تاريخ الترانزستور

📅 آخر تحديث: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 5 صور
الموسوعة الحرة

الجدول الزمني لتكنولوجيا الترانزستور (ملخص)
سنةتكنولوجيامنظمة
1947نقطة اتصالمختبرات بيل
1948مفترق طرق متطورمختبرات بيل
1951وصلة سبيكةجنرال إلكتريك
1953حاجز سطحيفيلكو
1953JFETمختبرات بيل
1954قاعدة منتشرةمختبرات بيل
1954ميسامختبرات بيل
1959مستويفيرتشايلد
1959MOSFETمختبرات بيل

الترانزستور هو جهاز شبه موصل مزود بثلاثة أطراف على الأقل للتوصيل بدائرة كهربائية . في الحالة الشائعة، يتحكم الطرف الثالث في تدفق التيار بين الطرفين الآخرين. يمكن استخدام ذلك للتضخيم، كما في حالة جهاز استقبال الراديو ، أو للتبديل السريع، كما في حالة الدوائر الرقمية. حلّ الترانزستور محل الصمام الثلاثي المفرغ ، والذي يُسمى أيضًا الصمام (الحراري)، والذي كان أكبر حجمًا بكثير ويستهلك طاقة أكبر بكثير للتشغيل. تم عرض أول ترانزستور بنجاح في 23 ديسمبر 1947، في مختبرات بيل في موراي هيل، نيو جيرسي. كانت مختبرات بيل الذراع البحثي لشركة الهاتف والتلغراف الأمريكية (AT&T). يُنسب اختراع الترانزستور إلى ثلاثة أشخاص هم: ويليام شوكلي ، وجون باردين ، ووالتر براتين . يُعتبر إدخال الترانزستور غالبًا أحد أهم الاختراعات في التاريخ. [ 1 ] [ 2 ]

تُصنف الترانزستورات بشكل عام إلى فئتين: الترانزستور ثنائي القطب (BJT) وترانزستور تأثير المجال (FET). [ 3 ]

تم اقتراح مبدأ الترانزستور ذي التأثير الميداني من قبل يوليوس إدغار ليليينفيلد في عام 1925. [ 4 ] اخترع جون باردين ووالتر براتين وويليام شوكلي أول ترانزستورات عاملة في مختبرات بيل ، وهو ترانزستور نقطة التلامس في عام 1947. قدم شوكلي ترانزستور الوصلة ثنائية القطب المحسن في عام 1948، والذي دخل حيز الإنتاج في أوائل الخمسينيات من القرن الماضي وأدى إلى أول استخدام واسع النطاق للترانزستورات.

تم اختراع ترانزستور MOSFET في مختبرات بيل بين عامي 1955 و1960، بعد أن اكتشف فروتش وديريك تخميل السطح بواسطة ثاني أكسيد السيليكون، واستخدما هذا الاكتشاف لإنشاء أول ترانزستورات مستوية، وهي الأولى التي يكون فيها المصرف والمصدر متجاورين على نفس السطح. [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] أدى هذا الإنجاز إلى الإنتاج الضخم لترانزستورات MOS لمجموعة واسعة من الاستخدامات، ليصبح أساس المعالجات والذاكرة الصلبة. ومنذ ذلك الحين، أصبح ترانزستور MOSFET الجهاز الأكثر تصنيعًا على نطاق واسع في التاريخ.

أصول مفهوم الترانزستور

يوليوس إدغار ليلينفيلد ، ج. 1934

سُجِّلَ أول براءة اختراع [ 11 ] لمبدأ ترانزستور تأثير المجال في كندا باسم الفيزيائي النمساوي المجري يوليوس إدغار ليليينفيلد في 22 أكتوبر 1925، إلا أن ليليينفيلد لم ينشر أي مقالات بحثية حول أجهزته، وتجاهلت الصناعة عمله. وفي عام 1934، حصل الفيزيائي الألماني الدكتور أوسكار هايل على براءة اختراع لترانزستور تأثير مجال آخر. [ 12 ] لا يوجد دليل مباشر على بناء هذه الأجهزة، لكن الدراسات اللاحقة في التسعينيات أظهرت أن أحد تصميمات ليليينفيلد عمل كما هو موصوف وحقق ربحًا كبيرًا. وتُظهر الوثائق القانونية من براءة اختراع مختبرات بيل أن ويليام شوكلي وزميله في مختبرات بيل، جيرالد بيرسون، قد بنيا نسخًا تشغيلية من براءات اختراع ليليينفيلد، على الرغم من أن تصميمات الترانزستور النهائية الخاصة بهما كانت مبنية على مبادئ مختلفة. [ 13 ]

جون باردين ، وويليام شوكلي ، ووالتر براتين في مختبرات بيل ، 1948

انبثق عمل مختبرات بيل على الترانزستور من جهود زمن الحرب لإنتاج ثنائيات خلط من الجرمانيوم "البلوري" عالي النقاء ، والتي استُخدمت في وحدات الرادار كعنصر خلط تردد في مستقبلات رادار الميكروويف . ونجح مشروع موازٍ على ثنائيات الجرمانيوم في جامعة بيردو في إنتاج بلورات الجرمانيوم شبه الموصلة عالية الجودة التي استُخدمت في مختبرات بيل. [ 14 ] لم تكن الدوائر الإلكترونية المبكرة القائمة على الصمامات قادرة على التبديل بسرعة كافية لهذا الغرض، مما دفع فريق بيل إلى استخدام ثنائيات الحالة الصلبة بدلاً من ذلك.

بعد الحرب، قرر شوكلي محاولة بناء جهاز شبه موصل يشبه الصمام الثلاثي . حصل على التمويل ومساحة المختبر، وبدأ العمل على المشكلة مع باردين وبراتين. في النهاية، طور جون باردين فرعًا جديدًا من ميكانيكا الكم يُعرف باسم فيزياء الأسطح لتفسير السلوك "الغريب" الذي لاحظوه، ونجح باردين ووالتر براتين في النهاية في بناء جهاز عملي.

كان مفتاح تطوير الترانزستور هو فهم أعمق لعملية حركة الإلكترونات في أشباه الموصلات. فقد أُدرك أنه إذا وُجدت طريقة للتحكم في تدفق الإلكترونات من الباعث إلى المجمع في هذا الثنائي المكتشف حديثًا (الذي اكتُشف عام 1874 وسُجّلت براءة اختراعه عام 1906)، فإنه يُمكن بناء مُضخِّم . على سبيل المثال، إذا وُضعت نقاط تلامس على جانبي نوع واحد من البلورات، فلن يمر التيار عبرها. ولكن، إذا أمكن لنقطة تلامس ثالثة "حقن" الإلكترونات أو الفجوات في المادة، فسيمر التيار.

بدا تنفيذ ذلك في الواقع بالغ الصعوبة. فلو كان حجم البلورة معقولاً، لكان عدد الإلكترونات (أو الفجوات) المطلوب حقنها كبيراً جداً، مما يقلل من جدواها كمضخم لأنها تتطلب تيار حقن عالياً في البداية. ومع ذلك، فإن الفكرة الأساسية لثنائي البلورة تكمن في قدرة البلورة نفسها على توفير الإلكترونات عبر مسافة قصيرة جداً، وهي منطقة الاستنزاف. ويبدو أن الحل يكمن في وضع نقاط التلامس للإدخال والإخراج متقاربة جداً على سطح البلورة على جانبي هذه المنطقة.

بدأ براتين العمل على بناء جهاز كهذا، واستمرت بوادر التضخيم بالظهور بينما كان الفريق يعمل على حل المشكلة. في بعض الأحيان، كان النظام يعمل، ثم يتوقف عن العمل فجأة. في إحدى الحالات، بدأ نظام معطل بالعمل عند وضعه في الماء. كانت الإلكترونات في أي جزء من البلورة تنتقل بسبب الشحنات المجاورة. تتجمع الإلكترونات في الباعثات، أو "الفجوات" في المجمعات، على سطح البلورة، حيث تجد شحنتها المعاكسة "تطفو" في الهواء (أو الماء). ومع ذلك، يمكن دفعها بعيدًا عن السطح بتطبيق كمية صغيرة من الشحنة من أي مكان آخر على البلورة. فبدلاً من الحاجة إلى كمية كبيرة من الإلكترونات المحقونة، يكفي عدد قليل جدًا منها في المكان المناسب على البلورة لتحقيق نفس النتيجة.

ساهم فهمهم في حل مشكلة الحاجة إلى مساحة تحكم صغيرة جدًا إلى حد ما. فبدلًا من الحاجة إلى شبه موصلين منفصلين متصلين بمنطقة مشتركة صغيرة، يمكن استخدام سطح واحد أكبر. يتم وضع طرفي الباعث والمجمع متقاربين جدًا في الأعلى، بينما يوضع طرف التحكم في قاعدة البلورة. عند تطبيق التيار على طرف القاعدة، تُدفع الإلكترونات أو الفجوات إلى الخارج عبر كتلة شبه الموصل، وتتجمع على السطح البعيد. طالما كان الباعث والمجمع متقاربين جدًا، فإن هذا يسمح بوجود عدد كافٍ من الإلكترونات أو الفجوات بينهما لبدء التوصيل.

