Кто придумал транзистор: Изобретение транзистора — Википедия

Содержание

Изобретение транзистора — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Макет точечного транзистора Бардина и Браттейна. Треугольник в центре — прозрачная призма, по рёбрам которой приклеены полоски фольги — выводы коллектора и эмиттера. Базой служит металлическое основание, на котором закреплён германиевый кристалл.

16 декабря 1947 года физик-экспериментатор Уолтер Браттейн, работавший с теоретиком Джоном Бардином, собрал первый работоспособный точечный транзистор. Спустя полгода, но до обнародования работ Бардина и Браттейна, немецкие физики Герберт Матаре (англ.)русск. и Генрих Велькер (англ.)русск. представили разработанный во Франции точечный транзистор («транзистрон»). Так из безуспешных попыток создать сначала твердотельный аналог вакуумного триода, а затем полевой транзистор, родился первый несовершенный точечный биполярный транзистор.

Точечный транзистор, выпускавшийся серийно около десяти лет, оказался тупиковой ветвью развития электроники — ему на смену пришли германиевые плоскостные транзисторы. Теорию p-n-перехода и плоскостного транзистора создал в 1948—1950 годах Уильям Шокли. Первый плоскостной транзистор был изготовлен 12 апреля 1950 года методом выращивания из расплава. За ним последовали сплавной транзистор, «электрохимический» транзистор и диффузионный меза-транзистор.

В 1954 году Texas Instruments выпустила первый кремниевый транзистор. Открытие процесса мокрого окисления кремния сделало возможным выпуск в 1958 году первых кремниевых меза-транзисторов, а в марте 1959 года Жан Эрни[en] создал первый кремниевый планарный транзистор. Кремний вытеснил германий, а планарный процесс стал основной технологией производства транзисторов и сделал возможным создание монолитных интегральных схем.

Предыстория

В 1906 году Гринлиф Пикард (англ.)русск. запатентовал кремниевый кристаллический детектор[1]. В 1910 году Уильям Икклз обнаружил, что кристаллические детекторы в определённых условиях демонстрируют отрицательное дифференциальное сопротивление и потому могут быть использованы для генерации колебаний и усиления сигналов

[2]. В 1922 году О. В. Лосев доказал возможность усиления и генерации электромагнитных колебаний на кристаллическом детекторе при подаче на него постоянного напряжения смещения (кристадинный эффект)[2]. Цинкитный детектор («кристадин») Лосева сохранял работоспособность на частотах до 10 МГц[2]. К концу 1920-х годов кристаллические детекторы были вытеснены вакуумными лампами, а развитие этого направления физики полупроводников приостановилось.

Нереализованный «полевой транзистор» Лилиенфельда. Патент США 1 745 175 на «метод и устройство управления электрическими токами» с приоритетом от 8 октября 1926 года (выдан 28 января 1930 года)

В 1922—1927 годах Грёндаль и Гейгер изобрели и внедрили в практику медно-закисный выпрямитель, а в 1930-е годы ему на смену пришёл более совершенный селеновый выпрямитель

[3]. Как писал Уолтер Браттейн, аналогия между выпрямителем на закиси меди и вакуумным диодом была очевидна для всех, изучавших полупроводники, — и многие из них задумывались о том, как внедрить в выпрямитель третий, управляющий электрод («сетку»), сделав из выпрямителя — усилитель[4]. В 1925 году немецкий физик Юлиус Лилиенфельд подал первую патентную заявку на твердотельный усилитель, состоящий из слоёв металла и полупроводника[5][6]. Лилиенфельд не смог довести своё предложение даже до стадии макета: его проект не мог быть реализован в 1920-е годы из-за недостаточного развития фундаментальной науки[6]. В 1935 году другой немецкий физик, Оскар Хайл (англ.)русск., запатентовал в Великобритании принцип действия полевого транзистора. В 1938 году сотрудники Гёттингенского университета Роберт Поль и Рудольф Хилш создали твердотельный «триод», способный усиливать медленно меняющийся входной сигнал
[5]
. Усилитель Пола был слишком медленным, работал только при высоких температурах и поэтому не имел практического развития, да и сам Пол не желал заниматься прикладными работами, предпочитая фундаментальную науку[7]. Все эти безуспешные эксперименты в той или иной мере воспроизводили устройство вакуумного триода. Так, в «триоде» Пола управляющий электрод представлял собой мелкоячеистую металлическую сетку, управлявшую полем внутри кристалла бромида калия[5]. Лосев в 1939 году упоминал о работе над полупроводниковой «трёхэлектродной системой, аналогичной триоду», но эти неопубликованные работы были утрачены
[8]
.

Во время Второй мировой войны исследовательские бюджеты многократно выросли, но, по мнению Питера Морриса, в физике полупроводников было сделано слишком мало. Все существенные достижения были связаны с военным заказом в двух направлениях, в которых были бессильны вакуумные лампы, — детектирование инфракрасного излучения и детектирование отражённого сигнала в радиолокации[9]. Излучатели ранних радиолокаторов работали на частотах до 3 ГГц, а частотный диапазон детекторов на вакуумных диодах был ограничен 400 МГц[3]. Контактные полупроводниковые детекторы, напротив, могли эффективно выпрямлять сверхвысокие частоты, поэтому в конце 1930-х годов правительства Великобритании, Германии и США начали масштабные проекты по совершенствованию полупроводников. В ходе этих исследований были исследованы фундаментальные свойства полупроводников и заложены основы технологии их производства, сделавшие возможным серийный выпуск полупроводниковых приборов

[10].

Открытие p-n-перехода

Плавка p-n-перехода по патенту Ола 1941 года

В 1936 году директор по исследованиям Bell Labs Мервин Келли поручил Уильяму Шокли изучить возможность создания твердотельных переключателей, способных в перспективе заменить электромеханические реле телефонных станций[11]. Изучив опубликованные работы Поля, Иоффе и Давыдова[прим. 1] и результаты экспериментов Браттейна, Шокли пришёл к выводу о невозможности внедрения управляющего электрода в массив полупроводника

[12]. Взамен 29 декабря 1939 года Шокли сформулировал принцип работы

Биполярный транзистор — Википедия

Обозначение биполярных транзисторов на схемах. Направление стрелки показывает направление тока через эмиттерный переход, и служит для идентификации n-p-n и p-n-p транзисторов. Наличие окружности символизирует транзистор в индивидуальном корпусе, отсутствие — транзистор в составе микросхемы.

Простейшая наглядная схема устройства транзистора

Биполя́рный транзи́стор — трёхэлектродный полупроводниковый прибор, один из типов транзисторов. В полупроводниковой структуре сформированы два p-n-перехода, перенос заряда через которые осуществляется носителями двух полярностей — электронами и дырками. Именно поэтому прибор получил название «биполярный» (от англ. bipolar), в отличие от полевого (униполярного) транзистора.

Применяется в электронных устройствах для усиления или генерации электрических колебаний, а также в качестве коммутирующего элемента (например, в схемах ТТЛ).

Устройство

Упрощенная схема поперечного разреза планарного биполярного n-p-n транзистора.

Биполярный транзистор состоит из трёх полупроводниковых слоёв с чередующимся типом примесной проводимости: эмиттера (обозначается «Э», англ. E), базы («Б», англ. B) и коллектора («К», англ. C). В зависимости от порядка чередования слоёв различают n-p-n (эмиттер — n-полупроводник, база — p-полупроводник, коллектор — n-полупроводник) и p-n-p транзисторы. К каждому из слоёв подключены проводящие невыпрямляющие контакты[1].

С точки зрения типов проводимостей эмиттерный и коллекторный слои не различимы, но при изготовлении они существенно различаются степенью легирования для улучшения электрических параметров прибора. Коллекторный слой легируется слабо, что повышает допустимое коллекторное напряжение. Эмиттерный слой — сильно легированный: величина пробойного обратного напряжения эмиттерного перехода не критична, так как обычно в электронных схемах транзисторы работают с прямосмещённым эмиттерным переходом. Кроме того, сильное легирование эмиттерного слоя обеспечивает лучшую инжекцию неосновных носителей в базовый слой, что увеличивает коэффициент передачи по току в схемах с общей базой. Слой базы легируется слабо, так как располагается между эмиттерным и коллекторным слоями и должен иметь большое электрическое сопротивление.

Общая площадь перехода база-эмиттер выполняется значительно меньше площади перехода коллектор-база, что увеличивает вероятность захвата неосновных носителей из базового слоя и улучшает коэффициент передачи. Так как в рабочем режиме переход коллектор-база обычно включён с обратным смещением, в нём выделяется основная доля тепла, рассеиваемого прибором, и повышение его площади способствует лучшему охлаждению кристалла. Поэтому на практике биполярный транзистор общего применения является несимметричным устройством (то есть инверсное включение, когда меняют местами эмиттер и коллектор, нецелесообразно).

Для повышения частотных параметров (быстродействия) толщину базового слоя делают меньше, так как этим, в том числе, определяется время «пролёта» (диффузии в бездрейфовых приборах) неосновных носителей. Но при снижении толщины базы снижается предельное коллекторное напряжение, поэтому толщину базового слоя выбирают исходя из разумного компромисса.

В первых транзисторах в качестве полупроводникового материала использовался металлический германий. Полупроводниковые приборы на его основе имеют ряд недостатков, и в настоящее время (2015 г.) биполярные транзисторы изготавливают в основном из монокристаллического кремния и монокристаллического арсенида галлия. Благодаря очень высокой подвижности носителей в арсениде галлия приборы на его основе обладают высоким быстродействием и используются в сверхбыстродействующих логических схемах и в схемах СВЧ-усилителей.

Принцип работы

В активном усилительном режиме работы транзистор включён так, что его эмиттерный переход смещён в прямом направлении[2] (открыт), а коллекторный переход смещён в обратном направлении (закрыт).

В транзисторе типа n-p-n[3] основные носители заряда в эмиттере (электроны) проходят через открытый переход эмиттер-база (инжектируются) в область базы. Часть этих электронов рекомбинирует с основными носителями заряда в базе (дырками). Однако, из-за того, что базу делают очень тонкой и сравнительно слабо легированной, бо́льшая часть электронов, инжектированных из эмиттера, диффундирует в область коллектора, так как время рекомбинации относительно велико[4]. Сильное электрическое поле обратносмещённого коллекторного перехода захватывает неосновные носители из базы (электроны) и переносит их в коллекторный слой. Ток коллектора, таким образом, практически равен току эмиттера, за исключением небольшой потери на рекомбинацию в базе, которая и образует ток базы (Iэ

=Iб + Iк).

Коэффициент α, связывающий ток эмиттера и ток коллектора (Iк = α Iэ), называется коэффициентом передачи тока эмиттера. Численное значение коэффициента α = 0,9—0,999. Чем больше коэффициент, тем эффективней транзистор передаёт ток. Этот коэффициент мало зависит от напряжения коллектор-база и база-эмиттер. Поэтому в широком диапазоне рабочих напряжений ток коллектора пропорционален току базы, коэффициент пропорциональности равен β = α/(1 − α), от 10 до 1000. Таким образом, малый ток базы управляет значительно бо́льшим током коллектора.

