عصب الإلكترونيات.. كيف بدأ “الترانزستور” وإلى أين وصل

يعتبر “الترانزستور” (Transistor) أهم اختراع إلكتروني في القرن الـ20، إذ أُسست عليه جميع الأجهزة الإلكترونية التي أتت بعده، مثل الحواسيب المحمولة، والتلفاز، والهواتف المحمولة، وأصبح كالخلايا العصبية لعصر المعلومات.

“الترانزستور” عبارة عن جهاز مكوّن من مواد شبه موصلة، يعمل على تضخيم الإشارات الكهربائية والتحكم بها وتوليدها، اخترعه ثلاثة علماء أمريكيين، في مختبرات “بل” التابعة لمخترع الهاتف غراهام بل، عام 1947.

وحصل مخترعو “الترانزستور“، ويليام شوكلي وجون باردين ووالتر براتين، على جائزة “نوبل” في الفيزياء عام 1956، بفضل اختراعهم الثوري.
يتكون “الترانزستور” من ثلاثة مسارات للإشارة الكهربائية تسمى بالباعث، والمجمع، والقاعدة، وتعمل هذه المسارات على تنظيم معدل تدفق التيار عبر “الترانزستور” من عدمه، بحسب الإشارة الكهربائية القادمة للقاعدة.

وجاءت تسمية “الترانزستور” من كونه يمنع ويقاوم الإشارة الكهربائية كالمقاومات الكهربائية (Resistors)، ويسمح بمرورها أيضًا ليكون اسمه مركبًا من كلمتي “Transfer- Resistor”، وبالاختصار أصبح الاسم “Transistor”.

ويتميز “الترانزستور” عن المضخم (Amplifier)، الذي جاء بديلًا عنه، بصغر حجمه، وتوفيره للطاقة الكهربائية، وانبعاث حرارة منخفضة منه، مقارنة بالمضخم في أثناء عمله، وموثوقية وسرعة أدائه، والتكلفة الرخيصة.

وأسهم اختراع “الترانزستور” في تطوير الكمبيوتر الذي بدأ مع المضخم، وكان يأخذ حجم غرفة كبيرة مثل كمبيوتر “ENIAC“، إذ كان حجم المضخم بحجم الإبهام، و”الترانزستور” بحجم ظفر الإصبع، مع القدرة على تخزين ذات الكمية من البيانات.

ومع استمرار تطوير “الترانزستور” والتصغير في حجمه، ظهرت في أوائل ستينيات القرن الماضي الدارات المدمجة (Integrated circuits)، التي تحتوي على آلاف “الترانزستورات” وقطع إلكترونية أخرى، والتي تعتبر أساس اختراعات “اللابتوب”، والتلفاز، والهواتف الذكية.

وفي وقتنا الحالي، وصل حجم “الترانزستور” إلى مستويات قياسية، وأصبح يقاس بالنانومتر (مليمتر واحد يحتوي على مليون نانومتر)، وله في بعض الجامعات اختصاص منفصل يُدرس لخمس سنوات.

وفي عام 1965، لاحظ أحد مؤسسي شركة “إنتل” للمعالجات غوردون مور، أن عدد “الترانزستورات” على شريحة المعالج يتضاعف تقريبًا كل عامين، في حين يبقى سعر الشريحة على حاله، وبعد أن جسّدت رؤيته المستقبلية الواقع الحقيقي سُمي بقانون “مور”.

وفي عام 2005، تنبأ الباحثون في شركة “إنتل” بأن هذه النظرية من الممكن تطبيقها لعقد إضافي من الزمان على الأقل.