كان رالف براي، وهو طالب دراسات عليا شاب، من أوائل الشهود على هذه الظاهرة. انضم إلى مشروع الجرمانيوم في جامعة بيردو في نوفمبر 1943، وكُلِّف بمهمة بالغة الصعوبة تتمثل في قياس مقاومة الانتشار عند نقطة تلامس المعدن مع أشباه الموصلات. اكتشف براي العديد من الشذوذات، مثل وجود حواجز داخلية عالية المقاومة في بعض عينات الجرمانيوم. وكانت الظاهرة الأكثر إثارة للدهشة هي المقاومة المنخفضة بشكل استثنائي التي لوحظت عند تطبيق نبضات الجهد. وظل هذا التأثير لغزًا محيرًا، إذ لم يدرك أحد، حتى عام 1948، أن براي قد لاحظ حقن حاملات الشحنة الأقلية - وهو التأثير الذي اكتشفه ويليام شوكلي في مختبرات بيل، والذي جعل الترانزستور حقيقة واقعة. 

كتب براي: "كان هذا هو الجانب الوحيد الذي أغفلناه، ولكن حتى لو فهمنا فكرة حقن حاملات الشحنة الأقلية... لقلنا: 'أوه، هذا يفسر تأثيراتنا'. ربما لم نكن لنمضي قدماً ونقول: 'لنبدأ بصنع الترانزستورات'، ونفتح مصنعاً ونبيعها... في ذلك الوقت، كان الجهاز المهم هو مقوم الجهد الخلفي العالي". [ 15 ]

حاول فريق شوكلي البحثي في ​​البداية بناء ترانزستور ذي تأثير حقلي (FET) عن طريق تعديل موصلية أشباه الموصلات ، لكنهم لم ينجحوا، ويعود ذلك أساسًا إلى مشاكل تتعلق بحالات السطح ، والرابطة غير المشبعة ، ومواد الجرمانيوم والنحاس المركبة . وفي سياق محاولتهم فهم الأسباب الغامضة وراء فشلهم في بناء ترانزستور FET فعال، قادهم ذلك إلى ابتكار ترانزستورات ثنائية القطبية ذات نقطة التلامس والوصلة . [ 16 ] [ 17 ]

أول ترانزستور عامل

نسخة طبق الأصل من الترانزستور الأول

بذل فريق بيل محاولات عديدة لبناء نظام كهذا باستخدام أدوات متنوعة، لكنهم فشلوا في الغالب. كانت التركيبات التي تتقارب فيها نقاط التلامس هشةً للغاية، تمامًا مثل كاشفات شعيرات القطط الأصلية، ولم تكن تعمل إلا لفترة وجيزة، إن عملت أصلًا. وفي النهاية، حققوا إنجازًا عمليًا. تم لصق قطعة من رقائق الذهب على حافة إسفين بلاستيكي مثلث الشكل، ثم قُطعت الرقائق بشفرة حلاقة عند رأس المثلث. وكانت النتيجة نقطتي تلامس ذهبيتين متقاربتين جدًا. عندما ضُغط البلاستيك على سطح بلورة وطُبّق جهد كهربائي على الجانب الآخر (قاعدة البلورة)، بدأ التيار بالتدفق من نقطة تلامس إلى أخرى، حيث دفع جهد القاعدة الإلكترونات بعيدًا عن القاعدة نحو الجانب الآخر بالقرب من نقاط التلامس. وهكذا تم اختراع ترانزستور نقطة التلامس .

جاء في دفتر ملاحظات مختبر والتر براتين بتاريخ 15 ديسمبر 1947: "عندما كانت النقاط متقاربة جدًا، حصلنا على تضخيم للجهد مقداره حوالي 2، ولكن ليس تضخيمًا للقدرة. وكان تضخيم الجهد هذا مستقلًا عن التردد من 10 إلى 10000 هرتز". [ 18 ]

وفي ملاحظات بتاريخ 16 ديسمبر 1947، ورد ما يلي: "باستخدام هذا التلامس ثنائي النقاط، تم توصيل سطح الجرمانيوم المؤكسد بجهد 90 فولت، ثم غُسل الإلكتروليت بالماء، ثم رُسبت عليه بقع من الذهب بالتبخير. ضُغطت نقاط التلامس الذهبية على السطح المكشوف. وقد قام كلا التلامسين الذهبيين بتقويم التيار بشكل جيد... كانت المسافة بين النقطتين حوالي 4 × 10⁻³ سم . استُخدمت إحدى النقطتين كشبكة والأخرى كلوحة. كان لا بد من أن يكون جهد الانحياز (المستمر) على الشبكة موجبًا للحصول على التضخيم... كسب القدرة 1.3 وكسب الجهد 15 عند جهد انحياز للوحة يبلغ حوالي 15 فولتًا". [ 19 ]

قدّم براتين وإتش آر مور عرضًا توضيحيًا لعدد من زملائهم ومديريهم في مختبرات بيل بعد ظهر يوم 23 ديسمبر 1947، وهو التاريخ الذي يُعتبر غالبًا تاريخ ميلاد الترانزستور. وقد عمل "ترانزستور الجرمانيوم ذو نقطة التلامس PNP" كمضخم صوت بقدرة تكبير بلغت 18 في تلك التجربة. وفي عام 1956 ، مُنح جون باردين ووالتر هاوزر براتين وويليام برادفورد شوكلي جائزة نوبل في الفيزياء "لأبحاثهم في أشباه الموصلات واكتشافهم لتأثير الترانزستور".

تم ذكر اثني عشر شخصًا باعتبارهم مشاركين بشكل مباشر في اختراع الترانزستور في مختبر بيل. [ 20 ]

في الوقت نفسه، انجذب بعض العلماء الأوروبيين إلى فكرة مضخمات الحالة الصلبة. أجرى الفيزيائي الألماني هربرت ف. ماتاري (1912-2011) تجارب في شركة تيليفونكن باستخدام ما أسماه " الثنائي المزدوج" ( Duodiode ) منذ عام 1942، عندما لاحظ لأول مرة تأثيرات التوصيلية العكسية باستخدام ثنائيات السيليكون المصنعة لمعدات الرادار الألمانية خلال الحرب العالمية الثانية . وفي 13 أغسطس/آب 1948، تقدم ماتاري وهاينريش ويلكر (1912-1981)، العاملان في شركة ويستنجهاوس لأنظمة الكبح والإشارات في أولنيه سو بوا ، فرنسا ، بطلب للحصول على براءة اختراع لمضخم يعتمد على عملية حقن حاملات الشحنة الأقلية، وأطلقوا عليه اسم "الترانزيسترون". [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] تم عرض الجهاز علنًا في 18 مايو 1949. تم تصنيع الترانزستورات تجاريًا لشركة الهاتف الفرنسية والجيش، وفي عام 1953 تم عرض جهاز استقبال راديو ذو حالة صلبة بأربعة ترانزستورات في معرض دوسلدورف للراديو.

وبما أن مختبرات بيل لم تعلن عن الترانزستور الخاص بها علنًا قبل يونيو 1948، فقد كان الترانزستور اكتشافًا وتطويرًا مستقلًا ومتوازيًا.

أصل الكلمة

احتاجت مختبرات بيل للهواتف إلى اسم عام للاختراع الجديد: "أشباه الموصلات ثلاثية الأقطاب"، و"أشباه الموصلات ثلاثية الأقطاب السطحية"، و"أشباه الموصلات ثلاثية الأقطاب البلورية"، و"أشباه الموصلات ثلاثية الأقطاب الصلبة"، و"إيوتاترون"، ولكن "الترانزستور"، الذي صاغه جون ر. بيرس ، كان الاسم الفائز بوضوح في اقتراع داخلي (ويرجع ذلك جزئيًا إلى ميل مهندسي بيل إلى اللاحقة "-يستور"). [ 25 ] [ 26 ] ويرد شرح الأساس المنطقي لهذا الاسم في المقتطف التالي من المذكرة الفنية للشركة التي تدعو إلى التصويت:

الترانزستور. هذا اختصار لكلمتي " الناقلية " أو "النقل"، و" المقاومة المتغيرة ". ينتمي هذا الجهاز منطقيًا إلى عائلة المقاومات المتغيرة، وله ناقلية أو مقاومة نقل مماثلة لجهاز ذي كسب، لذا فإن هذا الاختصار وصفي.

— مختبرات بيل للهواتف — مذكرة فنية (28 مايو 1948)

تذكر بيرس عملية التسمية بشكل مختلف بعض الشيء:

الطريقة التي اخترت بها الاسم هي التفكير في وظيفة الجهاز. في ذلك الوقت، كان من المفترض أن يكون نظيرًا للصمام المفرغ . يتميز الصمام المفرغ بخاصية التوصيلية، لذا يتميز الترانزستور بخاصية المقاومة. وكان من المفترض أن يتناسب الاسم مع أسماء الأجهزة الأخرى، مثل المقاوم المتغير والمقاوم الحراري. وهكذا... اقترحت اسم "ترانزستور".

— جون ر. بيرس، في مقابلة مع برنامج PBS "Transistorized!"

تشير مؤسسة نوبل إلى أن المصطلح هو مزيج من كلمتي "نقل" و " مقاوم ". [ 27 ]

الصراع المبكر

صُدم شوكلي عندما نُسب اختراع الجهاز إلى براتين وباردين، اللذين شعر أنهما بنياه "من وراء ظهره" ليُنسب إليهما الفضل. وازدادت الأمور سوءًا عندما اكتشف محامو مختبرات بيل أن بعض كتابات شوكلي نفسه عن الترانزستور كانت قريبة جدًا من تلك الواردة في براءة اختراع سابقة تعود لعام 1925 لجوليوس إدغار ليليينفيلد، ما دفعهم إلى الاعتقاد بأنه من الأفضل حذف اسمه من طلب براءة الاختراع.

