپلیکیشن‌های «جکیل» و کلاهی که گاهی با نیت خوب یا بد سر اپل می‌گذارند!

ما در ایران به سبب تحریم‌ها به صورت ضمنی با اپلیکیشن‌های موسوم به «جکیل» آشنا هستیم! منظورم از «جکیل» دیگر چیست؟! توضیح خواهم داد. بگذارید از اینجا شروع کنم. به تازگی خیلی‌ها متوجه شدند که یک اپلیکیشن به نام Zoshy+ در اپ استور در بخش…

بالا آمدن سطح دریاها در دهه‌های آینده چه شهرهایی را از بین خواهد برد؟ شمال ایران دچار چه مشکلاتی…

بسیاری از شرایط تا زمانی که واقعا رخ ندهند، توسط ما جدی گرفته نمی‌شوند. تغییراتی اقلیمی از چیزی که ما تصور می‌کنیم، به ما نزدیک‌تر هستند و حتی در زمان زندگی خود ما، ممکن است مستقیما زندگی ما را تغییر بدهند. مثلا بر اساس تخمین‌هایی که در…

حالا دیگر مخاطب شما در فیس‌تایم می‌تواند هر آدمی باشد که یک مرورگر دارد، خواه در ویندوز و خواه در…

اپلیکیشن چت FaceTime اپل به لطف قابلیت‌های جدید سیستم‌عامل‌های iOS 15 و macOS Monterey، از ویژگی‌های جدیدی مانند اشتراک صفحه با دوستان، مود پرتره لایو، نویز کنسلینگ بهتر و حتی نسخه وب برخوردار شده است. نسخه تحت وب فیس‌تایم مورد توجه…

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.