الفيزياء

الكميات ألفا وبيتا والعلاقة بينهما

2013 تبسيط علم الإلكترونيات

ستان جيبيليسكو

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الفيزياء

يمكننا أن نصف تغيّرات التيّار في ترانزستور ثنائي القطبية بواسطة تقسيم الفرق في على الفرق في الذي يحدث عندما نطبِّق إشارةً صغيرةً على الباعث في ترانزستور مع كون القاعدة متّصلة بالتأريض الكهربائي (أو موضوعة في نفس فرق الفولطية مثل التأريض الكهربائي).

ونسمّي هذه النسبة ألفا، ونرمز إليها بالحرف اليوناني ألفا بحالة الحرف الصغير المائل (α).

دعونا نختصر العبارة "الفرق في" من طريق كتابة الحرف اليوناني دلتا بحالة الحرف الكبير غير المائل (Δ). عندها نستطيع رياضياً أن نضع التعريف التالي:

 

 يسمّي المهندسون والتقنيون هذه الكميةَ باسم اكتساب التيّار الديناميكي (Dynamic Current Gain) للترانزستور في حالة تأريض القاعدة.

وفي هذا السياق، يعني المصطلحُ "اكتساب" عاملَ التضخيم (Amplification Factor). وتكون قيمة ألفا من أجل أيّ ترانزستور دائماً أقلّ من 1 في دارةٍ يمرّ فيها تيّار المجمِّع في جزءٍ على الأقلّ من دورة إشارة دخل التيّار المتناوب.

 وذلك لأنه كلّما طبَّقنا إشارةً عند الدخل، فإنّ القاعدة "تنزف" Bleeded off [تفيض] على الأقل في جزء صغير من التيّار القادم من الباعث قبل أن يظهر عند المجمِّع. ومن الناحية التقنية، تشكِّل ألفا فقداً (Current Loss) (ضياعاً)  (Negative Gain)للتيّار (اكتساباً سلبياً).

 

فكرة مفيدة: في ترانزستور في حالة قطع، حيث تبقى إشارة دخل التيّار المتناوب أكثر ضعفاً من أن تنتج تيّارَ مجمِّعٍ خلال أيّ جزءٍ من الدورة، لا نستطيع من الناحية التقنية تعريف ألفا لأنّ  تساوي الصفر و تساوي الصفر.

 

بيتا

إننا نحصل على تعريفٍ ممتازٍ لتضخيم التيّار من أجل "إشارات العالَم الحقيقي" (Real World Signals) عندما نقسِّم الفرق في على الفرق في الذي يحدث عندما نطبِّق إشارةً صغيرةً على القاعدة في ترانزستور مع كون الباعث عند التأريض الكهربائي.

وحينذاك نحصل على اكتساب التيّار الديناميكي في حالة تأريض الباعث. ندعو هذه النسبة باسم بيتا، ونرمز إليها بالحرف اليوناني بيتا بحالة الحرف الصغير المائل (β).

ومن جديد، دعونا نختصر العبارة "الفرق في" عن طريق كتابة (Δ). عندها سيكون لدينا:

تستطيع بيتا الترانزستور أن تتجاوز قيمة الواحد. وفي بعض الظروف تستطيع أن تبلغ قيماً تدخل في مرتبة المئات.

بينما في ظروفٍ أخرى، يمكننا أن نلاحظ بيتا قيمتها أقلّ من 1. يمكن أن نحصل على بيتا أصغر من 1، إذا طبَّقنا انحيازاً على الترانزستور بشكلٍ خاطئ، أو إذا اخترنا النوع الخاطئ من الترانزستورات من أجل تطبيقٍ معيَّن، أو إذا حاولنا أن نشغِّل الترانزستور عند تردّد إشارة عالٍ أكثر من اللزوم.

 

فكرة مفيدة: في ترانزستور في حالة قطع، حيث لا تغدو إشارة دخل التيّار المتناوب أبداً قويّةً إلى درجةٍ تكفي لأن تنتج تيّارَ مجمِّعٍ خلال أيّ جزءٍ من الدورة، تكون بيتا مساويةً للصفر لأنّ  تساوي الصفر بينما  لديها نوعٌ من القيمة المحدودة (حتى لو كانت ضئيلةً جداً) بسبب "التسرّب".