تحسينات في تصميم الترانزستور

التحول إلى السيليكون

كان الجرمانيوم صعب التنقية، كما أن نطاق درجة حرارة تشغيله محدود. افترض العلماء أن السيليكون أسهل في التصنيع، لكن قلة منهم اهتموا بدراسة هذا الاحتمال. كان موريس تانينباوم وزملاؤه في مختبرات بيل [ 28 ] أول من طور ترانزستور سيليكون عامل في 26 يناير 1954. [ 29 ] بعد بضعة أشهر، طور جوردون تيل ، الذي كان يعمل بشكل مستقل في شركة تكساس إنسترومنتس ، جهازًا مشابهًا. صُنع كلا الجهازين بالتحكم في تطعيم بلورات السيليكون الأحادية أثناء نموها من السيليكون المنصهر. وفي أوائل عام 1955، طور موريس تانينباوم وكالفن إس. فولر في مختبرات بيل طريقةً أفضل تعتمد على الانتشار الغازي لشوائب المانح والمستقبل في رقائق السيليكون أحادية البلورة. [ 30 ]

وحتى أواخر خمسينيات القرن العشرين، ظل الجرمانيوم المادة شبه الموصلة السائدة في الترانزستورات وغيرها من الأجهزة شبه الموصلة . كان يُنظر إلى الجرمانيوم في البداية على أنه المادة شبه الموصلة الأكثر فعالية، لقدرته على إظهار أداء أفضل بفضل ارتفاع حركة حاملات الشحنة فيه . [ 31 ] [ 32 ] أما ضعف أداء أشباه موصلات السيليكون المبكرة فكان يعود إلى محدودية التوصيل الكهربائي بسبب حالات السطح الكمومية غير المستقرة ، [ 33 ] مما حال دون اختراق الكهرباء للسطح بشكل موثوق للوصول إلى طبقة السيليكون شبه الموصلة. [ 34 ] [ 35 ]

تخميل سطح السيليكون

تم اكتشاف عملية التخميل السطحي ، وهي العملية التي يتم من خلالها جعل سطح أشباه الموصلات خاملاً، ولا تُغير خصائص أشباه الموصلات نتيجةً لتفاعلها مع الهواء أو المواد الأخرى الملامسة لسطح أو حافة البلورة، لأول مرة من قبل كارل فروتش ولينكولن ديريك في مختبرات بيل بين عامي 1955 و1957. [ 36 ] [ 37 ] [ 38 ] [ 39 ] أظهر فروتش وديريك أن ثاني أكسيد السيليكون ( SiO2)2 ) رقائق السيليكون المحمية بطبقة من العوامل البيئية، والمغطاة لمنع انتشار الشوائب في السيليكون، والمعزولة كهربائيًا، وقد أثبت ذلك من خلال إنشاء أول ترانزستورات ثاني أكسيد السيليكون، وهي أول ترانزستورات يكون فيها المصرف والمصدر متجاورين على السطح المعزول بواسطةSiOطبقتان . [ 37 ]

عملية مستوية

كان جان هورني على دراية بالعمل الذي قام به فروتش وديريك في مختبرات بيل. [ 40 ] لاحقًا، حضر هورني اجتماعًا قدم فيه أتالا ورقة بحثية حول التخميل استنادًا إلى النتائج السابقة في مختبرات بيل. [ 40 ] بالاستفادة من تأثير التخميل لثاني أكسيد السيليكون على سطح السيليكون، اقترح هورني صنع ترانزستورات محمية بطبقة من ثاني أكسيد السيليكون [ 40 ] وأصدر أول براءة اختراع في عام 1959، [ 41 ] [ 42 ] أثناء عمله في شركة فيرتشايلد لأشباه الموصلات .

MOSFET

في عام 1959، تم تقديم ترانزستور MOSFET. وفي عام 2020، كان لا يزال النوع السائد من الترانزستورات المستخدمة، حيث بلغ إجمالي استخدامه ما يقدر بـ 13  سيكستليون (1.3 × 10 22 ) MOSFETs المصنعة بين عامي 1960 و 2018. تتمثل المزايا الرئيسية لترانزستورات MOSFET مقارنة بترانزستورات BJT في أنها لا تستهلك تيارًا إلا عند تبديل الحالات ولديها سرعة تبديل أسرع (مثالية للإشارات الرقمية).

التسويق المبكر

كان أول خط إنتاج تجاري للترانزستورات في العالم في مصنع ويسترن إلكتريك في شارع يونيون بوليفارد في ألينتاون، بنسلفانيا . بدأ الإنتاج في 1 أكتوبر 1951 بترانزستور الجرمانيوم ذي نقطة التلامس. [ 43 ]

كان أول تطبيق تجاري للترانزستورات في مجال الاتصالات السلكية واللاسلكية في خريف عام 1952 في مولدات النغمات للإشارات متعددة الترددات لنظام التبديل المتقاطع رقم 5 في منشأة إنجلوود، نيو جيرسي، والذي استخدم لأول تجربة ميدانية للاتصال المباشر عن بعد (DDD). [ 44 ]

بحلول عام 1953، كان الترانزستور يُستخدم في بعض المنتجات، مثل أجهزة السمع ومقاسم الهاتف ، لكن كانت لا تزال هناك مشكلات كبيرة تعيق استخدامه على نطاق أوسع، مثل حساسيته للرطوبة وهشاشة الأسلاك المتصلة ببلورات الجرمانيوم. [ 45 ] وقد لخص دونالد ج. فينك ، مدير الأبحاث في شركة فيلكو ، وضع الإمكانات التجارية للترانزستور بتشبيه: "هل هو مراهقٌ مُصابٌ بالبثور، يبدو الآن مُرتبكًا، لكنه يبشر بمستقبلٍ واعد؟ أم أنه قد بلغ مرحلة النضج، مُثقلٌ بالكسل، ومُحاطٌ بخيبات الأمل؟" [ 45 ]

ركزت شركات أشباه الموصلات في البداية على ترانزستورات الوصلات في السنوات الأولى لصناعة أشباه الموصلات . ومع ذلك، كان ترانزستور الوصلات جهازًا ضخمًا نسبيًا يصعب تصنيعه بكميات كبيرة ، مما حدّ من استخدامه في عدد من التطبيقات المتخصصة. [ 46 ]

أجهزة الراديو الترانزستورية

كان جهاز Regency TR-1 الذي استخدم ترانزستورات NPN من شركة Texas Instruments أول جهاز راديو ترانزستور يتم إنتاجه تجارياً في العالم .

تم عرض نماذج أولية لأجهزة استقبال راديو AM تعمل بالكامل بالترانزستورات، لكنها كانت في الواقع مجرد نماذج تجريبية في المختبر. مع ذلك، في عام 1950، طوّر شوكلي نوعًا مختلفًا جذريًا من مضخمات الحالة الصلبة، عُرف باسم ترانزستور الوصلة ثنائية القطب ، والذي يعمل وفق مبدأ مختلف تمامًا عن ترانزستور التلامس النقطي . حوّل مورغان سباركس ترانزستور الوصلة ثنائية القطب إلى جهاز عملي. [ 47 ] [ 48 ] كما تم ترخيص هذه التقنية لعدد من شركات الإلكترونيات الأخرى، بما في ذلك شركة تكساس إنسترومنتس ، التي أنتجت دفعة محدودة من أجهزة راديو الترانزستور كأداة تسويقية. كانت الترانزستورات المبكرة غير مستقرة كيميائيًا، ومناسبة فقط للتطبيقات منخفضة الطاقة والتردد، ولكن مع تطور تصميم الترانزستور، تم التغلب على هذه المشاكل تدريجيًا.

تتنافس شركات عديدة على لقب أول شركة أنتجت أجهزة راديو عملية تعمل بالترانزستور. فقد عرضت شركة تكساس إنسترومنتس أجهزة راديو AM تعمل بالترانزستور بالكامل في وقت مبكر من عام 1952، إلا أن أداءها كان أقل بكثير من أداء نظيراتها التي تعمل بالصمامات المفرغة. وفي أغسطس 1953، عرضت شركة إنترميتال الألمانية جهاز راديو يعمل بالترانزستور بالكامل في معرض دوسلدورف للراديو. وقد بُني الجهاز باستخدام أربعة ترانزستورات من صنع إنترميتال يدويًا، استنادًا إلى اختراع هربرت ماتاري وهينريش ويلكر عام 1948. ومع ذلك، وكما هو الحال مع وحدات تكساس المبكرة (وغيرها)، لم يُصنع سوى نماذج أولية فقط، ولم يُطرح الجهاز في الإنتاج التجاري.

يُنسب اختراع أول راديو ترانزستور خطأً في كثير من الأحيان إلى شركة سوني (طوكيو تسوشين كوجيو سابقًا)، التي أصدرت جهاز TR-55 عام 1955. إلا أنه سبقه جهاز ريجنسي TR-1 ، الذي أنتجته شركة ريجنسي التابعة لشركة IDEA (شركة هندسة التطوير الصناعي) في إنديانابوليس، إنديانا، والذي كان أول راديو ترانزستور عملي. أُعلن عن جهاز TR-1 في 18 أكتوبر 1954، وطُرح للبيع في نوفمبر من العام نفسه بسعر 49.95 دولارًا أمريكيًا (ما يعادل حوالي 500 دولار أمريكي بأسعار عام 2020)، وبيعت منه حوالي 150,000 وحدة.