Режимы работы

Напряжения
на эмиттере,
базе,
коллекторе
(UE,UB,UC{\displaystyle U_{E},U_{B},U_{C}})
Смещение
перехода
база-эмиттер
для типа n-p-n
Смещение
перехода
база-коллектор
для типа n-p-n
Режим
для типа n-p-n
UE<UB<UC{\displaystyle U_{E}<U_{B}<U_{C}} прямое обратное нормальный
активный режим
UE<UB>UC{\displaystyle U_{E}<U_{B}>U_{C}} прямое прямое режим насыщения
UE>UB<UC{\displaystyle U_{E}>U_{B}<U_{C}} обратное обратное режим отсечки
UE>UB>UC{\displaystyle U_{E}>U_{B}>U_{C}} обратное прямое инверсный
активный режим
Напряжения
на эмиттере,
базе,
коллекторе
(UE,UB,UC{\displaystyle U_{E},U_{B},U_{C}})
Смещение
перехода
база-эмиттер
для типа p-n-p
Смещение
перехода
база-коллектор
для типа p-n-p
Режим
для типа p-n-p
UE<UB<UC{\displaystyle U_{E}<U_{B}<U_{C}} обратное прямое инверсный
активный режим
UE<UB>UC{\displaystyle U_{E}<U_{B}>U_{C}} обратное обратное режим отсечки
UE>UB<UC{\displaystyle U_{E}>U_{B}<U_{C}} прямое прямое режим насыщения
UE>UB>UC{\displaystyle U_{E}>U_{B}>U_{C}} прямое обратное нормальный
активный режим

Нормальный активный режим

Переход эмиттер-база включен в прямом направлении[2] (открыт), а переход коллектор-база — в обратном (закрыт):

UЭБ>0; UКБ<0 (для транзистора n-p-n типа), для транзистора p-n-p типа условие будет иметь вид UЭБ<0; UКБ>0.

Инверсный активный режим

Эмиттерный переход имеет обратное смещение, а коллекторный переход — прямое: UКБ>0; UЭБ<0 (для транзистора n-p-n типа).

Режим насыщения

Оба p-n перехода смещены в прямом направлении (оба открыты). Если эмиттерный и коллекторный р-n-переходы подключить к внешним источникам в прямом направлении, транзистор будет находиться в режиме насыщения. Диффузионное электрическое поле эмиттерного и коллекторного переходов будет частично ослабляться электрическим полем, создаваемым внешними источниками Uэб и Uкб. В результате уменьшится потенциальный барьер, ограничивавший диффузию основных носителей заряда, и начнётся проникновение (инжекция) дырок из эмиттера и коллектора в базу, то есть через эмиттер и коллектор транзистора потекут токи, называемые токами насыщения эмиттера (IЭ. нас) и коллектора (IК. нас).

Напряжение насыщения коллектор-эмиттер (UКЭ. нас) — это падение напряжения на открытом транзисторе (смысловой аналог RСИ. отк у полевых транзисторов). Аналогично напряжение насыщения база-эмиттер (UБЭ. нас) — это падение напряжения между базой и эмиттером на открытом транзисторе.

Режим отсечки

В данном режиме коллекторный p-n переход смещён в обратном направлении, а на эмиттерный переход может быть подано как обратное, так и прямое смещение, не превышающее порогового значения, при котором начинается эмиссия неосновных носителей заряда в область базы из эмиттера (для кремниевых транзисторов приблизительно 0,6—0,7 В).

Режим отсечки соответствует условию UЭБ<0,6—0,7 В, или IБ=0[5][6].

Барьерный режим

В данном режиме база транзистора по постоянному току соединена накоротко или через небольшой резистор с его коллектором, а в коллекторную или в эмиттерную цепь транзистора включается резистор, задающий ток через транзистор. В таком включении транзистор представляет собой своеобразный диод, включенный последовательно с токозадающим резистором. Подобные схемы каскадов отличаются малым количеством комплектующих, хорошей развязкой по высокой частоте, большим рабочим диапазоном температур, нечувствительностью к параметрам транзисторов.

История транзистора — History of the transistor

Транзистор представляет собой полупроводниковое устройство с , по меньшей мере , три клеммы для подключения к электрической цепи . В общем случае третий вывод управляет потоком тока между двумя другими выводами. Его можно использовать для усиления, как в случае радиоприемника , или для быстрого переключения, как в случае цифровых схем. Транзистор заменил ламповый триод , также называемый (термоэмиссионным) клапаном, который был больше и потреблял значительно больше энергии для работы. Появление транзистора часто считается одним из самых важных изобретений в истории.

Принцип полевого транзистора был предложен Джулиусом Эдгаром Лилиенфельдом в 1925 году. Джон Бардин , Уолтер Браттейн и Уильям Шокли изобрели первые рабочие транзисторы в Bell Labs , точечный транзистор в 1947 году. Шокли представил улучшенный транзистор с биполярным переходом в 1948 г., производство которых началось в начале 1950-х годов и привело к первому широкому применению транзисторов.

МОП — транзистор (металл-оксид-полупроводник полевой транзистор), также известный как МОП — транзистора, был изобретен Mohamed Atalla и Давон Канг в Bell Labs в 1959 году МОП — транзисторов использовать даже меньше энергии, что привело к массовому производству MOS транзисторы для широкого спектра применения. С тех пор MOSFET стал самым широко производимым устройством в истории.

Истоки концепции транзисторов

Первый патент на принцип полевого транзистора был подан в Канаде австро-венгерским физиком Юлиусом Эдгаром Лилиенфельдом 22 октября 1925 года, но Лилиенфельд не опубликовал исследовательских статей о своих устройствах, и его работа была проигнорирована промышленностью. В 1934 году немецкий физик доктор Оскар Хайль запатентовал еще один полевой транзистор. Нет никаких прямых доказательств того, что эти устройства были построены, но более поздние работы в 1990-х годах показывают, что одна из разработок Лилиенфельда работала, как описано, и дала значительную прибыль. Юридические документы из патента Bell Labs показывают, что Уильям Шокли и его коллега из Bell Labs Джеральд Пирсон создали операционные версии патентов Лилиенфельд, но они никогда не ссылались на эту работу ни в одной из своих более поздних исследовательских работ или исторических статей.

Работа Bell Labs над транзистором возникла в результате усилий военного времени по производству сверхчистых германиевых «кристаллических» смесительных диодов , используемых в радиолокационных устройствах в качестве элемента частотного смесителя в микроволновых радиолокационных приемниках. Британские исследователи создали модели с использованием вольфрамовой нити на германиевом диске, но они были трудны в изготовлении и не были особенно прочными. Версия Белла представляла собой монокристаллическую конструкцию, которая была меньше по размеру и была полностью прочной. В рамках параллельного проекта германиевых диодов в Университете Пердью удалось получить полупроводниковые кристаллы германия хорошего качества, которые использовались в Bell Labs. Ранние ламповые схемы не переключались достаточно быстро для этой роли, что вынудило команду Bell использовать вместо них твердотельные диоды .

После войны Шокли решил попытаться создать полупроводниковый прибор типа триода . Он получил финансирование и лабораторные помещения, и вместе с Бардином и Браттейном приступил к работе над проблемой. Джон Бардин в конечном итоге разработал новую ветвь квантовой механики, известную как физика поверхности, чтобы объяснить «странное» поведение, которое они наблюдали, и Бардин и Уолтер Браттейн в конце концов сумели построить работающее устройство.

Ключом к развитию транзистора было дальнейшее понимание процесса подвижности электронов в полупроводнике. Стало понятно, что если бы существовал способ контролировать поток электронов от эмиттера к коллектору этого недавно открытого диода (обнаружен в 1874 году; запатентован в 1906 году), можно было бы построить усилитель . Например, если разместить контакты по обе стороны от кристалла одного типа, ток не будет течь через него. Однако, если бы третий контакт мог затем «впрыснуть» электроны или дырки в материал, ток протек бы.

На самом деле это оказалось очень сложно. Если бы кристалл имел какой-либо разумный размер, количество электронов (или дырок), необходимых для инжекции, было бы очень большим, что делало бы его менее полезным в качестве усилителя, поскольку для этого потребовался бы большой ток инжекции для начала. Тем не менее, вся идея кристаллического диода заключалась в том, что сам кристалл мог обеспечивать электроны на очень маленьком расстоянии, в области обеднения. Ключевым моментом оказалось размещение входных и выходных контактов очень близко друг к другу на поверхности кристалла по обе стороны от этой области.

Браттейн начал работу над созданием такого устройства, и по мере того, как команда работала над проблемой, продолжали появляться дразнящие намеки на усиление. Иногда система работала, но затем неожиданно перестала работать. В одном случае неработающая система начала работать, когда ее поместили в воду. Электроны в любой части кристалла будут перемещаться из-за близлежащих зарядов. Электроны в эмиттерах или «дырках» в коллекторах будут сгруппироваться на поверхности кристалла, где они смогут найти свой противоположный заряд, «плавающий» в воздухе (или воде). Тем не менее, их можно было оттолкнуть от поверхности с помощью приложения небольшого заряда из любого другого места на кристалле. Вместо того, чтобы нуждаться в большом количестве инжектированных электронов, очень небольшое их количество в нужном месте кристалла могло бы сделать то же самое.

Их понимание в какой-то степени решило проблему необходимости в очень маленькой зоне контроля. Вместо двух отдельных полупроводников, соединенных общей, но крошечной областью, может служить одна большая поверхность. Выводы эмиттера и коллектора должны быть расположены очень близко друг к другу наверху, а контрольный вывод размещен на основании кристалла. Когда ток подается на «базовый» вывод, электроны или дырки выталкиваются наружу через блок полупроводника и собираются на дальней поверхности. Пока эмиттер и коллектор находятся очень близко друг к другу, между ними должно быть достаточно электронов или дырок, чтобы появилась проводимость.

Одним из первых свидетелей этого явления был молодой аспирант Ральф Брэй. Он присоединился к исследованию германия в Университете Пердью в ноябре 1943 года, и ему была поставлена ​​непростая задача — измерить сопротивление растекания на контакте металл-полупроводник. Брей обнаружил очень много аномалий, таких как внутренние высокоомные барьеры в некоторых образцах германия. Самым любопытным явлением было исключительно низкое сопротивление, наблюдаемое при приложении импульсов напряжения. Этот эффект оставался загадкой, потому что до 1948 года никто не осознавал, что Брей наблюдал инъекцию неосновных носителей заряда — эффект, который был идентифицирован Уильямом Шокли из Bell Labs и сделал транзистор реальностью.

