ترانزستور الوصلة النامية

كان ترانزستور الوصلة الناميّة النوع الأول من الترانزستور ثنائي القطب.^[1] اخترعها ويليام شوكلي في مختبرات بيل في 23 يونيو 1948.^[2] (براءة الاختراع مسجلة في 26 يونيو 1948)، بعد ستة أشهر من أول ترانزستور التلامس النقطي. تم صنع أول نماذج الجرمانيوم في عام 1949. أعلنت شركة بيل لابس عن ترانزستور شوكلي المزروع في 4 يوليو 1951.^[3]^[4]

يتكون ترانزستور الوصلة الناميّة من بلورة واحدة من مادة أشباه الموصلات التي تحتوي على تقاطعين PN نمت فيهما. أثناء عملية النمو، يتم سحب بلورة البذور ببطء من حمام من أشباه الموصلات المنصهرة،^[5] والتي تنمو بعد ذلك إلى بلورة على شكل قضيب ( كرة ). أشباه الموصلات المنصهرة مخدر من النوع N في البداية. في لحظة محددة مسبقًا في عملية النمو، تتم إضافة حبيبة صغيرة من عامل الإشابة من النوع P، متبوعة على الفور تقريبًا بحبيبة أكبر إلى حد ما من نوع عامل الإشابة.^[6] تذوب هذه الشوائب في أشباه الموصلات المنصهرة وتغير نوع أشباه الموصلات التي تزرع فيما بعد. تحتوي البلورة الناتجة على طبقة رقيقة من مادة من النوع P محصورة بين أقسام من مادة من النوع N.^[7] قد تكون هذه الطبقة من النوع P أقل من ألف من البوصة (25 ميكرومتر). يتم تقطيع البلورة، تاركة طبقة رقيقة من النوع P في وسط الشريحة، ثم تقطع إلى قضبان. يتم تحويل كل قضيب إلى ترانزستور عن طريق لحام نهاياته من النوع N لدعم وتوصيل الأسلاك،^[8] ثم لحام سلك ذهبي ناعم جدًا إلى الطبقة المركزية من النوع P، وأخيراً تغليفه في علبة محكمة الإغلاق. عملية مماثلة، باستخدام عامل الإشابة المعاكسة.^[9]^[10]^[11]

أَصْعَبُ جُزْءٍ فِي هَذِهِ الْعَمَلِيَّةِ هُوَ لِحَامُ السِّلْكِ الذَّهَبِيِّ بِالطَّبَقَةِ الْأَسَاسِيَّةِ، حَيْثُ قَدْ يَكُونُ لِلسَّلِكِ قَطَرُ أَكْبَرُ مِنْ سَمْكِ الْقَاعِدَةِ. لِتَسْهِيلِ هَذِهِ الْعَمَلِيَّةِ، يَتِمُّ تَوْجِيهُ السِّلْكِ الذَّهَبِيِّ أَوْ تَسْوِيَتُهُ حَتَّى تُصْبِحَ نِهَايَتُهُ أَرَقَّ مِنْ الطَّبَقَةِ الْأَسَاسِيَّةِ.^[12] يَنْزَلِقُ طَرَفُ السِّلْكِ الذَّهَبِيِّ عَلَى طُولِ الشَّرِيطِ حَتَّى يَظْهَرَ قِيَاسُ الْمُقَاوَمَةِ الْكَهْرَبَائِيَّةِ أَنَّهُ عَلَى اتِّصَالٍ بِالطَّبَقَةِ الْأَسَاسِيَّةِ. فِي هَذَا الْوَقْتِ يَتِمُّ تَطْبِيقُ نَبْضَةِ تَيَّارٍ، وَيُلْحَمُ السِّلْكُ فِي مَكَانِهِ. لِسُوءِ الْحَظِّ، يَكُونُ اللَّحَامُ أَحْيَانًا كَبِيرًا جِدًا أَوْ بَعِيدًا قَلِيلًاً عَنْ الْمَرْكَزِ فِي الطَّبَقَةِ الْأَسَاسِيَّةِ. لِتَجَنُّبِ تَقْصِيرِ التِّرَانْزِسْتُورْ،^[13] يَتِمُّ خَلْطُ السِّلْكِ الذَّهَبِيِّ بِكَمِّيَّةٍ صَغِيرَةٍ مِنْ نَفْسِ النَّوْعِ الْمُسْتَخْدَمِ فِي الْقَاعِدَةِ. يُؤَدِّي هَذَا إِلَى زِيَادَةِ سَمَاكَةِ الطَّبَقَةِ الْأَسَاسِيَّةِ قَلِيلًاً عِنْدَ نُقْطَةِ اللِّحَامِ.^[14]^[15]

نَادِرًا مَا تَعْمَلُ تِرَانْزِسْتُورَاتُ الْوَصَلَاتِ الْمُتَنَامِيَةِ عِنْدَ تَرَدُّدَاتٍ أَعْلَى مِنْ نِطَاقِ الصَّوْتِ، نَظَرًا لِطَبَقَاتِ قَاعِدَتِهَا السَّمِيكَةِ نِسْبِيًا.^[16] كَانَ مِنْ الصَّعْبِ لِلْغَايَةِ التَّحَكُّمُ فِي نُمُوِّ طَبَقَاتِ الْقَاعِدَةِ الرَّقِيقَةِ، وَأَصْبَحَ لِحَامُ السِّلْكِ بِالْقَاعِدَةِ أَكْثَرَ صُعُوبَةً كُلَّمَا أَصْبَحَ أَرَقَّ. يُمْكِنُ الْحُصُولُ عَلَى تَشْغِيلٍ بِتَرَدُّدٍ أَعْلَى مِنْ خِلَالِ لَحَّامِ سِلْكٍ ثَانٍ عَلَى الْجَانِبِ الْآخَرِ مِنْ الْقَاعِدَةِ،^[17] وَعَمِلَ تِرَانْزِسْتُورْ رُبَاعِيُّ الِاتِّجَاهِ، وَاسْتِخْدَامِ انْحِيَازٍ خَاصٍّ فِي اتِّصَالِ الْقَاعِدَةِ الثَّانِي هَذَا.^[18]^[19]