استخدم جهاز TR-1 أربعة ترانزستورات NPN من شركة Texas Instruments، وكان يتطلب بطارية بجهد 22.5 فولت لتشغيله، إذ كانت الطريقة الوحيدة للحصول على أداء ترددات لاسلكية مناسب من الترانزستورات القديمة هي تشغيلها بالقرب من جهد انهيارها بين الجامع والباعث . هذا ما جعل تشغيل TR-1 مكلفًا للغاية، واكتسب شهرةً أكبر بكثير لقيمته كجهاز جديد أو رمز للمكانة الاجتماعية أكثر من أدائه الفعلي، على غرار مشغلات MP3 الأولى .

ومع ذلك، وبغض النظر عن أدائه غير المبالي، كان جهاز TR-1 منتجًا متطورًا للغاية بالنسبة لوقته، حيث كان يستخدم لوحات الدوائر المطبوعة ، وما كان يعتبر حينها مكونات صغيرة جدًا.

كان ماسارو إيبوكا ، المؤسس المشارك لشركة سوني اليابانية ، يزور الولايات المتحدة عندما أعلنت مختبرات بيل عن توفر تراخيص تصنيع، تتضمن تعليمات مفصلة حول كيفية تصنيع ترانزستورات الوصلات. حصل إيبوكا على إذن خاص من وزارة المالية اليابانية لدفع رسوم الترخيص البالغة 50,000 دولار أمريكي، وفي عام 1955، طرحت الشركة جهاز راديو صغير الحجم بخمسة ترانزستورات، وهو TR-55، تحت العلامة التجارية الجديدة سوني . وسرعان ما تبع هذا المنتج تصاميم أكثر طموحًا، ولكنه يُعتبر عمومًا بداية نمو سوني لتصبح قوة صناعية عظمى.

كان جهاز TR-55 مشابهًا إلى حد كبير لجهاز Regency TR-1 في نواحٍ عديدة، إذ كان يعمل بنفس نوع البطارية 22.5 فولت، ولم يكن أكثر عملية منه بكثير. ملاحظة: وفقًا للمخطط، كان جهاز TR-55 يستخدم مصدر طاقة 6 فولت. [ 49 ] لم يُوزع منه سوى عدد قليل جدًا خارج اليابان. وفي عام 1957، أنتجت سوني جهازها الرائد "TR-63" الذي يُوضع في جيب القميص، وهو تصميم أكثر تطورًا بكثير، ويعمل ببطارية 9 فولت قياسية، ويمكنه منافسة أجهزة الراديو المحمولة التي تعمل بتقنية الصمامات المفرغة. وكان TR-63 أيضًا أول راديو ترانزستور يستخدم جميع مكوناته المصغرة. (كان مصطلح "جيب" محل بعض التفسير، إذ يُزعم أن سوني كانت تصنع قمصانًا خاصة بجيوب كبيرة الحجم لمندوبي مبيعاتها).

راديو سيارة كرايسلر-فيلكو موديل 1955 يعمل بالكامل بالترانزستور – إعلان إذاعي بعنوان "أخبار عاجلة"

في عدد 28 أبريل 1955 من صحيفة وول ستريت جورنال، أعلنت شركتا كرايسلر وفيلكو عن تطويرهما وإنتاجهما أول راديو سيارة في العالم يعمل بالكامل بتقنية الترانزستور. [ 50 ] أتاحت كرايسلر راديو السيارة هذا، طراز موبار 914HR، كخيار إضافي في خريف عام 1955 لخط سياراتها الجديدة من طراز كرايسلر وإمبريال لعام 1956، والتي عُرضت في صالات العرض في 21 أكتوبر 1955. وكان سعر راديو السيارة 150 دولارًا أمريكيًا. [ 51 ] [ 52 ] [ 53 ]

كان جهاز سوني TR-63، الذي طُرح عام 1957، أول راديو ترانزستور يُنتج بكميات كبيرة، مما أدى إلى انتشار أجهزة الراديو الترانزستورية على نطاق واسع في السوق. [ 54 ] وبحلول منتصف الستينيات، بيع من جهاز TR-63 سبعة ملايين وحدة حول العالم. [ 55 ] ومع النجاح الباهر الذي حققه جهاز TR-63، انضمت شركات يابانية منافسة، مثل توشيبا وشارب، إلى السوق. [ 56 ] وقد أدى نجاح سوني في مجال أجهزة الراديو الترانزستورية إلى استبدال الترانزستورات بالصمامات المفرغة لتصبح التقنية الإلكترونية السائدة في أواخر الخمسينيات. [ 57 ]

استخدام الهواية

كان أول ترانزستور وصلة منخفض التكلفة متاحًا للجمهور هو CK722 ، وهو وحدة إشارة صغيرة من نوع PNP مصنوعة من الجرمانيوم، طرحتها شركة رايثيون في أوائل عام 1953 بسعر 7.60 دولارًا أمريكيًا للوحدة. في خمسينيات وستينيات القرن العشرين، نُشرت مئات المشاريع الإلكترونية للهواة، والتي اعتمدت على ترانزستور CK722، في كتب ومجلات شهيرة. [ 58 ] [ 59 ] كما ساهمت رايثيون في توسيع دور CK722 كجهاز إلكتروني للهواة من خلال نشر كتابي "تطبيقات الترانزستور" و"تطبيقات الترانزستور - المجلد 2" خلال منتصف خمسينيات القرن العشرين.

أجهزة الكمبيوتر الترانزستورية

بُني أول حاسوب ترانزستوري في العالم بجامعة مانشستر في نوفمبر 1953. وقد صممه ريتشارد غريمسديل ، الذي كان آنذاك طالبًا باحثًا في قسم الهندسة الكهربائية، وأصبح لاحقًا أستاذًا للهندسة الإلكترونية في جامعة ساسكس. استخدم الجهاز ترانزستورات ذات نقاط تلامس، صُنعت بكميات محدودة من قِبل شركتي STC ومولارد. كانت هذه الترانزستورات تتكون من بلورة واحدة من الجرمانيوم مع سلكين دقيقين، تشبه في تصميمها بلورة وشعيرة قطة من عشرينيات القرن الماضي. تميزت هذه الترانزستورات بخاصية مفيدة، وهي أن الترانزستور الواحد يمكن أن يمتلك حالتين مستقرتين... وقد أعاق عدم موثوقية الترانزستورات تطوير الجهاز بشدة. كان يستهلك 150 واطًا. [ 60 ]

أعادت شركة متروبوليتان فيكرز المحدودة بناء التصميم الكامل المكون من 200 ترانزستور (و1300 ثنائي) في عام 1956 باستخدام ترانزستورات الوصلة (للاستخدام الداخلي). [ 61 ]

كانت أجهزة IBM 7070 (1958) و IBM 7090 (1959) و CDC 1604 (1960) أول أجهزة كمبيوتر (كمنتجات للبيع) تعتمد على الترانزستورات.

MOSFET (ترانزستور MOS)

1957، رسم تخطيطي لأحد أجهزة الترانزستور التي صنعها فروتش وديريك [ 62 ]

في عام 1955، قام كارل فروتش ولينكولن ديريك، عن طريق الخطأ، بتنمية طبقة من ثاني أكسيد السيليكون فوق رقاقة السيليكون، ولاحظا تأثيرات التخميل السطحي. [ 63 ] [ 64 ] وبحلول عام 1957، تمكن فروتش وديريك، باستخدام تقنيات التغطية والترسيب المسبق، من تصنيع أول ترانزستورات مستوية، حيث كان المصرف والمصدر متجاورين على نفس السطح. [ 65 ]

في أعقاب هذا البحث، اقترح محمد عطا الله وداوون كانغ ترانزستور MOS سيليكوني في عام 1959 [ 66 ] ، ونجحا في عرض جهاز MOS عامل مع فريق مختبرات بيل في عام 1960. [ 67 ] [ 68 ] ضمّ فريقهم إي إي لابيت وإي آي بوفيلونيس اللذين قاما بتصنيع الجهاز؛ وإم أو ثورستون، وإل إيه داسارو، وجيه آر ليجينزا الذين طوروا عمليات الانتشار؛ وإتش كيه جوميل وآر ليندنر اللذين قاما بتوصيف الجهاز. [ 69 ] [ 70 ]

بفضل قابليتها العالية للتوسع ، [ 71 ] واستهلاكها المنخفض للطاقة وكثافتها العالية مقارنة بترانزستورات الوصلة ثنائية القطب، [ 72 ] فقد مكّن ترانزستور MOSFET من بناء دوائر متكاملة عالية الكثافة ، [ 73 ] مما يسمح بدمج أكثر من 10000 ترانزستور في دائرة متكاملة واحدة. [ 74 ]

تم تصنيع أول ترانزستور تأثير المجال ذو بوابة شوتكي من زرنيخيد الغاليوم ( MESFET ) بواسطة كارفر ميد وتم الإبلاغ عنه في عام 1966. [ 75 ] تم تقديم أول تقرير عن ترانزستور تأثير المجال ذو البوابة العائمة (FGMOS) بواسطة داوون كانغ وسيمون سزي في عام 1967. [ 76 ]

