الالكترونيات ذات الحالة الصلبة
الإلكترونيات ذات الحالة الصلبة هي إلكترونيات أشباه الموصلات : وهي المعدات الإلكترونية التي تستخدم أجهزة أشباه الموصلات مثل الترانزستورات والثنائيات والدوائر المتكاملة (ICs). [1] [2] [3] [4] [5] ويُستخدم المصطلح أيضًا كصفة للأجهزة التي تحل فيها الإلكترونيات أشباه الموصلات التي لا تحتوي على أجزاء متحركة محل الأجهزة ذات الأجزاء المتحركة، مثل مرحل الحالة الصلبة ، حيث تُستخدم مفاتيح الترانزستور بدلاً من مرحل كهروميكانيكي بذراع متحرك ، أو محرك الحالة الصلبة (SSD)، وهو نوع من ذاكرة أشباه الموصلات المستخدمة في أجهزة الكمبيوتر لتحل محل محركات الأقراص الصلبة ، والتي تخزن البيانات على قرص دوار. [6]
تاريخ
أصبح مصطلح الحالة الصلبة شائعًا في بداية عصر أشباه الموصلات في ستينيات القرن العشرين لتمييز هذه التكنولوجيا الجديدة. يعمل جهاز أشباه الموصلات عن طريق التحكم في تيار كهربائي يتكون من إلكترونات أو ثقوب تتحرك داخل قطعة بلورية صلبة من مادة شبه موصلة مثل السيليكون ، بينما تعمل الأنابيب المفرغة الحرارية التي حلت محلها عن طريق التحكم في تيار من الإلكترونات أو الأيونات في فراغ داخل أنبوب محكم الغلق.
على الرغم من أن أول جهاز إلكتروني ذو حالة صلبة كان كاشف شارب القط ، وهو صمام ثنائي أشباه موصلات بدائي تم اختراعه حوالي عام 1904، إلا أن إلكترونيات الحالة الصلبة بدأت باختراع الترانزستور في عام 1947. [7] قبل ذلك، استخدمت جميع المعدات الإلكترونية الأنابيب المفرغة ، لأن الأنابيب المفرغة كانت المكونات الإلكترونية الوحيدة التي يمكنها التضخيم - وهي قدرة أساسية في جميع الإلكترونيات. يمكن للترانزستور، الذي اخترعه جون باردين ووالتر هاوزر براتين أثناء العمل تحت إشراف ويليام شوكلي في مختبرات بيل في عام 1947، [8] أيضًا التضخيم واستبدال الأنابيب المفرغة. تم تطوير أول نظام هاي فاي ترانزستور بواسطة مهندسين في شركة جنرال إلكتريك وتم عرضه في جامعة فيلادلفيا في عام 1955. [9] من حيث الإنتاج التجاري، كان Fisher TR-1 أول مكبر صوت مسبق "كامل الترانزستور" ، والذي أصبح متاحًا في منتصف عام 1956. [10] في عام 1961، أصدرت شركة تدعى Transis-tronics مكبرًا صوتيًا للحالة الصلبة، وهو TEC S-15. [11]
أدى استبدال الصمامات المفرغة الضخمة والهشة والمتعطشة للطاقة بالترانزستورات في الستينيات والسبعينيات من القرن العشرين إلى إحداث ثورة ليس فقط في التكنولوجيا ولكن في عادات الناس، مما أتاح إمكانية ظهور أول إلكترونيات استهلاكية محمولة حقًا مثل راديو الترانزستور ومشغل أشرطة الكاسيت وجهاز الاتصال اللاسلكي وساعة الكوارتز ، بالإضافة إلى أول أجهزة كمبيوتر وهواتف محمولة عملية . ومن الأمثلة الأخرى على الأجهزة الإلكترونية ذات الحالة الصلبة شريحة المعالج الدقيق ومصباح LED والخلية الشمسية ومستشعر الصور لجهاز اقتران الشحنة (CCD) المستخدم في الكاميرات والليزر شبه الموصل .