Брей писал: «Это был единственный аспект, который мы упустили, но даже если бы мы поняли идею инъекции неосновных носителей заряда … мы бы сказали:« О, это объясняет наши эффекты ». Возможно, мы не пошли дальше и сказали: «Давайте начнем делать транзисторы, откроем фабрику и будем продавать их … В то время важным устройством был высоковольтный выпрямитель».

Исследовательская группа Шокли первоначально пыталась создать полевой транзистор (FET), пытаясь модулировать проводимость полупроводника , но безуспешно, в основном из-за проблем с поверхностными состояниями , оборванной связью и материалами соединений германия и меди. . В ходе попыток понять загадочные причины их неспособности создать работающий полевой транзистор, это привело к тому, что они вместо этого изобрели биполярные точечные и переходные транзисторы .

Первый рабочий транзистор

Стилизованная копия первого транзистора

Команда Bell сделала много попыток построить такую ​​систему с помощью различных инструментов, но в целом безуспешно. Установки, в которых контакты были достаточно близки, неизменно были такими же хрупкими, как оригинальные детекторы кошачьих усов, и работали бы ненадолго, если вообще работали. В конце концов они совершили практический прорыв. К краю треугольного пластикового клина приклеивали кусок золотой фольги, а затем фольгу нарезали бритвой по кончику треугольника. В результате были два очень близко расположенных золотых контакта. Когда пластик прижимался к поверхности кристалла и напряжение прикладывалось к другой стороне (на основании кристалла), ток начинал течь от одного контакта к другому, поскольку базовое напряжение отталкивало электроны от основания в направлении другая сторона возле контактов. Микроконтактная транзистор был изобретен.

15 декабря 1947 г. «Когда точки находились очень близко друг к другу, они получали усилитель напряжения около 2, но не усилитель мощности. Это усиление напряжения не зависело от частоты от 10 до 10 000 циклов».

16 декабря 1947 года «с помощью этого двойного точечного контакта был установлен контакт с поверхностью германия, которая была анодирована до 90 вольт, электролит смыт в H 2 O, а затем на нем испарились золотые пятна. Золотые контакты были прижаты вниз. на голой поверхности. Обе золотые контакты на поверхность выпрямляется красиво … разделение между точками было около 4×10 -3 см. Один пункт был использован в качестве сетки , а другой точке , как пластины. смещение (DC) на сетке должен был быть положительным, чтобы получить усиление … усиление мощности 1.3 усиление напряжения 15 на пластине смещения около 15 вольт ».

Днем 23 декабря 1947 года Браттейн и Х. Р. Мур продемонстрировали нескольким своим коллегам и менеджерам Bell Labs, что часто называют датой рождения транзистора. «Точечный германиевый транзистор PNP» работал в качестве усилителя речи с коэффициентом усиления 18 в этом испытании. В 1956 году Джон Бардин , Уолтер Хаузер Браттейн и Уильям Брэдфорд Шокли были удостоены Нобелевской премии по физике «за исследования полупроводников и открытие транзисторного эффекта».

Двенадцать человек упоминаются как непосредственное участие в изобретении транзистора в лаборатории Белла.

В то же время некоторые европейские ученые руководствовались идеей твердотельных усилителей. В августе 1948 года немецкие физики Герберт Ф. Матаре (1912–2011) и Генрих Велкер (1912–1981), работавшие в Compagnie des Freins et Signaux Westinghouse в Ольне-су-Буа , Франция, подали заявку на патент на усилитель на базе меньшинства. Процесс инжекции носителя, который они назвали «транзистроном». Поскольку Bell Labs не объявляла о транзисторе публично до июня 1948 года, транзистрон считался разработанным независимо. Матаре впервые наблюдал эффекты крутизны при производстве кремниевых диодов для немецкого радарного оборудования во время Второй мировой войны . Транзистроны коммерчески производились для французской телефонной компании и вооруженных сил, а в 1953 году твердотельный радиоприемник с четырьмя транзистронами был продемонстрирован на Дюссельдорфской радиоярмарке.

Происхождение термина

Компаниям Bell Telephone Laboratories требовалось общее название для нового изобретения: «Полупроводниковый триод», «Триод с поверхностными состояниями», «Кристаллический триод», «Твердый триод» и «Иотатрон» все рассматривались, но «Транзистор» придумал Джон Р. Пирс был явным победителем внутреннего голосования (отчасти из-за близости, которую инженеры Bell разработали для суффикса «-истор»). Обоснование названия описано в следующей выдержке из Технического меморандума компании, призывающей к голосованию:

Транзистор. Это сокращенное сочетание слов « крутизна » или «передача» и « варистор ». Устройство логически принадлежит к семейству варисторов и имеет крутизну или передаточный импеданс устройства с усилением, так что эта комбинация является описательной.

Пирс вспомнил это название несколько иначе:

Я дал название, думая о том, что делает устройство. И в то время это должен был быть двойник вакуумной лампы . Электронная лампа имела крутизну, поэтому транзистор имел «трансрезистентность». И название должно совпадать с названиями других устройств, таких как варистор и термистор. А также. . . Я предложил название «транзистор».

Нобелевский фонд утверждает, что этот термин представляет собой комбинацию слов «перенос» и « резистор ».

Улучшения в конструкции транзисторов

Шокли был расстроен из-за того, что устройство приписали Браттейну и Бардину, которые, как он чувствовал, построили его «за спиной», чтобы получить славу. Ситуация усугубилась, когда юристы Bell Labs обнаружили, что некоторые из собственных работ Шокли о транзисторе были достаточно близки к более раннему патенту 1925 года, выданному Джулиусом Эдгаром Лилиенфельдом , и они сочли целесообразным не указывать его имя в заявке на патент.

Полевой транзистор с соединительным затвором (JFET)

Впервые JFET был запатентован Генрихом Велкером в 1945 году. В 1940-х годах исследователи Джон Бардин, Уолтер Хаузер Браттейн и Уильям Шокли пытались построить полевой транзистор, но их неоднократные попытки потерпели неудачу. Они обнаружили точечный транзистор, пытаясь диагностировать причины их неисправностей. Следуя теоретической трактовке JFET Шокли в 1952 г., в 1953 г. Джордж Ф. Дейси и Ян М. Росс создали рабочий практический JFET.

Биполярный переходной транзистор

Из-за более ранней работы Шокли над полевыми транзисторами и наличия патента Лилиенфельда, Bell Lab оставила Шокли патент на конструкцию точечного контакта. Шокли был в ярости и решил продемонстрировать, кто был настоящим мозгом операции. Всего через несколько месяцев он изобрел совершенно новый тип транзистора со слоистой или «сэндвич-структурой». Эта новая форма была значительно более надежной, чем хрупкая система с точечным контактом, и в 1960-х годах она использовалась для подавляющего большинства всех транзисторов. Он превратится в транзистор с биполярным переходом .

Экспериментальные транзисторы

Статического индукционного транзистора , первый высокочастотный транзистор концепции, был изобретен японскими инженерами Дзюнъити Нишизава и Y. Watanabe в 1950 году, и, наконец , смог произвести некоторые экспериментальные прототипы в 1975 г. МСН представляет собой тип JFET с коротким длина канала.

Дальнейшие разработки включали транзистор с выращенным переходом (1951 г.), транзистор с поверхностным барьером (1953 г.), диффузионный транзистор , транзистор тетрод и транзистор пентод . Рассеянный кремниевый « меза-транзистор » был разработан в Bell в 1955 году и стал коммерчески доступным в Fairchild Semiconductor в 1958 году. Спацистор был типом транзистора, разработанным в 1950-х годах как усовершенствование по сравнению с точечным транзистором и более поздним транзистором с переходом из сплава .

Первый высокочастотный транзистор, разработанный Philco в 1953 году.

В 1953 году компания Philco разработала первый в мире высокочастотный транзистор с поверхностным барьером, который также стал первым транзистором, подходящим для высокоскоростных компьютеров. Первый в мире автомобильный радиоприемник на транзисторах, изготовленный Philco в 1955 году, использовал транзисторы с поверхностным барьером в своей схеме.

Когда проблема хрупкости была решена, осталась проблема чистоты. Получение германия необходимой чистоты оказалось серьезной проблемой и ограничивало количество транзисторов, которые фактически работали из данной партии материала. Чувствительность германия к температуре также ограничивала его полезность.

Кремниевый переходный транзистор

Ученые предположили, что кремний будет легче изготовить, но мало кто удосужился исследовать эту возможность. Моррис Таненбаум и др. в Bell Laboratories были первыми, кто разработал работающий кремниевый транзистор 26 января 1954 года. Несколько месяцев спустя Гордон Тил , независимо работая в Texas Instruments , разработал похожее устройство. Оба эти устройства были изготовлены путем контроля легирования монокристаллов кремния при их выращивании из расплавленного кремния. Превосходный метод был разработан Моррисом Таненбаумом и Кальвином С. Фуллером в Bell Laboratories в начале 1955 года путем газовой диффузии донорных и акцепторных примесей в монокристаллические кремниевые кристаллы.

Однако до конца 1950-х годов германий оставался доминирующим полупроводниковым материалом для транзисторов и других полупроводниковых устройств . Первоначально германий считался более эффективным полупроводниковым материалом, так как он мог продемонстрировать лучшие характеристики из-за более высокой подвижности носителей . Относительная неэффективность ранних кремниевых полупроводников была связана с тем, что электрическая проводимость ограничивалась нестабильными квантовыми поверхностными состояниями , что не позволяло электричеству надежно проникать через поверхность и достигать слоя полупроводящего кремния.

Пассивирование поверхности кремнием

В 1955 году Карл Фрош и Линкольн Дерик из Bell Telephone Laboratories (BTL) случайно обнаружили, что диоксид кремния (SiO2) можно выращивать на кремнии. Они показали, что оксидный слой предотвращает попадание одних примесей в кремниевую пластину, в то время как допускает другие, таким образом обнаруживая пассивирующий эффект окисления на поверхности полупроводника. В 1950-х годах Мохамед Аталла , подхвативший работу Фроша по окислению, исследовал поверхностные свойства кремниевых полупроводников в Bell Labs , где он предложил новый метод изготовления полупроводниковых устройств , покрывая кремниевую пластину изолирующим слоем оксида кремния, чтобы электричество мог надежно проникать в проводящий кремний ниже, преодолевая поверхностные состояния, которые не позволяли электричеству достигать полупроводникового слоя. Это известно как пассивация поверхности , метод, который стал критически важным для полупроводниковой промышленности, поскольку позже он сделал возможным массовое производство кремниевых интегральных схем . Он представил свои выводы в 1957 г. Изучал пассивирование р — п — переходов на оксиде , и опубликованы его результаты эксперимента в 1957 БТЛ памяток. Способ пассивации поверхности Atalla был впоследствии основой для двух изобретений в 1959 году: на МОП — транзистора по Atalla и Давон Канг , и процесс планарного по Жан Хоерни .