أصبح ترانزستور MOSFET منذ ذلك الحين أكثر الأجهزة تصنيعًا على نطاق واسع في التاريخ. [ 77 ] [ 78 ] وبحلول عام 2018، قُدِّر إجمالي عدد ترانزستورات MOS المصنعة بنحو 13 سيكستليون ترانزستور. [ 77 ] 

PMOS و NMOS

كان هناك في الأصل نوعان من منطق MOSFET، وهما PMOS ( ترانزستور MOSFET من النوع p ) و NMOS ( ترانزستور MOSFET من النوع n ). [ 79 ] وقد طُوّر كلا النوعين بواسطة فروتش وديريك في عام 1957 في مختبرات بيل. [ 80 ]

CMOS

في عام 1948، حصل باردين وبراتين على براءة اختراع في مختبرات بيل لترانزستور ذي بوابة معزولة (IGFET) مزود بطبقة انعكاس، ويُشكل هذا المفهوم أساس تقنية CMOS الحالية. [ 81 ] اخترع تشيه-تانغ ساه وفرانك وانلاس نوعًا جديدًا من منطق MOSFET، وهو CMOS (MOS التكميلي)، في شركة فيرتشايلد لأشباه الموصلات ، ونشرا اختراعهما في ورقة بحثية في فبراير 1963. [ 82 ] [ 83 ]

بوابة ذاتية المحاذاة

تم اختراع ترانزستور MOSFET ذو البوابة ذاتية المحاذاة (بوابة السيليكون) بواسطة روبرت كيروين ودونالد كلاين وجون ساراس في مختبرات بيل في عام 1967. وفي وقت لاحق، استخدم باحثو شركة فيرتشايلد لأشباه الموصلات ، فيديريكو فاجين وتوم كلاين، ترانزستورات MOSFET ذات البوابة ذاتية المحاذاة لتطوير أول دائرة متكاملة MOS ببوابة السيليكون . [ 84 ]

تسويق ترانزستورات MOSFET

كان ترانزستور MOSFET ، المعروف أيضًا باسم ترانزستور MOS، أول ترانزستور صغير الحجم حقًا، قابل للتصغير والإنتاج بكميات كبيرة لمجموعة واسعة من الاستخدامات. [ 46 ] وقد أحدث ثورة في صناعة الإلكترونيات بشكل عام ، [ 85 ] بما في ذلك إلكترونيات الطاقة ، [ 86 ] والإلكترونيات الاستهلاكية ، وأنظمة التحكم، وأجهزة الكمبيوتر . [ 87 ] ومنذ ذلك الحين، أصبح ترانزستور MOSFET النوع الأكثر شيوعًا من الترانزستورات في العالم، حيث تشمل استخداماته أجهزة الكمبيوتر والإلكترونيات، [ 35 ] وتكنولوجيا الاتصالات (مثل الهواتف الذكية ). [ 88 ] وقد وُصف ترانزستور MOS بأنه "العمود الفقري لصناعة الإلكترونيات" نظرًا لكونه اللبنة الأساسية لكل معالج دقيق وشريحة ذاكرة ودائرة اتصالات قيد الاستخدام. [ 89 ] ويتم تصنيع مليارات من ترانزستورات MOS يوميًا، اعتبارًا من عام 2013. [ 73 ]

الدوائر المتكاملة

طرحت شركة جنرال مايكروإلكترونيكس أولى الدوائر المتكاملة التجارية بتقنية MOS في عام 1964، والتي كانت تتألف من 120 ترانزستورًا من نوع p . [ 90 ] وكانت عبارة عن مسجل إزاحة ذي 20 بت ، طوّره روبرت نورمان [ 91 ] وفرانك وانلاس . [ 92 ] وفي عام 1967، طوّر باحثو مختبرات بيل ، روبرت كيروين ودونالد كلاين وجون ساراس، ترانزستور MOS ذو البوابة ذاتية المحاذاة (بوابة السيليكون)، والذي استخدمه باحثا شركة فيرتشايلد سيميكوندكتور ، فيديريكو فاجين وتوم كلاين، لتطوير أول دائرة متكاملة بتقنية MOS ذات بوابة السيليكون . [ 84 ]

بحلول عام 1972، تم تسويق دوائر MOS LSI ( التكامل واسع النطاق ) للعديد من التطبيقات، بما في ذلك السيارات والشاحنات والأجهزة المنزلية وآلات الأعمال والآلات الموسيقية الإلكترونية وملحقات الكمبيوتر وآلات تسجيل النقد والآلات الحاسبة ومعدات نقل البيانات والاتصالات . [ 93 ]

ذاكرة أشباه الموصلات

ظهرت أولى خلايا الذاكرة الحديثة عام 1965، عندما صمم جون شميدت أول ذاكرة وصول عشوائي ثابتة ( SRAM ) من نوع MOS بسعة 64 بت . [ 94 ] وفي عام 1967، قدم روبرت هـ. دينارد من شركة IBM براءة اختراع لخلية ذاكرة وصول عشوائي ديناميكية ( DRAM ) أحادية الترانزستور، باستخدام ترانزستور MOSFET . [ 95 ]

كان أول تطبيق عملي لترانزستور MOSFET ذي البوابة العائمة (FGMOS) هو خلايا الذاكرة ذات البوابة العائمة ، والتي اقترح داوون كانغ وسيمون سزي إمكانية استخدامها لإنتاج ذاكرة قراءة فقط قابلة لإعادة البرمجة ( ROM ). [ 96 ] أصبحت خلايا الذاكرة ذات البوابة العائمة فيما بعد أساسًا لتقنيات الذاكرة غير المتطايرة (NVM) بما في ذلك ذاكرة القراءة فقط القابلة للمسح والبرمجة ( EPROM )، وذاكرة القراءة فقط القابلة للمسح والبرمجة كهربائيًا ( EEPROM )، وذاكرة الفلاش .

المعالجات الدقيقة

يُعدّ ترانزستور MOSFET أساس كل معالج دقيق . [ 89 ] كانت المعالجات الدقيقة الأولى جميعها من نوع MOS، مبنية باستخدام دوائر MOS LSI. طُوّرت أول معالجات دقيقة متعددة الرقاقات، وهما Four-Phase Systems AL1 عام 1969 و Garrett AiResearch MP944 عام 1970، باستخدام رقاقات MOS LSI متعددة. طُوّر أول معالج دقيق تجاري أحادي الرقاقة، وهو Intel 4004 ، على يد فيديريكو فاجين ، باستخدام تقنية الدوائر المتكاملة MOS ذات البوابة السيليكونية، بالتعاون مع مهندسي إنتل مارسيان هوف وستان مازور ، ومهندس Busicom ماساتوشي شيما . [ 97 ] مع ظهور معالجات CMOS الدقيقة عام 1975، بدأ مصطلح "معالجات MOS الدقيقة" يُشير إلى الرقاقات المصنّعة بالكامل من منطق PMOS أو المصنّعة بالكامل من منطق NMOS ، وذلك تمييزًا لها عن "معالجات CMOS الدقيقة" و" معالجات شرائح البت ثنائية القطب". [ 98 ]

الآلات الحاسبة الجيبية

كانت الآلة الحاسبة الإلكترونية الجيبية من أوائل المنتجات الإلكترونية الاستهلاكية المؤثرة التي تم تمكينها بواسطة ترانزستورات MOS . [ 74 ] في عام 1965، كانت آلة حاسبة سطح المكتب Victor 3900 أول آلة حاسبة MOS LSI ، مع 29 شريحة MOS LSI. [ 99 ] في عام 1967، كانت آلة حاسبة تكساس إنسترومنتس كال-تك أول نموذج أولي لآلة حاسبة إلكترونية محمولة باليد ، مزودة بثلاث رقاقات MOS LSI، وأُصدرت لاحقًا باسم كانون بوكيترونيك في عام 1970. [ 100 ] وكانت آلة حاسبة شارب كيو تي-8 دي المكتبية أول آلة حاسبة LSI MOS تُنتج بكميات كبيرة في عام 1969، [ 99 ] وكانت آلة حاسبة شارب إي إل-8 ، التي استخدمت أربع رقاقات MOS LSI، أول آلة حاسبة إلكترونية محمولة باليد تُطرح تجاريًا في عام 1970. [ 100 ] أما أول آلة حاسبة إلكترونية جيبية حقيقية فكانت بوسيكوم إل إي-120 إيه هاندي إل إي، التي استخدمت رقاقة حاسبة MOS LSI واحدة من موستيك ، وأُصدرت في عام 1971. [ 100 ]

أجهزة الكمبيوتر الشخصية

في سبعينيات القرن العشرين، شكّل معالج MOS الدقيق أساس الحواسيب المنزلية والحواسيب الصغيرة (الميكرو) والحواسيب الشخصية (PC). وقد أدى ذلك إلى بداية ما يُعرف بثورة الحواسيب الشخصية أو ثورة الحواسيب الصغيرة . [ 101 ]