كيفية العلاقة بين ألفا وبيتا

كلّما مرَّ تيّار قاعدة غير معدوم في ترانزستور ثنائي القطبية، فإننا نكون قادرين على حساب بيتا بدلالة ألفا باستخدام الصيغة التالية:

ونكون قادرين على حساب ألفا بدلالة بيتا باستخدام الصيغة التالية:

وإذا كنتَ رياضياً، فستكون قادراً على اشتقاق كلا الصيغتَين السابقتَين من حقيقة أنه – في أية لحظة من الزمن- يكون تيّار المجمّع مساوياً لتيّار الباعث منقوصاً منه تيّار القاعدة. أي:

مجلة العلوم
‫‪الخلايا التائية لدى مرضى فيروس كورونا " تبشر بالخير" للمناعة طويلة الأمد
قلم:      ميتش ليزلي
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
الخلايا التائية أو الخلايا T T cellsهي من أقوى أسلحة الجهاز المناعي، ولكن أهميتها في محاربة الفيروس سارس-كوف-2 SARS-CoV-2، لم تكن واضحة حتى الآن. حاليًا تظهر دراستان أن الأشخاص المصابين لديهم خلايا تائية تستهدف الفيروس، مما يساعدهم على الشفاء منه. كما وجدت كلتا الدراستين أن بعض الأشخاص الذين لم يصابوا قطُ بالفيروس سارس-كوف-2 يمتلكون هذه الدفاعات الخلوية، على الأغلب لأنهم أصيبوا من قبل ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪أنظمة ذكاء اصطناعي تهدف إلى العثور على تفشيات فيروس كورونا
قلم:      أدريان تشو
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة

لم يكن البشر أول من أطلق الإنذار العالمي حول جائحة كوفيد-19 COVID-19 وإنما كان حاسوبًا. HealthMap، هو موقع على الإنترنت يشغله مستشفى بوسطن للأطفال Boston Children’s Hospital، يستخدم الذكاء الاصطناعي AI لمسح وسائل التواصل الاجتماعي، والتقارير الإخبارية، وعمليات البحث على الإنترنت، وغيرها من البيانات، بحثًا عن علامات على فاشيات مرضية. وفي تاريخ 30 ديسمبر 2019 اكتشف الموقع تقريرًا ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪عناقيد الحالات: لغز رئيسي من ألغاز جائحة كورونا
قلم:      كاي كوبفرشميدت
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
تغطية مجلة ساينس Science لكوفيد-19 بدعم من مركز بوليتزر Pulitzer Centre
في 10 مارس، عندما التقى 61 شخصًا للتدريب على التراتيل بكنيسة  في ماونت فيرنون بواشنطن، بدا كل شيء طبيعيًا. ولمدة ساعتين ونصف الساعة أنشد المنشدون، وتناولوا الكعك والبرتقال، وأنشدوا مرة أخرى. ولكن أحدهم كان يعاني منذ ثلاثة أيام ما يبدو كأنه زكام، والذي تبين فيما بعد أنه كوفيد-19 COVID-19. وفي 12 مايو نشرت ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪هل أنت سجين "غرف الصّدى"؟
. عمّار العاني باحث في المعلوماتية وتأثير وسائل التواصل الاجتماعي، سورية
في الوقت الذي تظهر فيه معظم الأبحاث العلمية أن ظاهرة الاحترار العالمي والتغير المناخي حقيقة مؤكدة، فإن نحو 15% من الجمهور لا يصدق هذه النظرية ويعتبرها خدعة من قبل الحكومات. وتظهر الإحصاءات أن نحو 5% من الأهالي يمتنعون عن تقديم اللقاحات الأساسية لأطفالهم إيماناً منهم بأخطارها، على الرغم من التوافق شبه الكامل في الأوساط الطبية على أن هذه المخاوف لا أساس لها.
   ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪"سرعة خاطفة": جهود أمريكية لإنتاج اللقاح تخرجإلى العلن
قلم:       جون كوهين
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
الحكمة المتعارف عليها هي أن إنتاج لقاح لكوفيد-COVID-19 19 لن يكون ممكنا قبل سنة على الأقل من الآن، ولكن جهود الجهات التنظيمية في حكومة الولايات المتحدة، والتي تعرف بعملية السرعة الخاطفة  Operation Warp Speed أو أسرع من الضوء، لا تنطبق عليها هذه الحكمة التقليدية. وهذا المشروع،  المبهم حتى الآن، والذي من المرجح أن يُعلِن عنه البيت الأبيض رسميًا في الأيام القادمة، سيختار مجموعة متباينة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪الإشكاليات الطبية لمرض كوفيد 19
. جمال المطر اختصاصي في أمراض الأذن والأنف والحنجرة، الكويت
تعد الكائنات الحية الدقيقة والفيروسات من العوامل الممرضة الشائعة للإنسان، ويتميز بعضها عن بعض بعدد من الخصائص والسمات. فبعض الفيروسات يصيب النباتات وبعضها يصيب الحيوانات، وهناك أنواع تصيب الإنسان مسببة له أمراضاً متنوعة مثل متلازمة عوز نقص المناعة المكتسبة الإيدز، والتهاب الكبد الفيروسي، والحصبة. ويشهد العالم حاليا أول جائحة يسببها فيروس كورونا الذي ينتمي إلى فصيلة فيروسات واسعة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪المادة السلبية.. أسرع من إيقاع الضوء والزمن
.أحمد مغربي طبيب ومترجم وكاتب متخصص بالموضوعات العلمية، لبنان
هل يمكن السفر بأسرع من الضوء؟ إذا كان إيقاع الزمن يسير بسرعة الضوء، وفق نظرية آينشتاين عن النسبية، ألا يكون التحرك بسرعة الضوء أو أكثر سفراً في الزمن أيضاً؟ أليس بموجب معادلة آينشتاين الشهيرة عن المادة والطاقة E=a.mc2 تتبدد المادة وتتحوّل إلى طاقة صرفة عندما تصل إلى التحرّك بسرعة الضوء، فكيف يمكن التنقل أسرع من الضوء من دون حدوث ذلك؟
 يألف عُشاق السينما أفلاماً عن آلة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪فيروس كورونا المستجد .. ماهية الفيروسات والمتلازمات التنفسية
حمد عبد الحميد إعلامي وكاتب، الكويت
لا يزال العالم منشغلا منذ بداية العالم الحالي بالتطورات المرتبطة بانتشار فيروس كورونا، والإصابات التي يحدثها، والوفيات الناجمة عنه، والآثار الاقتصادية السلبية، والتداعيات الكارثية التي يمكن أن يخلفها على جميع المجالات في حال استمراره مدة طويلة من دون التوصل إلى علاج مناسب له. ومنذ الإعلان عن خطورة الفيروس، واحتمال تحوله إلى وباء عالمي، سارعت جهات عدة، في مقدمتها منظمة الصحة العالمية، إلى نشر الإجراءات ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪الحوسبة الحديثة .. كيف تقود المعركة ضد فيروس كورونا المستجد؟
. محمد حلمي باحث في مجال المعلوماتية الحيوية، كندا
عانت البشرية على مدار قرون هجمات متتالية من أوبئة حصدت ملايين الأرواح، لكن في العصر الحديث تسلحت البشرية بمجموعة من الأسلحة استطاعت من خلالها مواجهتها والتغلب عليها. وفي ما مضى كان انتشار الأمراض البكتيرية، كالطاعون والكوليرا والدفتريا، كافياً لتحول المرض إلى جائحة، وكانت المضادات الحيوية هي السلاح الذي حسم المعركة لصالح البشرية. أما الأمراض الفيروسية الفتاكة، كالجدري وشلل الأطفال ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪ما الذي نتعلمه من أربعة فيروسات كورونا عن كوفيد-19 عبر التاريخ؟
قلم:       أنتوني كينغ
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
عام 1889 انتشرت فاشية مرضية Outbreak من وسط آسيا إلى العالم، بادئة بذلك جائحة Pandemic امتدت آثارها إلى السنة التالية. وكانت تسبب الحمى والتعب، ويتوقع أنها قتلت مليون شخص. فقد ألقي لوم هذا المرض على الإنفلونزا Influenza بشكل عام، وأعطي الاسم الإنفلونزا الروسية Russian flu. ولكن، في ظل عدم وجود عينات نسيجية للفحص بحثًا عن فيروس الإنفلونزا Flue virus، لا توجد أدلة قاطعة على ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪الهيدروجين المعدني سيكون الوقود الأفضل إذا نجحنا في إنتاجه
قلم: مايكل بروكس
ترجمة: أنوار البغلي
من كان يتصور أن أعظم مادة في العالم يمكنها توليد هذا الكم من الحرارة؟ للأسف، إنها ليست النوع المفيد من الحرارة. على الأقل حتى الآن. بعد أكثر من 90 عاماً من المحاولات لإنتاج الهيدروجين بصورته المعدنية Metallic form، مازالت النتائج الوحيدة التي يمكن التأكد منها هي الانقسامات بين الباحثين حول هذه النتيجة.
وإنتاج الهيدروجين المعدني لأول مرة يعد إنجازا كبيرا ، إلى درجة نسب معها العديد من الباحثين ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪فيروس كورونا المستجد ماهية الفيروسات والمتلازمات التنفسية
نذ الإعلان عن خطورة الفيروس، واحتمال تحوله إلى وباء عالمي، سارعت جهات عدة إلى نشر الإجراءات الخاصة الواجب اتباعها في هذا الشأن، والتعليمات المناسبة لتوعية الجمهور بسبل الوقاية
أحمد عبد الحميد إعلامي وكاتب، الكويت
    لا يزال العالم منشغلا منذ بداية العالم الحالي بالتطورات المرتبطة بانتشار فيروس كورونا، والإصابات التي يحدثها، والوفيات الناجمة عنه، والآثار الاقتصادية السلبية، والتداعيات الكارثية التي يمكن أن يخلفها على جميع المجالات في ... (قراءة المقال)