انظر أيضًا

الترانزست

المراجع

^ TRANSISTOR MUSEUM Historic Transistor Photo Gallery BELL LABS TYPE M1752 نسخة محفوظة 2021-02-24 على موقع واي باك مشين.
^ Morris، Peter Robin (1990). "4.2". A History of the World Semiconductor Industry. IEE History of Technology Series 12. London: Peter Peregrinus Ltd. ص. 29. ISBN:0-86341-227-0.
^ EVANS، D. M. (1959). "The Measurement of the Temperature Dependence of the Mobility and Effective Lifetime of Minority Carriers in the Base Region of Silicon Transistors". Journal of Electronics and Control. Informa UK Limited. ج. 6 ع. 3: 204–208. DOI:10.1080/00207215908937143. ISSN:0368-1947.
^ Shaik، Asif (23 يونيو 1948). "Transistor Construction". Electronics Tutorial, Basic Physics, Online Tests, Computer Basics, Concepts of Physics. مؤرشف من الأصل في 2021-11-03. اطلع عليه بتاريخ 2021-12-29.
^ Johnson، S.O. (1959). "A performance/cost approach to transistor design". Proceedings of the IEE - Part B: Electronic and Communication Engineering. Institution of Engineering and Technology (IET). ج. 106 ع. 15S: 370–374. DOI:10.1049/pi-b-2.1959.0084. ISSN:2054-0418.
^ "A JUNCTION-TRANSISTOR HIGH-FREQUENCY EQUIVALENT CIRCUIT". ProQuest. 25 نوفمبر 2021. مؤرشف من الأصل في 2021-11-25. اطلع عليه بتاريخ 2021-11-25.
^ "A New Junction Transistor High-Frequency Equivalent Circuit". CaltechAUTHORS. 23 سبتمبر 2019. مؤرشف من الأصل في 2021-05-09. اطلع عليه بتاريخ 2021-11-25.
^ "Generalized Model Analysis of Ionizing Radiation Effects in Semiconductor Devices". IEEE Xplore. 5 أكتوبر 2021. مؤرشف من الأصل في 2021-11-25. اطلع عليه بتاريخ 2021-11-25.
^ RAYMOND، James P.؛ Chang، William W. (1 يونيو 1965). "STUDY FOR GENERALIZED MODEL FOR SEMICONDUCTOR RADIATION RESPONSE PREDICTION". DTIC. مؤرشف من الأصل في 2020-12-01. اطلع عليه بتاريخ 2021-11-25.
^ Havill، R. L.؛ Walton، A. K. (1985). "The Junction Transistor". Elements of Electronics. London: Macmillan Education UK. ص. 57–74. DOI:10.1007/978-1-349-18009-7_3.
^ "Grown Junction Transistors". Southwest Museum Of Engineering, Communications and Computation - Arizona's Radio and Television Museum - Also History Of Computers and Computation (SMECC). مؤرشف من الأصل في 2017-06-27. اطلع عليه بتاريخ 2021-12-29.
^ "Temperature Dependence of Junction Transistor Parameters". IEEE Xplore. 5 أكتوبر 2021. مؤرشف من الأصل في 2021-11-25. اطلع عليه بتاريخ 2021-11-25.
^ "الباحث العلمي من Google". Google Scholar. مؤرشف من الأصل في 2020-11-12. اطلع عليه بتاريخ 2021-11-25.
^ CONN، D. R.؛ MITCHELL، R. H. (1971). "State-space analysis of two-dimensional current flow in the base region of a junction transistorf". International Journal of Electronics. Informa UK Limited. ج. 31 ع. 4: 353–357. DOI:10.1080/00207217108938232. ISSN:0020-7217.
^ "Grown Junction and Diffused Transistors". History of Semiconductor Engineering. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg. 2006. ص. 41–66. DOI:10.1007/978-3-540-34258-8_3. ISBN:978-3-540-34257-1. مؤرشف من الأصل في 2022-05-06.
^ "High-Frequency Power Gain of Junction Transistors". IEEE Xplore. 5 أكتوبر 2021. مؤرشف من الأصل في 2021-11-25. اطلع عليه بتاريخ 2021-11-25.
^ "Grown Junction and Diffused Transistors". History of Semiconductor Engineering. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg. ص. 41–66. DOI:10.1007/978-3-540-34258-8_3.
^ Tanenbaum، M.؛ Valdes، L. B.؛ Buehler، E.؛ Hannay، N. B. (1955). "Silicon n‐p‐n Grown Junction Transistors". Journal of Applied Physics. AIP Publishing. ج. 26 ع. 6: 686–692. DOI:10.1063/1.1722071. ISSN:0021-8979.
^ "1951: First Grown-Junction Transistors Fabricated - The Silicon Engine". Computer History Museum. 4 يوليو 1951. مؤرشف من الأصل في 2021-10-22. اطلع عليه بتاريخ 2021-12-29.