إلكترونيات الطاقة

يُعدّ ترانزستور MOSFET ذو القدرة العالية أكثر أجهزة الطاقة استخدامًا في العالم. [ 102 ] تشمل مزاياه مقارنةً بترانزستورات الوصلة ثنائية القطب في إلكترونيات الطاقة عدم حاجته إلى تدفق مستمر لتيار التشغيل للبقاء في حالة التشغيل، مما يوفر سرعات تبديل أعلى، وفقدانًا أقل للطاقة أثناء التبديل، ومقاومة تشغيل أقل، وتقليلًا لحساسيته للهروب الحراري. [ 103 ] كان لترانزستور MOSFET ذو القدرة العالية تأثيرٌ كبير على مصادر الطاقة ، إذ مكّن من رفع ترددات التشغيل، وتقليل الحجم والوزن، وزيادة الإنتاج بكميات كبيرة. [ 104 ]

تم تطوير ترانزستور MOSFET للطاقة، الذي يُستخدم بشكل شائع في إلكترونيات الطاقة ، في أوائل سبعينيات القرن العشرين. [ 105 ] يتيح ترانزستور MOSFET للطاقة طاقة تشغيل بوابة منخفضة، وسرعة تبديل عالية، وقدرة متقدمة على التوصيل المتوازي. [ 102 ]

الترانزستورات المستدامة

في أواخر أبريل 2023، نجح باحثون من جامعة لينشوبينغ والمعهد الملكي للتكنولوجيا (KTH) في تطوير أول ترانزستور خشبي في العالم، مما يمهد الطريق أمام إلكترونيات أكثر استدامة، بل وحتى التحكم في النباتات الإلكترونية، وفقًا لمقال نُشر على موقع Hackster.io. ابتكر الفريق ترانزستورًا عمليًا لتبديل الإشارات الإلكترونية باستخدام إلكتروليت قائم على السليلوز وأشباه موصلات عضوية مشتقة من اللجنين . قد يُفضي هذا الإنجاز إلى مزيد من الأبحاث في مجال ابتكار أجهزة إلكترونية صديقة للبيئة، واستكشاف إمكانية دمج الإلكترونيات في النباتات الحية لأغراض المراقبة والتحكم. [ 106 ]