Планарный процесс

На собрании Электрохимического общества в 1958 году Аталла представил доклад о пассивации поверхности PN-переходов оксидом (на основе его записок по BTL 1957 года) и продемонстрировал пассивирующее действие диоксида кремния на поверхность кремния. Жан Орни присутствовал на той же встрече и был заинтригован презентацией Аталлы. Однажды утром Хорни придумал «планарную идею», размышляя об устройстве Аталлы. Воспользовавшись пассивирующим действием диоксида кремния на поверхность кремния, Хорни предложил изготавливать транзисторы, защищенные слоем диоксида кремния.

Планарный процесс был разработан Джин Хорни во время работы в Fairchild Semiconductor , первый патент был выдан в 1959 году. Планарный процесс, использованный для создания этих транзисторов, сделал возможным массовое производство монолитных кремниевых интегральных схем .

Ранняя коммерциализация

Первая в мире линия по производству коммерческих транзисторов находилась на заводе Western Electric на бульваре Юнион в Аллентауне, штат Пенсильвания . Производство точечного германиевого транзистора началось 1 октября 1951 года.

К 1953 году транзистор использовался в некоторых изделиях, таких как слуховые аппараты и телефонные станции , но все еще существовали серьезные проблемы, препятствующие его более широкому применению, такие как чувствительность к влаге и хрупкость проводов, прикрепленных к кристаллам германия. Дональд Дж. Финк , директор по исследованиям Philco , резюмировал состояние коммерческого потенциала транзистора с помощью аналогии: «Это прыщавый подросток, сейчас неловкий, но многообещающий в будущем бодрости? Или он достиг зрелости, полный томности, в окружении разочарований? »

Полупроводниковые компании первоначально сосредоточились на переходных транзисторах в первые годы полупроводниковой промышленности . Однако соединительный транзистор был относительно громоздким устройством, которое было трудно производить в серийном производстве , что ограничивало его ряд специализированных применений.

Транзисторные радиоприемники

Были продемонстрированы прототипы полностью транзисторных AM-радиоприемников, но на самом деле это были лишь лабораторные диковинки. Однако в 1950 году Шокли разработал совершенно другой тип твердотельного усилителя, который стал известен как биполярный переходный транзистор , который работает по совершенно иному принципу, чем точечный транзистор . Компания Morgan Sparks превратила биполярный переходной транзистор в практичное устройство. Они также были лицензированы рядом других компаний-производителей электроники, включая Texas Instruments , которые производили ограниченную серию транзисторных радиоприемников в качестве инструмента продаж. Ранние транзисторы были химически нестабильными и подходили только для маломощных низкочастотных приложений, но по мере развития конструкции транзистора эти проблемы постепенно преодолевались.

Претендентов на звание первой компании, выпустившей практичные транзисторные радиоприемники, немало. Texas Instruments продемонстрировала полностью транзисторные AM-радиомодули еще в 1952 году, но их характеристики были значительно ниже, чем у аналогичных моделей с батарейными трубками. Работоспособный полностью транзисторный радиоприемник был продемонстрирован в августе 1953 года на Дюссельдорфской радиоярмарке немецкой фирмой Intermetall. Он был построен с использованием четырех транзисторов ручной работы Intermetall, основанных на изобретении Герберта Матаре и Генриха Велкера в 1948 году. Однако, как и в случае с ранними агрегатами Texas (и другими), когда-либо были построены только прототипы; в промышленное производство он так и не поступил.

Первый транзисторный радиоприемник часто ошибочно приписывают Sony (первоначально Tokyo Tsushin Kogyo), которая выпустила TR-55 в 1955 году. Однако ему предшествовала модель Regency TR-1 , созданная Regency Division компании IDEA (Industrial Development Engineering Associates ) Индианаполиса, штат Индиана, который был первым практическим транзисторным радиоприемником. TR-1 было объявлено 18 октября 1954 года и поступило в продажу в ноябре 1954 года по цене 49,95 долларов США (что эквивалентно примерно 361 доллару США в долларах 2005 года) и было продано около 150 000 единиц.

TR-1 использовал четыре техасских NPN-транзистора и должен был питаться от 22,5-вольтовой батареи, поскольку единственный способ получить адекватные радиочастотные характеристики ранних транзисторов — это запустить их близко к их напряжению пробоя коллектор-эмиттер . Это сделало TR-1 очень дорогим в эксплуатации, и он был гораздо более популярен из-за своей новизны или значимости статуса, чем из-за его фактических характеристик, скорее в стиле первых MP3-плееров .

Тем не менее, помимо своей безразличной производительности, TR-1 был очень продвинутым продуктом для своего времени, в котором использовались печатные платы и то, что тогда считалось микроминиатюрными компонентами.

Масару Ибука , соучредитель японской фирмы Sony , находился с визитом в Соединенных Штатах, когда Bell Labs объявила о наличии производственных лицензий, включая подробные инструкции по производству переходных транзисторов. Ибука получил специальное разрешение от Министерства финансов Японии на оплату лицензионного сбора в размере 50 000 долларов, а в 1955 году компания представила свой собственный пятитранзисторный радиоприемник TR-55 под новым брендом Sony . Вскоре за этим продуктом последовали более амбициозные разработки, но, как правило, он считается началом превращения Sony в производственную сверхдержаву.

TR-55 был во многом похож на Regency TR-1, питался от такой же 22,5-вольтовой батареи, и был не намного практичнее. Примечание: согласно схеме, TR-55 использовал источник питания 6 В. Очень немногие из них были распространены за пределами Японии. Только в 1957 году Sony выпустила новаторское радио «TR-63» с карманом на рубашке, гораздо более совершенную конструкцию, работающую от стандартной 9-вольтовой батареи и способную конкурировать с портативными электронными лампами. TR-63 был также первым транзисторным радиоприемником, в котором использовались все миниатюрные компоненты. (Термин «карман» был предметом некоторой интерпретации, поскольку Sony якобы производила специальные рубашки с большими карманами для своих продавцов.)

1955 г. Полностью транзисторный автомобильный радиоприемник Chrysler – Philco — объявление радиопередачи «Последние новости»

В выпуске Wall Street Journal от 28 апреля 1955 года Chrysler и Philco объявили, что они разработали и выпустили первое в мире автомобильное радио на транзисторах. Осенью 1955 года компания Chrysler сделала полностью транзисторное автомобильное радио Mopar model 914HR доступным в качестве «опции» для своей новой линейки автомобилей Chrysler и Imperial 1956 года, которые были выставлены в автосалоне 21 октября 1955 года. Полностью транзисторные автомобильные радиоприемники. был вариант за 150 долларов.

Sony TR-63, выпущенный в 1957 году, был первым массовым транзисторным радиоприемником, что привело к проникновению транзисторных радиоприемников на массовый рынок. К середине 1960-х TR-63 было продано семь миллионов единиц по всему миру. После видимого успеха TR-63 на рынок пришли японские конкуренты, такие как Toshiba и Sharp Corporation . Успех Sony с транзисторными радиоприемниками привел к тому, что транзисторы заменили электронные лампы в качестве доминирующей электронной технологии в конце 1950-х годов.

Использование хобби

Первым недорогим переходным транзистором, доступным широкой публике, был CK722 , германиевый малосигнальный блок PNP, представленный Raytheon в начале 1953 года по цене 7,60 доллара за штуку. В 1950-х и 1960-х годах в популярных книгах и журналах были опубликованы сотни проектов электроники для любителей, основанных на транзисторе CK722. Компания Raytheon также участвовала в расширении роли CK722 в качестве электронного устройства для любителей, опубликовав в середине 1950-х годов «Приложения транзисторов» и «Приложения транзисторов — Том 2».

Транзисторные компьютеры

Первый в мире транзисторный компьютер был построен в Манчестерском университете в ноябре 1953 года. Компьютер был построен Ричардом Гримсдейлом , тогда студентом-исследователем кафедры электротехники, а затем профессором электронной инженерии в Университете Сассекса. В машине использовались точечные транзисторы, произведенные небольшими партиями STC и Mullard. Они состояли из монокристалла германия с двумя тонкими проволоками, напоминающими кристалл и кошачий ус 20-х годов. Эти транзисторы обладали тем полезным свойством, что один транзистор мог иметь два стабильных состояния. … Развитию машины сильно мешала ненадежность транзисторов. Потреблял 150 Вт.

В 1956 году компания Metropolitan Vickers Ltd полностью восстановила конструкцию на 200 транзисторов (и 1300 диодов) с использованием переходных транзисторов (для внутреннего использования).

IBM 7 070 (+1958), IBM 7 090 (1959), и CDC +1604 (1 960) были первые компьютеры (как продукты для продажи) на основе транзисторов.

MOSFET (МОП-транзистор)

Основная статья: MOSFET

Основываясь на своем методе пассивации поверхности кремния , Мохамед Аталла в конце 1950-х разработал процесс металл-оксид-полупроводник (МОП). Он предположил, что процесс MOS может быть использован для создания первого работающего кремниевого полевого транзистора (FET), над созданием которого он начал работать с помощью Давона Канга из Bell Labs .

МОП-транзистор , показывающий клеммы затвора (G), корпуса (B), истока (S) и стока (D). Ворота отделены от корпуса изоляционным слоем (розового цвета).

Металл-оксид-полупроводник полевой транзистор (MOSFET) был изобретен Atalla и Kahng в Bell Labs. Они изготовили это устройство в ноябре 1959 года и представили его как «поверхностное устройство, индуцированное полем из диоксида кремния и кремния» в начале 1960 года. Благодаря высокой масштабируемости , гораздо более низкому энергопотреблению и более высокой плотности, чем у биполярных транзисторов, MOSFET сделал это возможным. для создания интегральных схем (ИС) высокой плотности , позволяющих объединить более 10 000 транзисторов в одной ИС.

Первый полевой транзистор с затвором Шоттки с арсенидом галлия ( MESFET ) был создан Карвером Мидом и опубликован в 1966 году. Первое сообщение о MOSFET с плавающим затвором (FGMOS) было сделано Давоном Кангом и Саймоном Сзе в 1967 году.

С тех пор MOSFET стал самым широко производимым устройством в истории. По состоянию на 2018 год было произведено 13 секстиллионов МОП-транзисторов.  

PMOS и NMOS

Первоначально существовало два типа логики MOSFET: PMOS ( MOS p-типа ) и NMOS ( MOS n-типа ). Оба типа были разработаны Аталлой и Кангом, когда они первоначально изобрели полевой МОП-транзистор, производя устройства как PMOS, так и NMOS по технологии 20  мкм .

CMOS

Основная статья: CMOS

Новый тип логики полевого МОП-транзистора, КМОП (дополнительный МОП), был изобретен Чих-Тан Сахом и Фрэнком Ванлассом из Fairchild Semiconductor , и в феврале 1963 года они опубликовали это изобретение в исследовательской статье .

