الفيزياء

ترانزستورات الأثر الحقلي أكسيد- معدن والبوابة المعزولة

2013 تبسيط علم الإلكترونيات

ستان جيبيليسكو

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الفيزياء

إنّ اللفظةَ الأوائلية (MOSFET) (والتي تُلفظ "موس-فيت") آتيةٌ من الكلمات (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) ومعناها "ترانزستور الأثر الحقلي ذو نصف ناقل-أكسيد- معدن".

هذا النوع من المكوِّنات يمكن إنشاؤه بقناة ذات مادة من النوع N، أو بقناة ذات مادة من النوع P. ونطلق على النوع الأول اسم MOSFET بقناة من النوع N وعلى النمط الآخر اسم MOSFET بقناة من النوع P.

نرى في الشكل 6-12 أ رسماً مبسَّطاً لمقطع عرضاني ﻠ  MOSFET بقناة من النوع N.

ويظهر في الشكل 6-12 ب رمزُه التخطيطي. بينما يبدو رسمُ المقطع العرضاني والرمزُ التخطيطي للنوع ذي القناة من النوع P في القسمَين ج و د من نفس الشكل 6-12.

 

البوَّابة المعزولة

عندما تصوَّر مهندسو أنصافِ النواقلِ لأول مرة MOSFET وصنعوه، أطلقوا عليه اسم ترانزستور الأثر الحقلي ذي البوَّابة المعزولة أو IGFET (تلفظ إيجفيت).

وربما يكون هذا التعبيرُ أفضلَ وصفاً للجهاز المعني من المصطلح المقبول استعماله في الوقت الراهن! ففي الواقع، يكون قطبُ البوَّابة معزولاً عن القناة بواسطة طبقةٍ رقيقةٍ من مادةٍ عازلةٍ كهربائياً.

تتجاوز ممانعةُ الدخل في MOSFET تلك التي في JFET، عندما نطبِّق إشارةَ دخلٍ عند قطب البوَّابة. وفي الحقيقة، تضاهي المقاومةُ G-S (البوَّابة إلى المصدر) في MOSFET نموذجي بشكلٍ مقبولٍ تماماً مقاومةَ التسرّب في مكثّفة جيّدة التصميم. وهي كبيرةٌ للغاية بحيث نستطيع عادةً أن نعتبرها "من الوجهة العملية لا متناهيةً".

يرينا الشكل 6-13 عائلةً من المنحنيات المميِّزة من أجل MOSFET بقناة من النوع N افتراضي. لاحظْ أنّ المنحنيات تصعد بشكل شديد الميلان في البداية من أجل قيم صغيرة نسبياً لفولطية المصرف؛ ولكنْ مع ازدياد إلى ما وراء عتبة معيَّنة، تصبح المنحنياتُ بمستوى ثابت بشكلٍ أسرع ممّا يحدث في حالة JFET.

 

فكرة مفيدة: إنّ واحدةً من أكثر العيوب جدِّيّةً في ترانزستورات MOSFET هي حقيقة أنها تتخرَّب بسهولة بواسطة الإفراغ الكهربائي الساكن.

وعندما تكون الداراتُ التي تحتوي على أجهزة MOS في حالة الإنشاء أو خدمة الصيانة، فإنّ التقنيِّين يجب أن يستخدموا تجهيزاتٍ خاصّةً كي يضمنوا أنّ أيديهم لا تكتسب شحناتٍ كهربائيةً ساكنةً.

فلو حدث أيُّ إفراغٍ تائهٍ عبر الطبقة الرقيقة الهشّة العازلة كهربائياً داخل MOSFET، فإنّ التيّارَ الناجمَ عن ذلك يمكن – وغالباً ما يقوم بذلك فعلاً – أن يخرِّب الجهاز بشكلٍ دائمٍ.

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)
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
‫‪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)
التقدم العلمي
‫‪فيروس كورونا المستجد .. كيف نشأ، وكيف سينتهي؟
. عبدالله القيسي باحث في علم الفيروسات،السعودية
مضى أكثر من شهرين على الإعلان عن اكتشاف أولى الحالات المصابة بفيروس كورونا المستجد المسبب لمرض كوفيد - 19 COVID-19 في مدينة ووهان الصينية. وخلال هذه المدة انتشر الفيروس بسرعة هائلة ليصل إلى أكثر من 140 دولة، وتسبب في إصابة أكثر من 300 ألف شخص، ووفاة أكثر من 30 ألفًا آخرين. ولم تتوقف أضرار ذلك الفيروس عند هذا العدد الكبير من الإصابات والوفيات، بل كانت له آثار سلبية على معظم مجالات الحياة. فما ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪لغز "نقص التأكسج السعيد" للجائحة
قلم:      جينيفر كوزين-فرانكل
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
تغطية ساينس Science لكوفيد-19 بدعم من مركز بوليتزر Pulitzer Center
يحمل فيروس كورونا المستجد الكثير من المفاجآت، ومن ضمنها مفاجأة يبدو أنها تعارض القواعد الأساسية للبيولوجيا؛ فأنّا يمكن للمرضى المصابين بالفيروس والذين تكون لديهم مستويات أكسجين الدم منخفضة بشكل كبير- فيما يعرف بنقص التأكسج Hypoxia- أن يستخدموا هواتفهم، ويتحدثوا إلى الأطباء، ويصفوا أنفسهم بأنهم مرتاحون ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪جائحة كورونا عربيا.. استجابة إقليمية طارئة للحد من تداعياتها
. محمد القطان باحث وكاتب علمي،الكويت
لم يشهد العالم خلال عقود عدة كارثة كالتي شهدها في هذا العام متمثلة في جائحة كورونا-19 التي كان لها تداعيات على جميع مجالات الحياة، وآثار على كل المجتمعات، وأخطار كبيرة على حياة البشر في كل القارات. ولا تزال المشكلات الناجمة عن تلك الجائحة تهز كل القطاعات، وتضرب كل المجالات، وتربك العلماء والباحثين وتجعلهم في حيرة من كيفية معالجتها والحد من تداعياتها، وتدفعهم إلى دراسة كل السبل الكفيلة بالتخفيف من ... (قراءة المقال)