براءات الاختراع

مراجع

  1. ↑ غودان، شارون. "الترانزستور: أهم اختراع في القرن العشرين؟" . مجلة كمبيوتر وورلد .
  2. ↑ "تاريخ الترانزستور" . www.sjsu.edu . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 يناير 2021 .
  3. ↑ "أنواع الترانزستورات - ترانزستورات الوصلات وترانزستورات FET" . مركز الإلكترونيات . 23 أبريل 2019. تم الاطلاع عليه في 17 يناير 2021 .
  4. ↑ "ما هو ترانزستور تأثير المجال (FET)؟ » ملاحظات إلكترونية" . www.electronics-notes.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 يناير 2021 . 
  5. ↑ US2802760A ، لينكولن، ديريك وفروش ، كارل جيه، "أكسدة الأسطح شبه الموصلة من أجل الانتشار المتحكم فيه"، صدر في 13 أغسطس 1957 
  6. ↑ فروتش، سي جيه؛ ديريك، إل (1957). "حماية السطح والتغطية الانتقائية أثناء الانتشار في السيليكون" . مجلة الجمعية الكهروكيميائية . 104 (9): 547. doi : 10.1149/1.2428650 .
  7. ↑ كانغ، د. (1961). "جهاز سطحي من السيليكون وثاني أكسيد السيليكون" . مذكرة فنية لمختبرات بيل : 583-596 . doi : 10.1142/9789814503464_0076 . ISBN 978-981-02-0209-5.{{cite journal}}عدم توافق رقم ISBN / التاريخ ( مساعدة )
  8. ↑ لويك، بو (2007). تاريخ هندسة أشباه الموصلات . برلين، هايدلبرغ: سبرينغر-فيرلاغ برلين هايدلبرغ. ص 321. ISBN  978-3-540-34258-8.
  9. ↑ ليجينزا، جيه آر؛ سبيتزر، دبليو جي (1960). "آليات أكسدة السيليكون في البخار والأكسجين" . مجلة فيزياء وكيمياء المواد الصلبة . 14 : 131-136 . Bibcode : 1960JPCS...14..131L . doi : 10.1016/0022-3697(60)90219-5 .
  10. ↑ لويك، بو (2007). تاريخ هندسة أشباه الموصلات . سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا . ص 120. ISBN  9783540342588.
  11. ↑ براءة الاختراع الأمريكية رقم 1745175، جوليوس إدغار ليليينفيلد : "طريقة وجهاز للتحكم في التيار الكهربائي"، تم تقديمها لأول مرة في كندا بتاريخ 22/10/1925، وتصف ترانزستورًا ذا تأثير المجال. 
  12. ↑ GB 439457 أوسكار هايل : "تحسينات في أو متعلقة بالمضخمات الكهربائية وغيرها من ترتيبات وأجهزة التحكم" تم تقديمها لأول مرة في ألمانيا في 2 مارس 1934 
  13. ↑ آرنز، آر جي (أكتوبر 1998). "الترانزستور الآخر: التاريخ المبكر لترانزستور تأثير المجال المعدني-أكسيد-شبه الموصل" . مجلة العلوم الهندسية والتعليم . 7 (5): 233-240 . doi : 10.1049/esej:19980509 (غير نشط في 22 أغسطس 2025). مؤرشف من الأصل (PDF) في 25 يونيو 2017. تم الاسترجاع في 28 أكتوبر 2012 .{{cite journal}}: صيانة CS1: تم تعطيل DOI اعتبارًا من أغسطس 2025 ( رابط )
  14. ↑ براي، رالف " أصل أبحاث أشباه الموصلات في جامعة بوردو ". جامعة بوردو، قسم الفيزياء.
  15. ↑ ر. براي، مقابلة مع ب. هنريكسن، 14 مايو 1982، مكتبة نيلز بور، المعهد الأمريكي للفيزياء، نيويورك.
  16. ↑ لي، توماس هـ. (2003). تصميم الدوائر المتكاملة للترددات الراديوية بتقنية CMOS (ملف PDF) . مطبعة جامعة كامبريدج . رقم ISBN 978-1-139-64377-1تمت أرشفة هذا الملف من النسخة الأصلية (PDF) بتاريخ 9 ديسمبر 2019. تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 يوليو 2019 .
  17. ^ بويرز، روبرت. بالدي، ليفيو؛ فوردي، مارسيل فان دي؛ نوتين، سيباستيان إي. فان (2017). الإلكترونيات النانوية: المواد والأجهزة والتطبيقات، مجلدان . جون وايلي وأولاده . ص. 14. رقم ISBN  978-3-527-34053-8.
  18. ↑ دبليو إتش براتين، مدخل بتاريخ 15 ديسمبر 1947، دفتر ملاحظات المختبر، القضية رقم 38139-7. أرشيفات مختبرات بيل.
  19. ^ براتين، دخول بتاريخ 16 ديسمبر 1947 (المرجع نفسه)
  20. ↑ WS Gorton، "نشأة الترانزستور"، كتب في ديسمبر 1949 وكان من المقرر أن يكون المجلد 3 من تاريخ الهندسة والعلوم في نظام بيل.
  21. ^ فر 1010427 ه.ف. ماتاري/ه. ويلكر/ويستنجهاوس: "تم تقديم نظام بلوري جديد لأكثر من أقطاب كهربائية حقيقية لتأثيرات التتابع الإلكتروني" بتاريخ 13.08.1948 
  22. ↑ براءة الاختراع الأمريكية رقم 2673948، هـ. ف. ماتاري/هـ. ويلكر/ويستنجهاوس: "جهاز بلوري للتحكم في التيارات الكهربائية بواسطة شبه موصل صلب" FR، تاريخ الأولوية 13.08.1948 
  23. ↑ فان دورميل، أرماند (يونيو 2004). "الترانزستور "الفرنسي"" (ملف PDF) . وقائع مؤتمر IEEE لتاريخ الإلكترونيات لعام 2004، بليتشلي بارك . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 10 مارس 2012. تم الاطلاع عليه في 28 أكتوبر 2012 .
  24. ↑ صورة "ترانزيسترون" . متحف تاريخ الحاسوب
  25. ↑ جيرتنر، جون (2012). مصنع الأفكار: مختبرات بيل والعصر الذهبي للابتكار الأمريكي . نيويورك: بنغوين. ص 98. ISBN  978-0-14-312279-1.
  26. ↑ نشأة الترانزستور، مع مقدمة إضافية (فيديو من أرشيفات AT&T، نُشر في 19 يوليو 2012)
  27. ↑ Nobelprize.org – الترانزستور
  28. ↑ م. تانينباوم؛ ل. ب. فالديس؛ إ. بوهلر؛ ن. ب. هاناي (1955). " ترانزستورات الوصلة المزروعة من السيليكون من نوع n - p - n ". مجلة الفيزياء التطبيقية 26 (6): 686-692 . Bibcode : 1955JAP....26..686T . doi : 10.1063/1.1722071 .
  29. ↑ IEEE Spectrum، التاريخ المفقود للترانزستور، المؤلف: مايكل ريوردان ، مايو 2004، الصفحات 48-49.
  30. ↑ مجلة بيل سيستم التقنية، 35، 1-34، 1955.
  31. ↑ دابروفسكي، جاريك؛ موسيج، هانز-يواكيم (2000). "6.1. مقدمة" . أسطح السيليكون وتكوين الواجهات: العلوم الأساسية في العالم الصناعي . وورلد ساينتيفيك . ص 344-346 . ISBN  978-981-02-3286-3.
  32. ↑ هيوانغ، و.؛ زينينغر، ك.هـ. (2013). "2.2. التاريخ المبكر" . السيليكون: تطور ومستقبل التكنولوجيا . سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا . ص 26-28 . ISBN  978-3-662-09897-4.
  33. ↑ فيلدمان، ليونارد سي. (2001). "مقدمة" . الجوانب الأساسية لأكسدة السيليكون . سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا . ص 1-11 . ISBN  978-3-540-41682-1.
  34. ↑ "مارتن (جون) م. عطا الله" . قاعة مشاهير المخترعين الوطنيين . 2009. تم الاطلاع عليه في 21 يونيو 2013 .
  35. 1 2 "داوون كانغ" . قاعة مشاهير المخترعين الوطنيين . تم الاطلاع عليه في 27 يونيو 2019 .
  36. ↑ هاف، هوارد؛ ريوردان، مايكل (1 سبتمبر 2007). "فروش وديريك: بعد خمسين عامًا (مقدمة)" . واجهة الجمعية الكهروكيميائية . 16 (3): 29. doi : 10.1149/2.F02073IF . ISSN 1064-8208 . 
  37. 1 2 فروتش، سي جيه؛ ديريك، إل (1957). "حماية السطح والتغطية الانتقائية أثناء الانتشار في السيليكون" . مجلة الجمعية الكهروكيميائية . 104 (9): 547. doi : 10.1149/1.2428650 .
  38. ↑ لويك، بو (2007). تاريخ هندسة أشباه الموصلات . سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا . ص 120. ISBN  9783540342588.
  39. ↑ US2802760A ، لينكولن، ديريك وفروش ، كارل جيه، "أكسدة الأسطح شبه الموصلة من أجل الانتشار المتحكم فيه"، صدر في 13 أغسطس 1957 
  40. 1 2 3 لويك، بو (2007). تاريخ هندسة أشباه الموصلات . سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا . ص 120. ISBN  9783540342588.
  41. ↑ US 3025589 Hoerni, JA: "طريقة تصنيع أجهزة أشباه الموصلات" تم تقديمها في 1 مايو 1959 
  42. ↑ US 3064167 Hoerni, JA: "جهاز أشباه الموصلات" تم تقديمه في 15 مايو 1960 
  43. ↑ بونر، جين (4 مارس 2007). "بدأ التحول إلى الترانزستور في ألينتاون" . صحيفة ذا مورنينج كول . تم الاطلاع عليه في 10 يوليو 2023. في 1 أكتوبر 1951 ، بدأ تشغيل أول خط إنتاج تجاري للترانزستور في العالم في مصنع ويسترن إلكتريك في شارع يونيون بوليفارد في ألينتاون.
  44. ↑ الترانزستورات تدخل خدمة الهاتف ، سجل مختبر بيل، المجلد 30 (11)، ص 439 (نوفمبر 1952)
  45. 1 2 "طفل مشاغب" . مجلة تايم . 7 سبتمبر 1953. مؤرشف من الأصل في 14 نوفمبر 2007. تم الاطلاع عليه في 28 مايو 2009 .
  46. 1 2 موسكوفيتز، سانفورد ل. (2016). ابتكار المواد المتقدمة: إدارة التكنولوجيا العالمية في القرن الحادي والعشرين . جون وايلي وأولاده . ص 165-168 . ISBN  978-0-470-50892-3.
  47. ↑ ميلاني دابوفيتش (أسوشيتد برس) (6 مايو 2008). "وفاة مدير مختبرات سانديا السابق" . نيو مكسيكو: لاس كروسيس صن نيوز. مؤرشف من الأصل في 10 مايو 2008. تم الاطلاع عليه في 7 مايو 2008 .
  48. ↑ "مورغان سباركس" . بي بي إس . تم الاطلاع عليه في 6 مايو 2008 .
  49. ↑ radiomuseum.org
  50. ↑ صحيفة وول ستريت جورنال، "كرايسلر تعد براديو سيارة يعمل بالترانزستورات بدلاً من الصمامات في عام 1956"، 28 أبريل 1955، الصفحة 1
  51. ↑ "1955: راديو سيارة موبار من كرايسلر يعمل بالكامل بالترانزستور" . www.allpar.com . 16 نوفمبر 2020.
  52. ↑ "موبار 914-HR Ch= C-5690HR راديو سيارة فيلكو، فيلادلفيا" (بالألمانية). Radiomuseum.org . تاريخ الاطلاع: 24 نوفمبر 2021 .
  53. ↑ "التراث 1950-1959" . شركة FCA أمريكا الشمالية . مؤرشف من الأصل في 2 أبريل 2015.
  54. ↑ سكرابيك، كوينتين ر. الابن (2012). أهم 100 حدث في عالم الأعمال الأمريكي: موسوعة . ABC-CLIO. الصفحات 195-197 . ISBN  978-0-313-39863-6.
  55. ↑ سنوك، كريس جيه. (29 نوفمبر 2017). "الصيغة المكونة من 7 خطوات التي استخدمتها سوني للعودة إلى القمة بعد عقد ضائع" . Inc.
  56. ↑ ديفيد لين وروبرت لين (1994). أجهزة الراديو الترانزستورية: موسوعة لهواة الجمع ودليل الأسعار . شركة والاس-هومستيد للنشر. رقم ISBN 0-87069-712-9.الصفحات من 2 إلى 7
  57. ↑ كوزينسكي، سيفا (8 يناير 2014). "التعليم ومعضلة المبتكر" . وايرد . تم الاطلاع عليه في 14 أكتوبر 2019 .