Самовыравнивающиеся ворота

Самостоятельно выравниваются ворота МОП — транзистор (кремниевого затвора) был изобретен Робертом Кервина, Donald Klein и Джон Sarace в Bell Labs в 1967 году Fairchild Semiconductor исследователей Федерико Фаггин и Том Клейн позже самоходный выровнен ворот MOSFETs разработать первый кремний- затвор MOS интегральная схема .

Коммерциализация MOSFET

МОП — транзистор , также известный как МОП — транзистор, был первым по- настоящему компактным транзистором , который может быть уменьшен и массовым производством для широкого круга применений. Он произвел революцию в электронной промышленности в целом , включая силовую электронику , бытовую электронику , системы управления и компьютеры . С тех пор MOSFET стал наиболее распространенным типом транзисторов в мире, который используется в компьютерах, электронике и коммуникационных технологиях (например, в смартфонах ). МОП-транзистор был описан как «рабочая лошадка электронной промышленности», поскольку он является строительным блоком каждого используемого микропроцессора , микросхемы памяти и телекоммуникационной схемы . По состоянию на 2013 год ежедневно производятся миллиарды МОП-транзисторов.

Интегральные схемы

General Microelectronics представила первые коммерческие МОП интегральные схемы в 1964 году, состоящие из 120 p-канальных транзисторов. Это был 20-битный регистр сдвига , разработанный Робертом Норманом и Фрэнком Ванлассом . В 1967 году исследователи Bell Labs Роберт Кервин, Дональд Кляйн и Джон Сарас разработали МОП-транзистор с самовыравнивающимся затвором (кремниевым затвором), который исследователи Fairchild Semiconductor Федерико Фаггин и Том Кляйн использовали для разработки первой МОП-ИС с кремниевым затвором .

К 1972 году схемы MOS LSI ( крупномасштабная интеграция ) были коммерциализированы для множества приложений, включая автомобили , грузовики , бытовую технику , бизнес-машины , электронные музыкальные инструменты , компьютерную периферию , кассовые аппараты , калькуляторы, оборудование для передачи данных и телекоммуникационное оборудование.

Полупроводниковая память

Первые современные ячейки памяти были представлены в 1965 году, когда Джон Шмидт разработал первую 64-битную MOS SRAM (статическую RAM ). В 1967 году Роберт Х. Деннард из IBM подал патент на ячейку памяти DRAM (динамическое ОЗУ) с одним транзистором , использующей полевой МОП-транзистор .

Первым практическим применением МОП-транзистора с плавающим затвором (FGMOS) были ячейки памяти с плавающим затвором , которые, как предложили Давон Канг и Саймон Сзе, можно было использовать для создания перепрограммируемого ПЗУ ( постоянное запоминающее устройство ). Ячейки памяти с плавающим затвором позже стали основой для технологий энергонезависимой памяти (NVM), включая EPROM (стираемое программируемое ПЗУ), EEPROM (электрически стираемое программируемое ПЗУ) и флэш-память .

Микропроцессоры

МОП — транзистор является основой каждого микропроцессора . Самые ранние микропроцессоры были все микропроцессорами MOS, построенными на схемах MOS LSI. Первые многочиповые микропроцессоры, Four-Phase Systems AL1 в 1969 г. и Garrett AiResearch MP944 в 1970 г., были разработаны с использованием нескольких микросхем MOS LSI. Первый коммерческий однокристальный микропроцессор, Intel 4004 , был разработан Федерико Фаггин с использованием его технологии МОП-микросхемы с кремниевым затвором, совместно с инженерами Intel Марцианом Хоффом и Стэном Мазором , а также инженером Busicom Масатоши Шима . С появлением в 1975 году КМОП- микропроцессоров термин «МОП-микропроцессоры» стал относиться к микросхемам, полностью изготовленным из логики PMOS или полностью изготовленным из логики NMOS , в отличие от «микропроцессоров CMOS» и «биполярных бит-срезов ».

Карманные калькуляторы

Одним из первых влиятельных продуктов бытовой электроники, в которых использовались МОП-транзисторы, был электронный карманный калькулятор . В 1965 году настольный калькулятор Victor 3900 был первым калькулятором MOS LSI с 29 микросхемами MOS LSI. В 1967 году Texas Instruments Cal-Tech была первым прототипом портативного электронного калькулятора с тремя микросхемами MOS LSI, а позже он был выпущен как Canon Pocketronic в 1970 году. Настольный калькулятор Sharp QT-8D был первым массовым калькулятором LSI MOS. в 1969 году, и Sharp EL-8, который использовал четыре микросхемы MOS LSI, был первым коммерческим электронным портативным калькулятором в 1970 году. Первым настоящим карманным калькулятором был Busicom LE-120A HANDY LE, в котором использовался один калькулятор MOS LSI на- a-чип от Mostek , выпущенный в 1971 году.

Персональные компьютеры

В 1970-х годах микропроцессор MOS был основой для домашних компьютеров , микрокомпьютеров ( микрокомпьютеров ) и персональных компьютеров (ПК). Это привело к началу так называемой революции персональных компьютеров или революции микрокомпьютеров .

Силовая электроника

MOSFET власти является наиболее широко используемым устройством питания в мире. Преимущества перед транзисторами с биполярным переходом в силовой электронике включают в себя полевые МОП-транзисторы, не требующие непрерывного потока управляющего тока, чтобы оставаться во включенном состоянии, предлагающие более высокие скорости переключения, более низкие потери мощности переключения, более низкие сопротивления в открытом состоянии и меньшую подверженность тепловому разгоне. Силовой MOSFET повлиял на источники питания , позволив повысить рабочие частоты, уменьшить размер и вес, а также увеличить объемы производства.

Силовой МОП-транзистор, который обычно используется в силовой электронике , был разработан в начале 1970-х годов. Мощный полевой МОП-транзистор обеспечивает низкую мощность привода затвора, высокую скорость переключения и расширенные возможности параллельного подключения.

Патенты

  • US 1745175 Julius Edgar Lilienfeld : «Метод и устройство для управления электрическим током», впервые поданный в Канаде 22.10.1925, описывающий полевой транзистор. 
  • US 1900018  Юлиус Эдгар Лилиенфельд: «Устройство для управления электрическим током», поданное 28.03.1928, тонкопленочный полевой транзистор.
  • GB 439457 Оскар Хайль : «Усовершенствования в электрических усилителях и других устройствах и устройствах управления или относящиеся к ним», впервые подано в Германии 02.03.1934 
  • US 2524035 Джон Бардин и др.: «Трехэлектродный элемент схемы на основе полупроводниковых материалов», самый старый приоритет 26.02.1948 
  • US 2569347 Уильям Шокли : «Элемент схемы, использующий полупроводниковый материал», самый старый приоритет 26.06.1948 
  • US 3206670 Мохамед Аталла : «Полупроводниковые устройства с диэлектрическим покрытием», поданная 03.08.1960, описывающая полевой МОП-транзистор. 
  • US 3102230 Dawon Kahng : «Полупроводниковое устройство, управляемое электрическим полем», поданное 03.08.1960, описывающее полевой МОП-транзистор. 

Ссылки

Книги и литература

внешняя ссылка

История изобретения транзистора

Транзисторы и его путь изобретения

Мы все знаем, что «транзистор» является неотъемлемой частью любой электронной цепи или устройства. Очень редко можно увидеть схемы, построенные по крайней мере без одного транзистора. Это полупроводниковый прибор используется для целей переключения или для целей усиления в электронных устройствах. Они бывают в отдельном корпусе или в сочетании с интегральными микросхемами. Транзисторы бывают двух типов PNP и NPN. Наиболее часто используются транзисторы NPN.

В этой статье позволяет искать глубоко в интересную историю изобретения транзистора. Также имеется статья по Истории изобретения соединения PN.

Родители транзисторов

22 октября 1925 Австрийск-Венгерский физик, Юлиуса Эдгара Лилиенфельда записал первый патент для транзисторов в Канаде. Но, как он не сделал каких-либо научных публикаций относительно изобретения транзистора, отрасли игнорировать его работу. Тем не менее он имел большую роль в изобретении полевой транзистор. После работ Джулиус, в 1934, немецкий физик, Оскар Хайль отмечен другой патент на полевой транзистор. Хотя не выводы были сделаны в то время, позже исследования показывают, что Юлий Лилиенфельд транзистор дал отличный результат и получить. Джон Бардин, Уильям Брэдфорд Шокли и Уолтер Браттейн сделал параллельных исследований с Германий.

Какова была необходимость?

Вы можете догадаться, что сделали эти люди работают так религиозно на транзисторы? Есть роль, которую играет кристаллах германий позади экрана! Конечная цель исследований было производить чистый Германий кристалл диода смеситель, который был использован в РЛС. Эти радары служил цели смеситель частоты.

Достижение с Германий

Университет Пердью доказал успех в производстве чистого и Германий стандарт качества полупроводниковых кристаллов. Как трубка на основе технологии не достаточно быстро, они пытались с полупроводниковые диоды. Узнать больше о этот диод, они пытались, оформляя триод; Однако они нашли этот процесс будет очень утомительным.

Достижений с триода

Джон Бардин развитые поверхности физика, которая является результатом исследований и странное поведение предыдущего исследования. Бардин и Браттейн удалось сделать работы устройства и затем Шокли попытался разработать устройство полупроводникового триода на основе.

Что является базой для изобретения?

Принцип изобретения транзистора лежит на понимание подвижность электронов. Если поток электронов от эмиттера к коллектору может контролироваться одним так или иначе, усилитель может быть построен диода! Это казалось очень сложно, но Браттейн сделал шаг. Когда команда работает на создание такого устройства, было много недостатков в исследованиях. Во времена работала система, и иногда он неожиданно перестал работать.

И какие могут быть решения?

Если есть проблема, должно быть решение. Когда не работает настройка был помещен на воде, к счастью, он начал работать! Из-за чистой обвинения будет двигаться электроны в любой одной части кристаллов. Как противоположными зарядами, более вероятно, чтобы привлечь, электроны в излучателей и отверстия в коллекторы, как правило, двигаться в направлении поверхности кристалла. Противоположный заряд был получен из воздуха или воды. Эти чистые расходы могут быть легко оттеснили от применения очень мало количество заряда от часть кристалла. Максимальная инъекции электронов, что было необходимо промыть обвинения тогда был заменен с минимальным запасом электронов. Таким образом понимание исследователи проложили путь для решения проблемы. Нет никакой необходимости двух отдельных или отдельных полупроводники; Вместо этого немного больше одной поверхности может использоваться в качестве замены.

Новая система

В новом изобретении эмиттер и коллектор были расположены в верхней части которой были близко друг к другу и свинца управления был сделан на базе кристалл. На применении текущего, электронов или дырок от эмиттеров и коллекторов были очищены, по всему полу дирижер и они были собраны в дальнем конце поверхности кристалла.

