transistor)

آلية عمل الشاشات الحاسوبية هي تحويل إشارة رقمية من الحاسوب إلى صورة مرئية على الشاشة باستخدام شبكة من البكسلات الملونة. يتم إضاءة البكسلات من خلال توليد إشارات جهد كهربائي على شاشة التحكم الخاصة بها.

الشاشات الحديثة عادة ما تعتمد على تقنية TFT (Thin Film Transistor) لتحسين جودة الصورة وزيادة سطوع الشاشة وتوفير زوايا عرض أفضل. هناك أيضاً تقنية IPS (In-Plane Switching) التي توفر زوايا عرض أرحب وخلفية أكثر استقراراً.

تتوفر الشاشات بأحجام مختلفة. الشاشات الأكبر أكثر مناسبة للألعاب والعمليات التي تتطلب مساحة عرض كبيرة، في حين أن الشاشات الأصغر تكون مناسبة للأجهزة المحمولة ووحدات المعالجة المركزية الصغيرة.

تعد شاشات اللاعبين الاحترافيين والمصممين الرسوميين هي الأفضل في الأداء والجودة، ويفضل استخدام شاشات الترفيه بأحجام كبيرة في المنازل لمشاهدة تجارب مشاهدة أفضل. من بين أفضل الشاشات المتوفرة حاليًا هي شاشة LG 34GK950F UltraWide و شاشة Dell Alienware AW3418DW UltraWide و شاشة Asus ROG Swift PG279QZ.

شاشة TFT هي اختصار لـ Thin Film Transistor، وهي نوع من الشاشات المسطحة التي تعتمد على تقنية TFT لتحسين جودة الصور والألوان. تستخدم تقنية TFT عددًا من العناصر الإلكترونية الصغيرة الموجودة خلف الشاشة والتي تتحكم في تدفق تيار الكهرباء الذي يتحكم في تشغيل البكسلات على الشاشة وتحديثها بشكل سريع جدًا. وتوفر شاشات TFT صورة واضحة ومشرقة، وتتمتع بزاوية رؤية واسعة ومنخفضة في استهلاك الطاقة. لذلك تُستخدم عادة في أجهزة العرض الإلكترونية مثل الهواتف المحمولة والأجهزة اللوحية والحواسيب المحمولة.

تقنيات تصميم الشاشات الإلكترونية تتضمن:

1- TFT (Thin Film Transistor): تقنية تصميم شاشات مصفوفة من عدة قطع TFT تعمل على تنظيم تدفق التيار الكهربائي الذي يمر في كل بكسل وتحريك البلورات السائلة لعرض الصورة.

2- OLED (Organic Light Emitting Diode): تقنية عرض الصور المرتبطة بالكريستالات السائلة التي تعرض الصورة بواسطة إضاءة عناصر OLED الموجودة في الشاشة.

3- LED (Light Emitting Diode): تقنية عرض الصور باستخدام المصابيح الصمام الثنائي الذي ينير الشاشة بواسطة عدة لمبات LED.

4- QLED (Quantum Dot Light Emitting Diode): تقنية شاشات LED المطورة، حيث يعمل اللون الأبيض للشاشة بواسطة جزيئات الكميات الضوئية.

5- AMOLED (Active Matrix Organic Light Emitting Diode): تقنية OLED المطورة، حيث تستخدم مصفوفة إضافية تحتوي على TFT لتحكم بالإضاءة وتجعل الشاشة أكثر إشراقًا وتباينًا.

تعتبر الترانزستور ثنائية الاتجاه (بالإنجليزية: Bipolar Junction Transistor) من الأنواع الأكثر شيوعًا في الإلكترونيات، وهناك ثلاثة أنواع رئيسية للترانزستور ثنائية الاتجاه، وهي:

1- NPN: يتم تركيب طبقة من النوع N مُحاطة بطبقتين من النوع P.

2- PNP: يتم تركيب طبقة من النوع P مُحاطة بطبقتين من النوع N.

3- Darlington: هو عبارة عن تجمع لاثنين من الترانزستورات الثنائية الاتجاه متوازيين، حيث يتم توصيل قاعدة أحدهم بالمصدر (الكوليكتور) للآخر.

هناك ثلاثة أنواع رئيسية للترانزستور من حيث الشكل الخارجي:

1. الترانزستور ذو الثنائيات النفقية (Tunnel Diode Transistor): وهو يتميز بوجود ثنائي نفقي في الدائرة الداخلية للترانزستور، ويتم استخدامه في تطبيقات الأجهزة الفائقة السرعة.

