С днем рождения, транзистор!
В декабре исполнилось 70 лет со дня эпохального — и в этот раз тот случай, когда это утверждение не преувеличение — события. 16 декабря 1947 года в одной из лабораторий корпорации Bell Labs был изобретён транзистор. Без него сегодня не было бы электроники в современном понимании, потому что вся она основана на транзисторах.
Само название «транзистор» (transistor) происходит от слов transconductance (проводимость) и varistor(переменный резистор). Если вкратце, то это радиоэлектронный компонент из полупроводникового материала, в котором с помощью слабого сигнала можно управлять значительным током в выходной цепи.
Первый полупроводниковый транзистор на поликристалле германия
Создателями первого в мире точечного транзистора стали Джон Бардин и Уолтер Браттейн под руководством Уильяма Шокли. Это был уродливый на вид германиевый брусок с торчащими из него закрученными усиками-электродами. Как именно он действует, в ту пору понимал, очевидно, один только Бардин: выдвинутая им по горячим следам гипотеза об инжекции (испускании) зарядов одним электродом (эмиттером) и их собирании другим электродом (коллектором) была выслушана коллегами в недоуменном молчании. Специалистов можно было понять – подтверждения теоретической правоты Бардина пришлось ждать годы. Хотя само устройство было создано Бардиным и Браттейном, однако Шокли очень активно прорабатывал самую теорию p-n-перехода. И уже в январе 1948-го он довёл до ума теоретическую модель и подал патентную заявку на изобретение плоскостного биполярного транзистора. Это не пошло на пользу взаимоотношениям Шокли с Бардином с Браттейном. А в 1950-м Шокли написал книгу «Теория электронных полупроводников: Приложения к теории транзисторов», которая совсем рассорила изобретателей. Правда, в 1956-м вся троица получила Нобелевскую премию за создание транзистора.
Бардин, Шокли и Браттейн в лаборатории Bell
Создатели первого транзистора не могли знать всё, на что он окажется способен, но администрация Bell Labs (к ее чести) сразу поняла, что значение этого открытия — огромно, и делала всё от неё зависящее, чтобы об открытии узнали в научных кругах. На 30 июня 1948 года, после выполнения всех патентных формальностей, назначили большую пресс-конференцию для того, чтобы объявить об открытии. Но перед тем, как показать транзистор публике, его нужно было показать военным. Была надежда на то, что военные не станут засекречивать эту разработку, но было понятно, что они могут это сделать. 23 июня Ральф Боун (Ralph Bown – сотрудник лаборатории) показывал транзистор группе офицеров. Он показал кристалл с проводами и то, что он может усиливать электрический сигнал эффективнее, чем массивная вакуумная лампа. Он также рассказал им, что ровно такую же демонстрацию собираются провести через неделю, при этом формально не спросив у них на это разрешения. Военные обсудили этот вопрос между собой после демонстрации, но, в конце концов, никто из них не высказался в пользу засекречивания этой темы. То ли уже из-за собственной недальновидности, то ли в виде дополнительной защиты от посягательств военных было заявлено, что «the transistor is expected to be used primarily in hearing aids for the deaf» («ожидается, что транзистор будет использоваться, главным образом, в слуховых аппаратах для глухих»). В результате пресс-конференция прошла без помех. Журнал New York Times поместил заметку о транзисторе на странице 46 в разделе «Новости радио» после «пространной заметки о возобновлении репортажей некой несравненной мисс Брукс».
Страница рабочей тетради Браттейна. 19 декабря 1947 г.
Поэтому нельзя сказать, что транзисторы сразу же перевернули электронику. Bell Labs пришлось немало потрудиться над популяризацией новинки — в мире царствовали радиолампы. В течение нескольких лет создавались и совершенствовались разные конструкции, улучшались характеристики транзисторов, в качестве полупроводника перешли с германия на кремний. В 1949 г. физики W.J. Pietenpol и R.S. Ohl создали первый транзистор из кремния В 1958-м в продажу поступил первый серийный полевой транзистор, в 1959-м был изобретён МОП-транзистор, а в 1964-м на рынок вышли первые МОП-микросхемы. И сегодня они используются в любом приборе сложнее дверного звонка.
Эволюция электронных приборов – от лампы до микросхемы
Эволюция увеличения плотности размещения транзисторов в микросхеме
Практически все микропроцессоры и чипы памяти сегодня тоже состоят из микросхем на основе транзисторов. И каждый раз, когда вы входите в Интернет, звоните другу, по скайпу связываетесь с родственниками или смотрите на экран тепловизора — для вас трудятся миллиарды (!) крошечных транзисторов в процессорах, модулях памяти и всевозможных вспомогательных микросхемах. В общем, сегодня без транзисторов жизни нет — это фундамент всей современной техники.
С днём рождения, транзистор!
А.В. Наумов, по материалам geektimes.ru