Первый когда-либо транзистор

Хотя есть множество эволюций транзистора, первый транзистор был сделан после многих неудач. BELL laboratories телефон пытался на этот процесс и сталкиваются с нет успех. Изобретение транзистора точки контакт-это еще одна интересная история. Было установлено, что, когда контакты были более тесно, системы или Настройка стала еще более хрупким. Золото катушки был вставлен в конце пластиковый клин. Затем он был сокращен с помощью бритвы на кончике. В результате два близко расположенных червонцев. Было установлено, что тока начали поступать когда напряжения был применен на другой стороне кристалла, после того, как пластик был толкаемых вниз поверхность этого кристалла. Таким образом был изобретен транзистор контактной точки.

Это было 16 декабря 1947 года, было сделано двойной точкой контакта транзистор, создавая контакт с поверхностью Германий. Этот Германий был ранее анодированного до 90 вольт и несколько золотых пятен были испарялась. При нажатии золотые пятна на голой поверхности, на золото был установлен связаться поверхности идеально. Вопросы были разделены на расстоянии около 4 X 10-3 см. Среди две точки одна была использована как сетки и другой был использован как плита. Браттейн и Мур показал набор до несколько их коллег и изобретение транзистора было объявлено на 23РД декабря 1947 года.

Уильям Брэдфорд Шокли, Джон Бардин и Уолтер Хаузер Браттейн были награждены Нобелевской премией в 1956 году для этого преобразования жизни исследования на полупроводниках и их открытия (вместо изобретения) транзистора.

Помимо Уильям Брэдфорд Шокли, Джон Бардин и Браттейн, Уолтер Хаузер двенадцать больше людей сказали принимать непосредственное участие в изобретении транзисторов.

Transistron

В 1948 году Герберт Matare и Генрих Уэлкер применяется для патента на прочной основе транзисторов, которые назывались transistrons. Поскольку там не было каких-либо объявление от Белл, было объявлено, что transistrons были разработаны независимо друг от друга. Эти transistrons были коммерчески изготовлено и был использован в французской телефонной компании.

История за изобретение полевых транзисторов

Никто, конечно, можно представить любые электронные устройства без присутствия транзисторов. В этом случае Какова идея изобретения транзисторов? Кто были люди за свои изобретения и достижения? Какова реальная цель изобретения полевых транзисторов? И как она появиться? Каковы текущие приложения и достижений этих транзисторов? Вы когда-нибудь задумывались об этом? Если да, то этот пишут поможет вам узнать больше о интересный рассказ за изобретение транзисторов field-effect.

Перед входом в его изобретение часть, давайте проведем краткий взгляд на то, что полевые транзисторы. Полевые транзисторы униполярные, появившихся в основном от биполярных транзисторов. Он используется как транзистор, но его эффективность является, что он контролирует теплопроводность материала с помощью электрического поля.

Хотя есть слишком много людей, участвующих в этом изобретении, следует отметить несколько. Юлиус Эдгара Лилиенфельда, Oskar Хайль, Джон Бардин, Уолтер Хаузер Браттейн и Уильям Шокли внесли основной вклад в изобретение полевой транзистор.

Изобретение

До начала XX века, в самом деле, не было ни малейшего представления о том принципе, что привело к полевой транзистор.

Два человека запатентовали свои идеи на это изобретение.

Вклад Юлий Эдгар Lilienfield

Первый человек — Юлиус Эдгара Лилиенфельда, который был Австро-венгерский физик. Позже он переехал в США и стал гражданином США. В 1905 году он начал работать в Лейпцигском университете в кафедры физики.

Его работы интерес был в выполнении электрических частиц или электронов в вакууме. Его первый вклад в научное общество было сделано с идентификации поля электронной эмиссии.

Он был один, чтобы изобрести полевой транзистор или ФЕТ, как это широко известно. Его изобретения включают электролитический конденсатор, который был изобретен в тот же период 1920. Он утверждал патентов для различных работ, среди которых он был предоставлен патент для FET полевой транзистор на 28 января 1930 года.

Основываясь на одной из его открытий, которые был похож на рентгеновские трубки, любого оптического излучения, испускаемого попадания электронов на металлической поверхности был назван как Лилиенфельд излучения.

Хайль Оскар и его вклад

В отличие от Лилиенфельд Oskar Хайль был инженер-электрик. Он закончил свое обучение в университете Джорджа-Август. Докторскую степень была присуждена ему за его работу по молекулярной спектроскопии в 1933 году.

Основываясь на докладах различных патентов, выданных ему, Oskar Хайль считается одним из изобретателей полевых транзисторов. Другие изобретения, которые записываются по его являются трансформатор движения воздуха и Хайль трубки.

В год 1963 года, накопив большой опыт он инициировал его компании в Калифорнии, США.

Вклад Уильям Шокли

Хотя принцип полевых транзисторов была впервые запатентована Лилиенфельд и Хайль, практические полупроводникового устройства, такие как junction ворота полевой транзистор или JFET были разработаны лет спустя после транзистора эффект наблюдался, объяснил и продемонстрировал Уильям Шокли и его командой в Bell Labs в 1947 году.

Шокли усилия по коммерциализации транзистор был путь, преодолев вклад в научное общество. Во время второй мировой войны Шокли работал в исследовательских лабораториях радар в Нью-Джерси. Шокли был построен первый рабочий транзистор. Это был Германий точки транзистор серии.

Транзисторов, которые в настоящее время работают в электрических устройствах, все, полевые ТРАНЗИСТОРЫ. Полевые ТРАНЗИСТОРЫ, металло-оксидный полупроводник транзисторы field-effect. Они были впервые предложены Dawon Kahng в 1960 году и этот транзистор во многом заменил JFET и гораздо более глубокое воздействие на развитие электронной.

Как работает полевой транзистор

В полевой транзистор электрическое поле создается путем слабого электрического сигнала в нижней части транзистор, который также передается на другие части полевой транзистор.

В нижней части транзистор заполнено вверх с избытком электронов. В Центральной или базового региона, количество электронов является слишком мало когда по сравнению с нижней частью полу провода. Есть две стороны нашли, что известны как источник и сток. Исходный сторона является формой региона, где электроны ввести внутри, а так же на другой регион, слива, электроны стоки из. Обычно поток электронов производится от одной стороны к другой. Ток не отмечен рядом база региона. Ток способствует тонкий канал вдоль другого региона.

На базе полу провода электрода связан или прилагается. Тонкий слой окиси металла отделяет этот электрод от остальной части. Наиболее распространенные окиси тяжелых металлов используется это диоксид кремния. Электрод часто рассматривается как «ворота». Ворота это, где мы пройти слабый электрический сигнал в полу дирижер.

Благодаря отталкивающим действием электронов истощение зоны получает сформирована база региона. Проходя отрицательный заряд поможет полностью предотвратить прохождение электроэнергии через провод полу.

Хотя транзисторы имеют различные приложения, которые проще, они могут быть использованы в сложных местах тоже. Они также могут вести себя как усиления устройства.

Основываясь на заряд передается полу дирижер, тока, протекающего через другой регион может быть либо меньше или больше. Как еще один напряжения, подключенных к нему, есть возможные пути дальнейшего сделать его больше. Полевые транзисторы или ФЕТ часто используются в электрических устройствах, таких как микрофоны, микроволновые печи, телевизоры, радиоприемники и даже в автомобилях. Они имеют широкое применение в качестве несущей зарядов. Хотя есть много других полупроводники, кремния служит лучшим для использования в полевых транзисторов.

Как был изобретен транзистор

УВЕРЕННАЯ ПОСТУПЬ ТРАНЗИСТОРА

 

С 17 ноября до 23 декабря 1947 года ученые Уильям Шокли, Уолтер Браттейн и Джон Бардин проводили эксперименты по исследованию полупроводников, в результате которых был изобретен «полупроводниковый триод», а 30 июня 1948 года Bell Laboratories официально представила это изобретение публике на прес-конференции, сменив слишком длинное название на более емкое транзистор. Именно эту дату принято считать днем изобретения транзистора. Но великий поход в «страну Полупроводников» начался еще в 1833, когда Майкл Фарадей обнаружил, что электропроводность сульфида серебра увеличивается при нагревании. И только через 125 лет в Америке на основе другого полупроводника, германия, была создана микросхема.

Новое изобретение

О первой демонстрации транзистора газета «New York Times» сообщила 1 июля 1948 года на предпоследней странице: «Вчера Bell Telephone Laboratories впервые продемонстрировала изобретенный ею прибор под названием «транзистор», его в некоторых случаях можно использовать в области радиотехники вместо электронных ламп. Было также показано его использование в телефонной системе и телевизионном устройстве. В каждом из этих случаев транзистор работал в качестве усилителя, хотя фирма заявляет, что он может применяться и как генератор, способный создавать и передавать радиоволны».

Транзисторный магнитофон Комета МГ-209

Новость, по мнению редактора, не походила на сенсацию. Публика не проявила поначалу интереса к новому прибору, и Bell пыталась продвинуть новинку, раздавая лицензии на использование транзистора всем желающим. А инвесторы между тем делали миллионные вложения в радиолампы, которые после тридцати лет развития переживали бум, – конец ему положит именно новое изобретение.

Потесненная лампа

До середины ХХ века казалось, что электронная лампа навсегда заняла место в радиоэлектронике. Она работала везде: в радиоприемниках и телевизорах, магнитофонах и радарах. Радиоэлектронная лампа сильно потеснила кристаллический детектор Брауна, оставив ему место только в детекторных приемниках. Удалось ей также составить конкуренцию и кристадину Лосева, – это был прообраз будущих полупроводниковых транзисторов.

Копия первого в мире работающего транзистора

Но у лампы был большой недостаток – ограниченный срок службы. Необходимость создания нового элемента с неограниченным временем действия становилась в радиоэлектронике все острее. Но, как не парадоксально, разработка полупроводниковых приборов тормозилась, кроме объективных причин, еще и субъективными – инерцией мышления самих ученых. Достаточно сказать, что лабораторию американской компании «Bell telefon», где проводились исследования со сверхчистым германием, коллеги пренебрежительно называли «хижиной ненужных материалов».

Давние конкуренты

Эксперты, впервые увидев пластинку германия с присоединенными к ней проводниками, заявили: «Такой примитив никогда не сможет заменить лампу». И все же, не обращая внимания на все преграды, 30 июня 1948 года компания «Bell telefon» впервые публично продемонстрировала твердотельный усилитель – точечный транзистор. Его годом раньше разработали сотрудники Джон Бардин и Уолтер Браттейн под руководством Уильяма Шокли.

Транзисторный радиоприемник 1959 года

На вопрос журналиста: «Как вы этого достигли?», Уильям Шокли ответил: «Транзистор создан в результате соединения человеческих усилий, потребностей и обстоятельств».

