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 یکی از 20 اختراع تاثیرگذار در تاریخ صحبت کرد.

1400/04/19
|
11:43

آریا صبوری با اشارۀ کوتاهی به تحقیقات ابتدایی این اختراع گفت که در سال1926 آقایون لنین فاد و دکتر اسکار هایل که 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 نکردند تا سال 1947 که آقایان جان باردین، والتر براتین و شاکلی که در موسسۀ آزمایشگاهی بل فعالیت می‌کردند شروع به آزمایش‌هایی به روی همین مواد کردند.

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

پژوهشگر در حوزۀ رباتیک با اشاره به اینکه همۀ توانایی و قابلیت‌های این وسیله مربوط به خواص مواد نیمه هادی است خاطر نشان کرد: هر سه نفر درگیر در پژوهش که در سال 1956 جایزۀ نوبل را هم دریافت کردند، فیزیکدان بودند. اگر بخواهیم عملکرد ترانزیستورها را تعریف کنیم می‌توان آنها را به سوزن‌بان‌هایی دقیق تشبیه کرد که مسیر جریان‌ها را به دقت هدایت می‌کنند و در مواقع نیاز اصلا اجازۀ عبور نمی‌دهد.

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

آیا صبوری با اشاره به اینکه دیگر ترانزیستورها به آن شکل و اندازۀ سنتی‌شان مورد استفاده قرار نمی‌گیرند افزود: در حال حاضر ترانزیستورها را در ابعاد میکرو 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 الکتریکی به یک دستگاه بدهیم باید از ابزاری بزرگ به اسم رله استفاده می‌کردیم و با صرف انرژی زیاد و تولید گرما و میدان مغناطیسی غیرقابل توصیفی، پلی ارتباطی درست می‌کردیم تا فقط یک عمل ریاضی مثل جمع را انجام دهیم. بعد از رله‌ها لامپ‌های خلا روی کار آمدند که اینها هم بزرگ و مصرف انرژی زیادی داشتند. درست در همین زمان بود که فیزیکدانان با استفاده از خواص مواد نیمه رسانا به کمک فناوری آمدند. حالا یک وسیلۀ کوچک داشتیم که به یک پایۀ آن جریان می‌دادیم و با استفاده از دوپایۀ دیگر آن جریان را کنترل می‌کردیم. بعدها متوجه‌ شدند که با درکنار هم گذاشتن و تغییر آرایش چیدمان ترانزیستورها می‌توانند جریان را تقویت یا تضعیف کنند.

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 کامپیوترها گذاشت. کامپیوتر اولیه به نام ایناک به اندازه‌ی فضای فوتبال سالنی بود که فقط برای انجام چهار عمل اصلی مورد استفاده قرار می‌گرفت و حرارت بسیار زیادی تولید می‌کرد. با آمدن ترانزیستورها، کامپیوترها در ابعاد جعبه‌های نسبتا بزرگ ساخته شدند تا امروزه که تلفن‌های همراه هوشمند ساخته می‌شود. نکتۀ مهمی که شایان ذکر است این است که ترانزیستورها به دلیل اینکه 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 یک طرفه تشبیه کرد و در نظر داشته باشید که اگر چند دیود را پشت سر هم بگذاریم در انتها تقریبا چیزی از ولتاژ اولیه باقی نخواهد ماند. این درصورتی است که در ترانزیستورها که به عبارتی ترکیب دوتایی از دیودها هستند، قابلیت کنترل جریان را داریم و به همین علت برای اعمال منطقی و در دنیای 0 و 1 کاربرد دارد.

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

دسترسی سریع
رادیوم