كما تحول مصنعو أجهزة التلفاز خلال الستينيات والسبعينيات من القرن العشرين من استخدام الصمامات المفرغة إلى أشباه الموصلات، وأعلنوا عن أجهزة التلفاز باعتبارها "صلبة بنسبة 100%" [12] على الرغم من أن أنبوب أشعة الكاثود (CRT) كان لا يزال أنبوبًا مفرغًا. وهذا يعني أن الهيكل فقط كان صلبًا بنسبة 100%، ولا يشمل أنبوب أشعة الكاثود. وقد أوضحت الإعلانات المبكرة هذا التمييز، [13] ولكن الإعلانات اللاحقة افترضت أن الجمهور قد تم تثقيفه بالفعل بشأنه واختصرته إلى "صلبة بنسبة 100%". ويمكن القول إن شاشات LED صلبة بنسبة 100% حقًا. [14]
انظر أيضا
- فيزياء المادة المكثفة
- صمام ثنائي ليزر
- علم المواد
- جهاز أشباه الموصلات
- خلية شمسية
- فيزياء الحالة الصلبة
- دائرة متكاملة لإدارة الطاقة
مراجع
- ^ Murty, BS; Shankar, P.; Raj, Baldev; et al. (2013). Textbook of Nanoscience and Nanotechnology. Springer Science and Business Media. ص 108-109. ISBN 978-3642280306. تم أرشفة النسخة الأصلية في 2017-12-29.
- ^ بابادوبولوس، كريستو (2013). الأجهزة الإلكترونية ذات الحالة الصلبة: مقدمة. مجلة سبرينغر للعلوم والأعمال التجارية. ص 5-6. رقم ISBN 978-1461488361. تم أرشفة النسخة الأصلية في 2017-12-29.
- ^ فوغان، فرانسيس (22 فبراير 2012). "لماذا التعبير "الحالة الصلبة" بدلاً من "الصلبة" ببساطة؟". لوحة رسائل StraightDope (قائمة بريدية). مؤرشف من الأصل في 7 ديسمبر 2017. تم الاسترجاع في 5 ديسمبر 2017 .
- ^ "ماذا تعني الحالة الصلبة فيما يتعلق بالإلكترونيات؟". How Stuff Works . InfoSpace Holdings LLC. 2017. مؤرشف من الأصل في 7 ديسمبر 2017. تم الاسترجاع في 5 ديسمبر 2017 .
- ^ "جهاز الحالة الصلبة". موسوعة بريتانيكا على الإنترنت . Encyclopædia Britannica Inc. 2017. مؤرشف من الأصل في 1 أغسطس 2017. تم الاسترجاع في 5 ديسمبر 2017 .
- ^ كامباردو، جيوفاني؛ تيزياني، فيديريكو؛ إياكولو، ماسيمو (2011). تخزين كتلة الذاكرة. سبرينغر العلوم والإعلام التجاري. ص. 85. ردمك 978-3642147524. تم أرشفة النسخة الأصلية في 2017-12-29.
- ^ Papadopoulos (2013) Solid-State Electronic Devices: An Introduction Archived 2017-12-29 at the Wayback Machine , p. 11, 81-83
- ^ مانويل، كاستلز (1996). عصر المعلومات: الاقتصاد والمجتمع والثقافة . أكسفورد: بلاكويل. ISBN 978-0631215943. OCLC 43092627.
- ^ سوراب ك. غاندي؛ فيرنون ماثيس؛ إدوارد كيونجيان؛ ريتشارد شيا؛ وآخرون (1957) أول نظام هاي فاي ترانزستوري في العالم
- ^ إعلان High Fidelity، مارس 1956، ص 9
- ^ مجلة إعلان الصوت، أغسطس 1961، ص 44
- ^ "كتاب أمنيات عيد الميلاد لعام 1975 من شركة سيرز". سيرز . 1975. ص. 378. تم استرجاعه في 2023-12-07 .
- ^ "إعلان RCA في مجلة Life". 1971-10-30 . تم الاسترجاع في 2023-12-07 .
- ^ Feng, Zhe Chuan, ed. (2017). Handbook of Solid-State Lighting and LEDs. Taylor & Francis . doi :10.1201/9781315151595. ISBN 978-1-315-15159-5. تم الاسترجاع بتاريخ 2023-12-07 .