Название «транзистор» происходит от английского слова TRANsferreSISTance, а окончание слова – «OR« соответствует раннее появившимся радиоэлементам – «термистор и варистор» и дал его Джон Пирс. В основе названия заложен тот факт, что прибором можно управлять путем изменения его сопротивления.

Бардин Шокли и Браттейн в лаборатории Bell, 1948

В 1956 году трем американским ученым за это открытие была присуждена Нобелевская премия в области физики. Интересно, что когда Джон Бардин опоздал на пресс-конференцию по поводу присуждения ему этой премии, то войдя в зал, в свое оправдание сказал: «Прошу извинить меня, но я не виноват, так как не мог попасть в гараж: отказал транзистор в электронном замке».

Транзисторы в музыке

Уильям Шокли не остановился на достигнутом и разработал еще несколько новых типов транзисторов. К этим трудам своего сотрудника эксперты компании проявили скепсис. Более дальновидными оказались специалисты японской фирмы «SONY», она приобрела лицензию на эти транзисторы.

Полностью вытеснить радиолампу транзистору пока еще не удалось. Можно, наверное, утверждать, что полупроводниковые приборы и электронные лампы будут сосуществовать еще долго, не заменяя друг друга, а дополняя, и занимать то место в радиоэлектронике, где они дают наибольший эффект.

Современный макет транзистора Бардина и Браттейна

Не составляет исключение и музыкальная индустрия, так как звучание транзисторов и ламп серьезно отличается друг от друга. Очевидно то, что и варианты применения техники, построенной на столь несхожих компонентах, должны отличаться. Видимо, в каких-то случаях предпочтительней лампа, а в каких-то – транзистор.

При современном развитии электроники существует возможность сделать звук транзисторного прибора теплым, а лампового – достоверным. Такая техника существует, но стоит очень дорого.

Все же есть надежда, что в будущем лампа и транзистор станут жить дружно, дополняя друг друга и радуя потребителей. Отзывы же о комбинированной аппаратуре на сегодня очень обнадеживающие.

 

История транзистора

История транзистора
Государственный университет Сан-Хосе
applet-magic.com
Thayer Watkins
Кремниевая долина
и улица Торнадо
США
История транзисторов

Важнейшим компонентом электронного устройства является управляемый клапан, который позволяет слабому сигналу контролировать гораздо больший поток, как кран контролирует поток воды.Одно время регулируемый клапан использовался в электронные схемы были вакуумной лампой. Электронная лампа работала, но она был громоздким и потреблял много электроэнергии, которая превращалась в тепло, которое сократил срок службы самой трубки. Транзистор был намного больше элегантное решение для нужд электроники. Транзистор маленький и потребляет гораздо меньше энергии, чем электронная лампа. Потому что он использует так мало энергии, мало тепла для рассеивания, и транзистор не выйдет из строя так быстро, как это делает электронная лампа.

Транзистор успешно продемонстрирован 23 декабря 1947 г. Bell Laboratories в Мюррей-Хилл, Нью-Джерси. Bell Labs — исследовательское подразделение американского Телефон и телеграф (AT&T). Трем лицам приписывают изобретением транзистора были Уильям Шокли, Джон Бардин и Уолтер. Браттейн. Уильям Шокли сыграл в изобретении совершенно иную роль. чем два других. Шокли работал над теорией такого устройства. более десяти лет.Хотя он мог успешно разработать теорию но после восьми лет попыток он не смог построить работающую модель. Бардина и Браттейна вызвали занимались проектированием и разработкой, что они сделали в относительно короткие два года, к ужасу Шокли. Шокли, как их руководитель, разделил славу. Бардин и Браттейн создали «точечный» транзистор. Впоследствии Шокли разработал новый тип транзистор, названный «биполярным» транзистором, превосходил точечный транзистор. типа контакта и заменил.Таким образом, транзистор по большей части был Создание Шокли.

Уильям Шокли вырос в Пало-Альто в семье горного инженера. и его жена, получившая образование в Стэнфорде. Он работал на бакалавриате в Калифорнийский технологический институт (Калифорнийский технологический институт) в Пасадене и продолжил его докторская степень. по физике в M.I.T. Когда он получил докторскую степень по специальности В области квантовой физики он пошел работать в Bell Labs.

Шокли начал работать в 1936 году над физикой твердого тела. теория, которая легла в основу транзистора.Был приоритет для этот тип устройства. Ранние радиоприемники имели детекторы сигналов, которые состояли из тонкой проволоки, называемой кошачьим усом, ударяется о галенит (сульфид свинца) кристалл. Радиолюбителю приходилось водить кошачьим усом по германию. кристалл, чтобы найти подходящую точку контакта, где может быть радиосигнал подобрал. Эти ранние радиоприемники работали, но не безупречно. Тем не менее принцип работы кристаллического детектора был основой для «точечный» транзистор.Бардин и Браттейн использовали германий вместо Галенит в тот первый транзистор. Они также использовали эквивалент кошачьих усов, но два, а не один. Конструкция Шокли, биполярный транзистор, Устранены деликатные, доставляющие беспокойство точечные контакты. Позднее транзисторы стали делать из кремния, более распространенный элемент, защищенный от коррозии тонкой слой диоксида кремния.

Компания Texas Instruments из Далласа, штат Техас, впервые начала коммерческое производство переходных транзисторов для портативных радиоприемников в 1954 году.Компания Sony Японии вскоре получили право производить транзисторы и пришли к доминировать на рынке. В 1960-х годах Sony начала производить телевизоры. наборы, использующие транзисторы, а не электронные лампы. Вскоре после этого вакуум ламповая технология устарела.

В 1956 году Шокли вернулся в Пало-Альто, чтобы основать собственную компанию. Он привел в свою компанию талантливых инженеров и ученых, но он был очень трудный человек для работы и, казалось, имел базарное представление о как управлять предприятием.Во-первых, он настоял на размещении зарплаты всех сотрудников. Это вызвало ненужное трение между сотрудники. В конечном итоге высший персонал объединился и покинул компанию. Они хотели продолжить работать вместе в другой компании, и Стивен Fairchild из Fairchild Camera была вынуждена создать Fairchild Semiconductor для группы.


Кто изобрел транзистор?

В середине 1940-х группа ученых работала в Bell Telephone Labs в Мюррее. Хилл, штат Нью-Джерси, работали над поиском устройства, которое заменит существовавший тогда технология вакуумных трубок.Вакуумные лампы были единственной технологией, доступной на время для усиления сигналов или использования в качестве переключающих устройств в электронике. Проблема было то, что они были дорогими, потребляли много энергии, выделяли слишком много тепла и были ненадежны, что требовало значительного технического обслуживания.
Учеными, ответственными за изобретение транзистора в 1947 году, были: Джон Бардин, Уолтер Браттейн и Уильям Шокли. Бардин, доктор философии. в математики и физики из Принстонского университета, был специалистом в области электронов проводящие свойства полупроводников.Браттейн, доктор философии, был экспертом в природа атомной структуры твердых тел на уровне их поверхности и твердого тела физика. Шокли, доктор философии, был директором по исследованиям транзисторов в Bell Labs.

Их первоначальное патентное название транзистора было: «Полупроводниковый усилитель; Трехэлектродный элемент схемы из полупроводниковых материалов ». В 1956 г. группа была удостоена Нобелевской премии по физике за изобретение транзистора. В 1977 году Джон Бардин был награжден Президентской медалью свободы.

Ссылки:


Ответил: Стивен Портц, учитель технологий, средняя школа космического побережья, Флорида

Магазин Научный интернет-магазин

Краткое изложение истории транзистора

«Транзистор, наверное, самый важное изобретение 20-го века и история изобретения это одно из столкновений эго и совершенно секретных исследований…. «

Этот краткое введение описывает задействованных лиц и организаций в истории транзистора. Для более насыщенного изображения, пожалуйста, следуйте ссылки на этом веб-сайте.

Колокол Laboratories, одна из крупнейших промышленных лабораторий в мире, был исследовательским подразделением гигантской телефонной компании American Telephone и Телеграф (AT&T).В 1945 году Bell Labs начал искать решение давней проблемы.

1907 — Проблема

AT&T привела своего бывшего президента Теодора Вейла, из пенсии, чтобы помочь ему бороться с конкуренцией, возникающей из истечение срока действия Александра Грэма Белла телефонные патенты. Решение Вейла: трансконтинентальная телефонная связь.

В 1906 году эксцентричный американский изобретатель Ли Де Форест разработал триод в электронной лампе.Это было устройство, которое могло усиливать сигналы, включая, как предполагалось, сигналы на телефонных линиях по мере их передачи по всей стране от одной распределительной коробки к другой. AT&T купила De Патент Фореста и значительно улучшил трубку. Это позволило сигнал регулярно усиливаться по линии, что означает, что телефонный разговор может идти на любое расстояние, пока есть усилители путь.

Но вакуумные лампы, которые сделали это усиление возможным были крайне ненадежны, использовали слишком много энергии и производили слишком много высокая температура. В 1930-х годах директор по исследованиям Bell Lab Мервин Келли признал, что необходимо устройство получше. чтобы телефонный бизнес продолжал расти. Он чувствовал, что ответ может находиться в странном классе материалов, называемых полупроводниками.

1945 — Решение

После окончания Второй мировой войны Келли собрала команду ученых разработать твердотельный полупроводниковый переключатель, который заменит проблемная вакуумная трубка.Команда использовала некоторые достижения в исследованиях полупроводников во время война, которая сделала радар возможным. Молодой блестящий теоретик, Билл Шокли был выбран в команду лидер. (См. Шокли, Браттейн и Бардин — команда и товарищи по команде)

Шокли подготовил Уолтера Браттейна из Bell Lab, физика-экспериментатора кто мог построить или починить что угодно, и нанял физика-теоретика Джон Бардин из Университета Миннесоты.Шокли пополнил свою команду эклектичный микс физиков, химиков и инженеров. Группа была разнообразные, но сплоченные. Уолтер Браун, физик, который присоединился к группе в 1951 году, вспоминает, что слышал о вечеринки и хорошие обеды. Бетти Спаркс, Секретарь Шокли напомнила о приподнятом настроении группы на ее свадьбе. в Морган Спаркс. Они позвонили в свою лабораторию «Адский Лаборатория колоколов.»

Весной 1945 года Шокли разработал то, что он надеялся будет первым полупроводниковым усилителем, основанным на так называемом «эффект поля». Его устройство представлял собой небольшой цилиндр, тонко покрытый кремнием, установленный рядом с небольшая металлическая пластина. Это было, как сказал инженер-электрик Иллинойсского университета. Ник Холоняк сказал, безумная идея. На самом деле, устройство не работало, и Шокли поручил Бардину и Браттейну узнать почему.По словам автора Джоэля Шуркина, двое в основном работали без присмотра; Шокли большую часть времени проводил работать один дома.

