رادیوم شنبه تا چهارشنبه از ساعت 9:00 به مدت 60 دقیقه

رادیو جوان

راديوم

چوب جادوی سه پایه!

آریا صبوری، پژوهشگر تعامل انسان و ربات، مهمان برنامۀ رادیوم بود و دربارۀ یكی از 20 اختراع تاثیرگذار در تاریخ صحبت كرد.

1400/04/19
|
11:43

آریا صبوری با اشارۀ كوتاهی به تحقیقات ابتدایی این اختراع گفت كه در سال1926 آقایون لنین فاد و دكتر اسكار هایل كه هردو دانشمندان آلمانی بودند، به طور جداگانه روی مواد نیمۀ هادی آزمایش‌هایی انجام دادند، اما به دلیل وقوع جنگ جهانی دوم هرگز نتایج را به صورت مقاله چاپ نكردند تا سال 1947 كه آقایان جان باردین، والتر براتین و شاكلی كه در موسسۀ آزمایشگاهی بل فعالیت می‌كردند شروع به آزمایش‌هایی به روی همین مواد كردند.

این سه نفر علاوه بر آزمایش‌های خود، آزمایش‌های دو دانشمند آلمانی را نیز مطالعه كردند و موفق به اختراع وسیله‌ای جادویی به اسم ترانزیستور شدند. ترانزیستور كه سوییچی الكتریكی است، اسمش از دو بخش ترانزیت یه معنای جابه‌جایی و رزیستور به معنای مقاومت تشكیل شده است. به عبارت دیگر یعنی این وسیلۀ دوگانه، هم باعث جابه‌جایی جریان می‌شود و هم در برابر آن مقاومت می‌كند.

پژوهشگر در حوزۀ رباتیك با اشاره به اینكه همۀ توانایی و قابلیت‌های این وسیله مربوط به خواص مواد نیمه هادی است خاطر نشان كرد: هر سه نفر درگیر در پژوهش كه در سال 1956 جایزۀ نوبل را هم دریافت كردند، فیزیكدان بودند. اگر بخواهیم عملكرد ترانزیستورها را تعریف كنیم می‌توان آنها را به سوزن‌بان‌هایی دقیق تشبیه كرد كه مسیر جریان‌ها را به دقت هدایت می‌كنند و در مواقع نیاز اصلا اجازۀ عبور نمی‌دهد.

ترانزیستورها معمولا سه پایه دارند كه وقتی به یكی از آنها مقداری ولتاژ می‌دهیم، دو پایۀ دیگر وظیفه‌ی هدایت و كنترل جریان را به عهده می‌گیرند.

آیا صبوری با اشاره به اینكه دیگر ترانزیستورها به آن شكل و اندازۀ سنتی‌شان مورد استفاده قرار نمی‌گیرند افزود: در حال حاضر ترانزیستورها را در ابعاد میكرو و نانومتر می‌سازند. مثلا در بعضی مدل‌های گوشی همراه فقط در بخش پردازنده حدود 16 میلیون ترانزیستور وجود دارد.

و در ادامه گفت: قبل از اختراع ترانزیستورها مثلا اگر می‌خواستیم دستوری الكتریكی به یك دستگاه بدهیم باید از ابزاری بزرگ به اسم رله استفاده می‌كردیم و با صرف انرژی زیاد و تولید گرما و میدان مغناطیسی غیرقابل توصیفی، پلی ارتباطی درست می‌كردیم تا فقط یك عمل ریاضی مثل جمع را انجام دهیم. بعد از رله‌ها لامپ‌های خلا روی كار آمدند كه اینها هم بزرگ و مصرف انرژی زیادی داشتند. درست در همین زمان بود كه فیزیكدانان با استفاده از خواص مواد نیمه رسانا به كمك فناوری آمدند. حالا یك وسیلۀ كوچك داشتیم كه به یك پایۀ آن جریان می‌دادیم و با استفاده از دوپایۀ دیگر آن جریان را كنترل می‌كردیم. بعدها متوجه‌ شدند كه با دركنار هم گذاشتن و تغییر آرایش چیدمان ترانزیستورها می‌توانند جریان را تقویت یا تضعیف كنند.

وی دربارۀ انواع ترانزیستورها توضیح داد: ترانزیستورها در مدل‌های گوناگون ساخته شدند. مثلا پیوند دوقطبی (BJT) یا اثر میدان (FET). با این دستگاه بشر پا به اثر طلایی كامپیوترها گذاشت. كامپیوتر اولیه به نام ایناك به اندازه‌ی فضای فوتبال سالنی بود كه فقط برای انجام چهار عمل اصلی مورد استفاده قرار می‌گرفت و حرارت بسیار زیادی تولید می‌كرد. با آمدن ترانزیستورها، كامپیوترها در ابعاد جعبه‌های نسبتا بزرگ ساخته شدند تا امروزه كه تلفن‌های همراه هوشمند ساخته می‌شود. نكتۀ مهمی كه شایان ذكر است این است كه ترانزیستورها به دلیل اینكه توانایی انتقال، سیگنال با سرعت زیادی دارد، جزو 20 اختراع تاثیرگذار بشر شناخته می‌شود.

در پایان آریا صبوری با بیان فرق بین ترانزیستور و دیود پروندۀ ویژه را بست. دیودها را می‌توان به جاده‌های یك طرفه تشبیه كرد و در نظر داشته باشید كه اگر چند دیود را پشت سر هم بگذاریم در انتها تقریبا چیزی از ولتاژ اولیه باقی نخواهد ماند. این درصورتی است كه در ترانزیستورها كه به عبارتی تركیب دوتایی از دیودها هستند، قابلیت كنترل جریان را داریم و به همین علت برای اعمال منطقی و در دنیای 0 و 1 كاربرد دارد.

سردبیر این برنامه احسان مهرجو،مجری سیاوش صفاریان‌پور و تهیه كننده شایان بهلولی بود.

دسترسی سریع
رادیوم