الترانزستور أو الصمام الإلكتروني اختراع صغير لكنه غير مجرى التاريخ للحواسيب والإلكترونيات عامة.
تاريخ الكمبيوتر
لا يُخطئ من ينظر إلى الكمبيوتر بوصفه تجميعًا لاختراعات أو مكونات عدة، ومنها أربعة كان تأثيرها عظيمًا حتى أنها حددت أجيال الكمبيوتر، وهي: الأنابيب المفرغة التي حددت جيل الكمبيوتر الأول، الترانزستورات التي حددت الجيل الثاني، الدارة المتكاملة التي حددت الجيل الثالث، والمعالِج الدقيق الذي حدد جيل الكمبيوتر الرابع.
أثر الترانزستورات
حوّلت الترانزستورات عالم الإلكترونيات تمامًا وكان لها أثر هائل في تصميم الكمبيوتر، إذ حلت الترانزستورات المصنوعة من أشباه الموصلات محل الأنابيب المفرغة في صناعة الكمبيوتر، وبذلك حل مكوّن صغير محل مكون كبير الحجم غير موثوق، ما جعل الكمبيوتر أقل استهلاكًا للطاقة والمساحة مع تأديته نفس الوظائف.
كانت الدارات الرقمية قبل اختراع الترانزستور مكونة من الأنابيب المفرغة، وتخبرنا قصة كمبيوتر إينياك الكثير عن مضار الأنابيب المفرغة في الكمبيوترات.
أما الترانزستور فجهاز مصنوع من مواد شبه موصلة -الجيرمانيوم والسيليكون- قادرة على كلا الأمرين: التوصيل الكهربائي والعزل، وهكذا فبإمكان الترانزستور تبديل حال التيار وضبطه.
كان الترانزستور أول جهاز يُصمم ليعمل موصِّلًا يحوّل الموجات الصوتية إلى موجات إلكترونية، ومقاومًا يتحكم بالتيار الكهربائي، ويعكس اسمه هاتين الوظيفتين؛ فكلمة «ترانز» مشتقة من كلمة «موصِّل» الإنجليزية، و«زستور» من «مقاوم».
مخترعو الترانزستور
في مختبرات «بِل» -موراي هيل، نيوجيرسي، الولايات المتحدة- كان ثلاثة علماء هم: جون باردين وويليام شوكلي ووالتر براتين، يبحثون سلوك بلورات عنصر الجيرمانيوم بوصفها أشباه موصلات، محاولين الاستغناء عن الأنابيب المفرغة التي تُستعمل محولات ميكانيكية في وسائل الاتصال.
كان الأنبوب المفرغ يُستعمل مضخمًا للصوت والموسيقى جاعلًا من الاتصال بعيد المدى أمرًا عمليًا، لكنه استهلك كثيرًا من الكهرباء إضافةً إلى احتياجه إلى صيانة دائمة نتيجة إصداره الحرارة واحتراقه السريع.
كاد الفريق البحثي يصل إلى طريق مسدود حين قادت محاولة أخيرة باستعمال مادة أكثر نقاوة في صنع نقطة اتصال إلى اختراع أول ترانزستور مضخم من نوع التلامس النقطي. كان والتر براتين وجون باردين أول من صنع ترانزستور التلامس النقطي المكوّن من وصلتي تماس على هيئة رقاقتين ذهبيتين فوق بلورة من الجيرمانيوم.
حين يُسلط تيار كهربائي على إحدى الوصلتين يقوي الجيرمانيوم التيار المار بالوصلة الثانية. طور التصميم ويليام شوكلي حين صنع ترانزستور الوصلة بوضعه طبقتين من الجيرمانيوم (N وP). وقد حاز الفريق سنة 1956 جائزة نوبل في الفيزياء لاختراع الترانزستور.
استُعمل ترانزستور الوصلة سنة 1952 للمرة الأولى في منتج تجاري هو أداة مساعدة للسمع صنعتها شركة سونوتون، وبعدها بسنتين ظهر أول راديو يعتمد على الترانزستور هو (Regency TR1)، وقد سجل جون باردين ووالتر براتين الترانزستور في مكتب براءات الاختراع، وقدّم ويليام شوكلي طلبًا لنيل براءة اختراع عن مضخم الترانزستور.
اقرأ أيضًا:
أحد عشر اختراعًا غيرت مجرى التاريخ
ترجمة: الحسين الطاهر
تدقيق: رزان حميدة