2. الترانزستور ذو البوابة المشتركة (Common Source Transistor): وهو الأكثر استخداماً في الدوائر الإلكترونية ويتميز بوجود مصدر في الدائرة الداخلية للترانزستور.

3. الترانزستور ذو القاعدة المشتركة (Common Base Transistor): ويتميز بوجود قاعدة في الدائرة الداخلية للترانزستور، ويستخدم عادة في المراحل المؤثرة بالتكبير (Amplifying Stage) في الدوائر الإلكترونية.

الترانزستور الثنائي الفينولي (Phenolic Transistor) هو نوع من الترانزستورات المصنوعة من مادة الفينوليك مع طبقة رقيقة من المعدن على كلا الجانبين. وتستخدم هذه الترانزستورات في التطبيقات الإلكترونية الأساسية مثل الطاقة والتكاملية الإلكترونية وتطبيقات الأجهزة الصوتية والتحكم في المحركات وأجهزة الاستشعار. يتمتع الترانزستور الثنائي الفينولي بمزايا مثل التحمل العالي للحرارة والقابلية للتحميل العالي.

هناك عدة أنواع من الترانزستور، ومن بينها:

1- الترانزستور ذو المفتاح الثنائي (Bipolar Junction Transistor): يتكون من ثلاث طبقات نصف موصلة، ويتم تصنيعه من خلال ترسيب طبقات مختلفة على بعضها البعض، ويتميز بقدرته على العمل كمفتاح أو كمضخم.

2- الترانزستور الميداني (Field Effect Transistor): يتكون من طبقة نصف موصلة واحدة، ويستخدم في العديد من التطبيقات مثل دوائر العزل والتشويش والتحكم في الطاقة.

3- الترانزستور الثنائي الميداني (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor): يتميز بسهولة التصنيع والتحكم فيه، ويستخدم في العديد من الأجهزة الإلكترونية مثل المعالجات والذواكر الحديثة.

4- الترانزستور الثنائي الطليعي (Heterojunction Bipolar Transistor): يتميز بسرعة عالية وكفاءة أفضل، ويستخدم في تطبيقات النطاق العالي للترددات مثل الرادار والاتصالات اللاسلكية.

5- الترانزستور الثنائي الثلاثي الأبواب (Tri-gate Transistor): يتميز بسرعة عالية واستهلاك طاقة منخفض، ويستخدم في معالجات الحاسوب الحديثة لزيادة الأداء وتحسين كفاءة استهلاك الطاقة.

تختلف الرموز المستخدمة للترانزستور حسب نوعه ووظيفته، ولكن بشكل عام يمكن تلخيصها كما يلي:

– بالنسبة للترانزستورات الثنائية القطب (Bipolar Junction Transistor)، يستخدم عادة ثلاثة رموز لتمييز المنطقة الأساسية (Base) والمنطقة الجامدة الإشباعية (Emitter) والمنطقة الجامدة العكوسة (Collector)، وهي الرموز E وB وC على التوالي.
– أما بالنسبة للترانزستورات الميدانية (Field Effect Transistor)، فيستخدم رمز FET لتمييزها، ويمكن أن يكون لها رموز إضافية تعبر عن وظيفتها ونوعها وميزاتها الأخرى.
– وللترانزستورات القابلة للتحكم الثنائية القطب (Darlington Transistor)، يستخدم عادة رمز دارلينغتون (Dar) لتمييزها.
– وهناك أيضاً ترانزستورات ذات المنطقة المعزولة (Isolated Gate Bipolar Transistor)، والتي تستخدم رمز IGBT لتمييزها.

التقاط في الترانزستور (Transistor Saturation) هو حالة يدخل فيها الترانزستور في الوضع الثالث (saturation region)، ويحدث ذلك عندما يكون التيار الجمعي المار في الترانزستور كبيراً جداً ويصل إلى الحد الأقصى الذي يمكنه تحمله. في هذه الحالة، يصبح الترانزستور موصل تام، ولن يكون قادراً على تكبير التيار الجمعي المار فيه، وبالتالي فإن أي اشارة تمر عبره لن تتغير وستبقى بلا تغيير.

الترانزستور المقاوم (Resistor Transistor Logic) هو نوع من التكنولوجيا المستخدمة في تصميم الدوائر الإلكترونية، حيث يتم استخدام المقاومات والترانزستورات لتنفيذ وظائف المنطق المنطقي. وتتميز هذه التقنية بأنها بسيطة ورخيصة التكلفة وتستخدم في الدوائر الرقمية البسيطة. ومن عيوبها أنها تستهلك طاقة كبيرة ولا تصلح لتصميم الدوائر الكبيرة والمعقدة.