  58. ↑ "كيفية بناء أجهزة استقبال ترانزستور تجريبية" . مجلة Popular Mechanics . المجلد 100، العدد 4. شيكاغو: شركة Popular Mechanics. أكتوبر 1953. الصفحات 246-248 .   
  59. ↑ غارنر، لو (نوفمبر 1957). "مضخم آلة ترانزستوري" . مجلة الميكانيكا الشعبية . المجلد 108، العدد 5. شيكاغو: شركة الميكانيكا الشعبية. الصفحات 160-162 .   
  60. ↑ جامعة مانشستر تحتفل بميلاد الحاسوب الحديث. مؤرشف بتاريخ 4 مايو 2012 على موقع Wayback Machine من موقع Computer50.org
  61. ↑ حاسوب الترانزستور
  62. ↑ فروتش، سي جيه؛ ديريك، إل (1957). "حماية السطح والتغطية الانتقائية أثناء الانتشار في السيليكون" . مجلة الجمعية الكهروكيميائية . 104 (9): 547. doi : 10.1149/1.2428650 .
  63. ↑ هاف، هوارد؛ ريوردان، مايكل (1 سبتمبر 2007). "فروش وديريك: بعد خمسين عامًا (مقدمة)" . واجهة الجمعية الكهروكيميائية . 16 (3): 29. doi : 10.1149/2.F02073IF . ISSN 1064-8208 . 
  64. ↑ US2802760A ، لينكولن، ديريك وفروش ، كارل جيه، "أكسدة الأسطح شبه الموصلة من أجل الانتشار المتحكم فيه"، صدر في 13 أغسطس 1957 
  65. ↑ فروتش، سي جيه؛ ديريك، إل (1957). "حماية السطح والتغطية الانتقائية أثناء الانتشار في السيليكون" . مجلة الجمعية الكهروكيميائية . 104 (9): 547. doi : 10.1149/1.2428650 .
  66. ↑ باسيت، روس نوكس (2007). إلى العصر الرقمي: مختبرات الأبحاث، والشركات الناشئة، وصعود تقنية MOS . مطبعة جامعة جونز هوبكنز . الصفحات 22-23 . ISBN  978-0-8018-8639-3.
  67. ↑ أتالا، م .؛ كانغ، د. (1960). "أجهزة سطحية مستحثة بالمجال من السيليكون وثاني أكسيد السيليكون". مؤتمر أبحاث أجهزة الحالة الصلبة IRE-AIEE .
  68. ↑ "1960 - عرض ترانزستور أشباه الموصلات المعدنية المؤكسدة (MOS)" . محرك السيليكون . متحف تاريخ الحاسوب . تم الاطلاع عليه في 16 يناير 2023 .
  69. ↑ كانغ، د. (1961). "جهاز سطحي من السيليكون وثاني أكسيد السيليكون" . مذكرة فنية لمختبرات بيل : 583-596 . doi : 10.1142/9789814503464_0076 . ISBN 978-981-02-0209-5.{{cite journal}}عدم توافق رقم ISBN / التاريخ ( مساعدة )
  70. ↑ لويك، بو (2007). تاريخ هندسة أشباه الموصلات . برلين، هايدلبرغ: سبرينغر-فيرلاغ برلين هايدلبرغ. ص 321. ISBN  978-3-540-34258-8.
  71. ↑ موتويوشي، م. (2009). "الوصلات البينية عبر السيليكون (TSV)". وقائع معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات . 97 (1): 43-48 . doi : 10.1109/JPROC.2008.2007462 . ISSN 0018-9219 . S2CID 29105721 .  
  72. ↑ "الترانزستورات تُبقي قانون مور حيًا" . EETimes . 12 ديسمبر 2018. تم الاطلاع عليه في 18 يوليو 2019 .
  73. 1 2 "من اخترع الترانزستور؟" . متحف تاريخ الحاسوب . 4 ديسمبر 2013. تم الاطلاع عليه في 20 يوليو 2019 .
  74. 1 2 هيتينجر، ويليام سي. (1973). "تكنولوجيا أشباه الموصلات المعدنية المؤكسدة". مجلة ساينتفك أمريكان . 229 (2): 48-59 . Bibcode : 1973SciAm.229b..48H . doi : 10.1038/scientificamerican0873-48 . ISSN 0036-8733 . JSTOR 24923169 .  
  75. ↑ سي. أ. ميد (فبراير 1966). "ترانزستور تأثير المجال ذو بوابة حاجز شوتكي" (ملف PDF) . وقائع معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات . 54 (2): 307-308 . رمز Bibcode : 1966IEEEP..54..307M . doi : 10.1109/PROC.1966.4661 .
  76. ↑ د. كانغ وإس إم سزي، "بوابة عائمة وتطبيقها على أجهزة الذاكرة"، مجلة بيل سيستم التقنية ، المجلد 46، العدد 4، 1967، الصفحات 1288-1295
  77. 1 2 "13 سيكستليون وما زال العد مستمراً: الطريق الطويل والمتعرج إلى أكثر القطع الأثرية البشرية تصنيعاً في التاريخ" . متحف تاريخ الحاسوب . 2 أبريل 2018. تم الاطلاع عليه في 28 يوليو 2019 .
  78. ↑ بيكر، ر. جاكوب (2011). CMOS: تصميم الدوائر، والتخطيط، والمحاكاة . جون وايلي وأولاده . ص 7. ISBN  978-1-118-03823-9.
  79. ↑ "1960 - عرض ترانزستور أشباه الموصلات المعدنية المؤكسدة (MOS)" . محرك السيليكون . متحف تاريخ الحاسوب .
  80. ↑ فروتش، سي جيه؛ ديريك، إل (1957). "حماية السطح والتغطية الانتقائية أثناء الانتشار في السيليكون" . مجلة الجمعية الكهروكيميائية . 104 (9): 547. doi : 10.1149/1.2428650 .
  81. ↑ هوارد ر. داف (2001). "جون باردين وفيزياء الترانزستور". وقائع مؤتمر AIP . المجلد 550. الصفحات 3-32 . doi : 10.1063/1.1354371 .  
  82. ↑ "1963: اختراع دائرة MOS التكميلية" . متحف تاريخ الحاسوب . تم الاطلاع عليه في 6 يوليو 2019 .
  83. ↑ ساه، تشيه-تانغ ؛ وانلاس، فرانك ( 1963). منطق النانوواط باستخدام ثلاثيات أشباه الموصلات المعدنية المؤكسدة ذات التأثير الحقلي . مؤتمر IEEE الدولي للدوائر المتكاملة الصلبة لعام 1963. ملخص الأوراق التقنية. المجلد السادس. الصفحات 32-33 . doi : 10.1109/ISSCC.1963.1157450 .  
  84. 1 2 "1968: تطوير تقنية بوابة السيليكون للدوائر المتكاملة" . متحف تاريخ الحاسوب . تم الاطلاع عليه في 22 يوليو 2019 .
  85. ↑ تشان، يي-جين (1992). دراسات حول ترانزستورات تأثير المجال ذات البنية غير المتجانسة InAIAs/InGaAs و GaInP/GaAs لتطبيقات السرعة العالية . جامعة ميشيغان . ص 1. لقد أحدث ترانزستور تأثير المجال ذو البنية السيليكونية (Si MOSFET) ثورة في صناعة الإلكترونيات، ونتيجة لذلك، يؤثر على حياتنا اليومية في كل جانب تقريبًا. 
  86. ↑ "إعادة التفكير في كثافة الطاقة باستخدام نيتريد الغاليوم" . التصميم الإلكتروني . 21 أبريل 2017. تم الاطلاع عليه في 23 يوليو 2019 .
  87. ↑ جرانت، دنكان أندرو؛ جوار، جون (1989). ترانزستورات MOSFET للطاقة: النظرية والتطبيقات . وايلي . ص 1. ISBN  978-0-471-82867-9يُعد ترانزستور تأثير المجال لأشباه الموصلات المعدنية المؤكسدة (MOSFET) أكثر الأجهزة النشطة استخدامًا في التكامل واسع النطاق جدًا للدوائر الرقمية المتكاملة (VLSI). خلال سبعينيات القرن الماضي، أحدثت هذه المكونات ثورة في معالجة الإشارات الإلكترونية وأنظمة التحكم والحواسيب.
  88. ↑ "ملاحظات المدير يانكو في المؤتمر الدولي للملكية الفكرية لعام 2019" . مكتب براءات الاختراع والعلامات التجارية بالولايات المتحدة . 10 يونيو 2019. تم الاطلاع عليه في 20 يوليو 2019 .
  89. 1 2 كولينج، جان بيير؛ جرير، جيمس سي. (2016). ترانزستورات الأسلاك النانوية: فيزياء الأجهزة والمواد في بُعد واحد . مطبعة جامعة كامبريدج . ص 2. ISBN  978-1-107-05240-6.
  90. ↑ "1964 - طرح أول شريحة MOS تجارية" . متحف تاريخ الحاسوب .
  91. ↑ "السلحفاة من الترانزستورات تفوز بالسباق - ثورة متحف تاريخ الحاسوب" . متحف تاريخ الحاسوب . تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 يوليو 2019 .
  92. ↑ كيلبي، جيه إس (2007). "دوائر إلكترونية مصغرة [ براءة اختراع أمريكية رقم 3,138,743 ] " . نشرة جمعية دوائر الحالة الصلبة التابعة لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات . 12 (2): 44-54 . doi : 10.1109/N-SSC.2007.4785580 . ISSN 1098-4232 . 
  93. ↑ "أخبار التصميم" . أخبار التصميم . 27 ( 1-8 ). شركة كاهنرز للنشر: 275. 1972. اليوم، وبموجب عقود مع حوالي 20 شركة كبرى، نعمل على ما يقرب من 30 برنامجًا للمنتجات - تطبيقات تقنية MOS/LSI للسيارات والشاحنات والأجهزة المنزلية وآلات الأعمال والآلات الموسيقية وملحقات الكمبيوتر وآلات تسجيل النقد والآلات الحاسبة ومعدات نقل البيانات والاتصالات.
  94. ↑ تصميم الحالة الصلبة - المجلد 6. دار هورايزون هاوس. 1965.
  95. ↑ "روبرت دينارد" . موسوعة بريتانيكا . تم الاطلاع عليه في 8 يوليو 2019 .
  96. ↑ "1971: تقديم ذاكرة القراءة فقط لأشباه الموصلات القابلة لإعادة الاستخدام" . متحف تاريخ الحاسوب . تم الاطلاع عليه في 19 يونيو 2019 .
  97. ↑ "1971: دمج المعالج الدقيق لوظيفة وحدة المعالجة المركزية على شريحة واحدة | محرك السيليكون" . متحف تاريخ الحاسوب . تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 يوليو 2019 .
  98. ↑ كوشمان، روبرت هـ. (20 سبتمبر 1975). "معالجات دقيقة من الجيل الثاني والنصف - قطع غيار بقيمة 10 دولارات تؤدي أداءً مماثلاً للمعالجات الصغيرة منخفضة التكلفة" (ملف PDF) . EDN.
  99. 1 2 نايجل توت. "شارب كيو تي-8 دي "مايكرو كومبيت" " . متحف الآلات الحاسبة القديمة على الإنترنت . تم الاطلاع عليه في 29 سبتمبر 2010 .
  100. 1 2 3 "آلات حاسبة يدوية" . متحف الآلات الحاسبة القديمة على الإنترنت . تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 يوليو 2019 .
  101. ↑ مالمستاد، هوارد ف.؛ إنكي، كريستي ج.؛ كراوتش، ستانلي ر. (1994). إقامة الاتصالات الصحيحة: الحواسيب الصغيرة والأجهزة الإلكترونية . الجمعية الكيميائية الأمريكية . ص 389. ISBN  978-0-8412-2861-0لقد ساهمت البساطة النسبية ومتطلبات الطاقة المنخفضة لترانزستورات MOSFET في تعزيز ثورة الحواسيب الصغيرة الحالية .
  102. 1 2 "أساسيات MOSFET للطاقة" (ملف PDF) . شركة ألفا وأوميغا لأشباه الموصلات . تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 يوليو 2019 .
  103. ↑ "تقنية إمداد الطاقة - محولات التيار المستمر/المستمر الخافضة للجهد" . شركة ماوزر للإلكترونيات . تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 أغسطس 2019 .
  104. ↑ جرانت، دنكان أندرو؛ جوار، جون (1989). ترانزستورات MOSFET للطاقة: النظرية والتطبيقات . وايلي. ص 239. ISBN  978-0-471-82867-9.
  105. ↑ إيروين، ج. ديفيد (1997). دليل الإلكترونيات الصناعية . مطبعة سي آر سي . ص 218. ISBN  978-0-8493-8343-4.
  106. ↑ هالفيكري، غاريث. "باحثون يبنون أول ترانزستور خشبي في العالم، بهدف التحكم في الأنظمة الإلكترونية" . Hackster.io . تم ​​الاطلاع عليه بتاريخ 30 أبريل 2023 .

الكتب والأدب