Расположен в помещениях Bell Labs в Мюррей-Хилл, Бардин и Браттейн начали отличное партнерство. Бардин, теоретик, предложил экспериментировал и интерпретировал результаты, в то время как Браттейн строил и запускал эксперименты. Вспоминает техник Фил Фой что время шло безуспешно, внутри начала нарастать напряженность. лабораторная группа.

Осенью 1947 года, автор Лилиан Ходдесон говорит, что Браттейн решил попробовать окунуть весь аппарат в воду. в ванну с водой. Удивительно, но это сработало … немного.

Браттейн начал экспериментировать с золотом на германии, исключив слой жидкости по теории, что он замедляет работу устройства. Это не сработало, но команда продолжала экспериментировать, используя этот дизайн в качестве отправная точка.

Незадолго до Рождества Бардин получил историческое прозрение. Все думали, что знают, как электроны ведут себя в кристаллах, но Бардин обнаружил, что они ошибались. Электроны образовывали барьер на поверхности. Его прорыв был тем, что им было нужно. Не рассказывая Шокли о изменения, которые они вносили в расследование, Бардин и Браттейн работал над. 16 декабря 1947 года они построили точечный транзистор, сделаны из полосок золотой фольги на пластиковом треугольнике, вставленном в контакт с пластиной германия.

Когда Бардин и Браттейн позвонили Шокли, чтобы сказать ему изобретения, Шокли был доволен результатами группы и в ярости, что он не принимал непосредственного участия. Он решил, что сохранить с его положением, он должен быть лучше Бардина и Браттейна.

Его устройство, переходной (сэндвич) транзистор, было развился в порыве творчества и гнева, в основном в гостиничном номере в Чикаго.В общей сложности ему потребовалось четыре недели работы пером на бумаге, хотя потребовалось еще два года, прежде чем он смог его построить. Его устройство было более надежным и практичным, чем устройство Бардина и Браттейна. точечный транзистор, и намного проще для производства. Он стал центральным артефактом электронной возраст. Автор Майкл Риордан говорит, что Бардина и Браттейна «оттолкнули». Это оскорбление раскололо команду, превратив некогда совместную среду в ту, которая была высококонкурентной.Проблемы, чьи имена должны иметь патент на устройство, и кто должен быть известен фотографии, еще больше усилили напряженность.

Bell Labs решила представить изобретение 30 июня, 1948. С помощью инженера Джона Пирса, писавший научную фантастику в свободное время, Bell Labs остановилась на название «транзистор» — объединение идей «транс-сопротивления» с названиями других устройств, таких как термисторы.

В то время этому изобретению уделялось мало внимания. в популярной прессе или в индустрии. Но Шокли увидел его потенциал. Он покинул Bell Labs, чтобы основать компанию Shockley Semiconductor в Пало-Альто, Калифорния. Он нанял превосходных инженеров и физиков, но, если верить физическим химик Гарри Селло, личность Шокли выгнал восьмерку своих лучших и умнейших. Эти «предательские восемь »основали новую компанию под названием Fairchild Полупроводник.Боб Нойс и Гордон Мур, двое из восьми сформировали корпорацию Intel. Oни (и другие в Техасе Instruments) является соавтором интегральной схемы. Cегодня, Intel ежедневно производит миллиарды транзисторов на своих интегральных схемах, однако Бардин, Браттейн и Шокли зарабатывали очень мало денег на своих исследование. Тем не менее, компания Шокли положила начало Silicon Долина.

Бардин покинул Bell Labs в Иллинойском университете, где он получил вторую Нобелевскую премию.Браттейн оставался там несколько лет, а потом уехал учить. Шокли потерял компанию и преподавал в Стэнфорде. какое-то время, а затем ввязались в печально известный спор о расе, генетика и интеллект, разрушившие его репутацию.

В 1950-х и 1960-х годах большинство американских компаний предпочитали их внимание на военном рынке при производстве транзисторной продукции. Это оставило дверь открытой для японских инженеров, таких как Масару. Ибука и Акио Морита, основавший новую компанию Sony Electronics. что массовое производство крошечных транзисторных радиоприемников.Президент Bell Labs Заслуженный Ян Росс сказал, что часть их успеха заключалась в развитии способности для быстрого серийного производства транзисторов.

Транзисторное радио изменило мир, открыв информационный век. Информация могла быть быстро разрознена до конца Земли, до такой степени, что историк Чарльз Стюарт слышал о убийство Мартина Лютера Кинга младшегоот бедуинских племен в Сахара вскоре после этого.

Первые трое встречались несколько раз после разрыва: однажды в Стокгольме, Швеция, чтобы получить Нобелевскую премию 1956 г. за их вклад в физику, и еще раз в Bell Labs в 1972 г. в ознаменование 25- -й годовщины их изобретений. Они праздновали то, чего не могли знать, когда впервые начали работать над транзистором — что собирались менять Мир.

Наверх

__________________
Для дополнительного чтения
см. Майкл Риордан и Лилиан. Кристалл Ходдесона Огонь: изобретение транзистора и рождение информационного века, Нью-Йорк, У. В. Нортон (1998)

Ресурсы: Новостной ролик на этой странице производство Bell Labs, авторское право AT&T Bell Labs.


Авторские права 1999 г., ScienCentral, Inc. и Американский институт физики. Нет часть этого веб-сайта может быть воспроизведена без письменного разрешения. NavKnob является товарным знаком ScienCentral, Inc. Все права защищены.

Кто изобрел транзистор? Изобретения и изобретатели для детей ***

Подшивка фактов: Кто изобрел транзистор? Изобретение: транзистор *** Дата изобретения: 1947 *** Имя изобретателей: Джон Бардин, Уолтер Браттейн и Уильям Шокли *** Гражданство изобретателей: Американский *** Исторический период: Вторая мировая война (1939-1945) *** Категория: вычислительная техника и технологии *** Страна происхождения: Американец *** Изобретатели и изобретение транзистора ***

Факт 1: Кто изобрел транзистор? Транзистор был изобретен Джоном Бардином, Уолтером Браттейном и Уильямом Шокли в 1947 году во время Второй мировой войны (1939–1945) эпохи изобретений.

Факт 2: Кто изобрел транзистор? Изобретение стало возможным благодаря к новаторской работе в «Электричестве Томаса» Эдисон (1847-1931), открывший Электрон 4 марта 1898 года, и Ли Де Форест, который изобрел термоэлектронный клапан, устройство электронного усилителя, которое он назвал Audion. 4 марта 1906 года.

Факт 3: Кто изобрел транзистор? До изобретение транзистора в 1947 году, ламповые усилители и электромеханические реле, но эти старые устройства становились все более и более проблемный.

Факт 4: Кто изобрел транзистор? Как транзистор повлиял на мир? Изобретение транзистора в конечном итоге привело к разработке твердотельных устройств, таких как интегрированные схема и микропроцессор. Транзистор

Факт 5: Кто изобрел транзистор? Без изобретения транзистора информационный век и сегодняшний цифровой мир никогда бы не наступили — там не было бы компьютеров, и их связь по телефонным сетям была бы невозможна. невозможно.Транзистор — это строительный блок компьютерных микросхем.

Факт 6: Кто изобрел транзистор? Есть два разных типа транзисторов. Точечный транзистор был изобретен Джоном Бардином и Уолтером Браттейном в В декабре 1947 года переходный транзистор был изобретен месяцем позже Уильямом. Shockley в январе 1948 года.

Факт 7: Кто изобрел транзистор? Точечный транзистор потерян к переходному транзистору, что в конечном итоге принесло огромную коммерческую выгоду успех и появление современных полупроводников и таких компаний, как Sony и Texas Instruments.

Факт 8: Кто изобрел транзистор? Все трое, участвовавшие в изобретение транзистора работало в Bell Labs, которая была основана интеграция Bell Telephone Laboratories, Inc и AT&T Development and Research Департамент по преодолению разрыва между лабораторными исследованиями и работа систем связи.

Факт 9: Кто изобрел транзистор? Американский физик и Инженер-электрик Джон Бардин родился 23 мая 1908 года в Мэдисоне, Висконсин, США.Джон Бардин получил степень бакалавра наук. в области электротехники в 1928 году из Университета Висконсин Мэдисон, был младший научный сотрудник Общества стипендиатов Гарвардского университета в 1935 году и получил докторскую степень. по математической физике из Принстона в 1936 г.

Факт 10: Кто изобрел транзистор? Американский физик Уолтер Браттейн родился в городе Сямэнь, Китай, 10 февраля 1902 года. Уолтер Браттейн получил степень бакалавра наук в колледже Уитмена в 1924 году, степень магистра гуманитарных наук. из Университета Орегона в 1926 году и его докторская степень.D. из Университета Миннесота в 1929 году

Факт 11: Кто изобрел транзистор? Физик Уильям Шокли был родился 13 февраля 1910 года в Лондоне, Англия, в семье американских родителей, вырос в Пало-Альто, Калифорния, с трехлетнего возраста. Уильям Шокли получил Степень бакалавра наук Калифорнийского технологического института в 1932 году и его докторская степень. степень Массачусетского технологического института в 1936.

Факт 12: Кто изобрел транзистор? Пути трех ученых встретились в Bell Labs.Уолтер Браттейн начал работать в Bell Labs в 1929 году, Уильям Шокли присоединился к нему в 1942 году, а Джон Бардин — в 1945.

Факт 13: Кто изобрел транзистор? В 1945 году телефонная промышленность была сильно зависит от использования электронных ламп для управления потоком электронов и усилить ток. Проблема заключалась в том, что электронные лампы были ненадежны и неэффективно. Bell Labs хотела разработать технологию, альтернативную старой, хрупкие стеклянные вакуумные трубки и сформировали группу физиков твердого тела, в которую вошли Джон Бардин, Уолтер Браттейн и Уильям Шокли.

Факт 14: Кто изобрел транзистор? Члены твердотельного группа физиков хорошо ладила, но была очень конкурентоспособной. Во вторник, 16 декабря, 1947 г. Джон Бардин и Уолтер Браттейн изобрели первый «точечный контакт». Транзистор. Уильям Шокли, вдохновленный работами Джона Бардина и Уолтера Браттейн изобрел переходный транзистор 1 января 1948 года.

Факт 15: Кто изобрел транзистор? Транзистор «Точечный контакт», Джон Бардин и Уолтер Браттейн были полупроводниковым устройством, способным усиление.Напряжение на одном контакте модулировало ток, протекающий через другой, усиливая входной сигнал до 100 раз. Переходный транзистор изобретенный Уильямом Шокли был также полупроводниковым устройством, способным усиление. Переходный транзистор использовал заряд электронов и дырок. перевозчики.

Факт 16: Кто изобрел транзистор? Переходный транзистор, в конечном итоге удалось, был запатентован не Уильямом Шокли, а Джоном Бардином и Уолтер Браттейн подал заявку на патент США на свое изобретение в июне 1948 г. были награждены патентом № 2,524,035 3 октября 1950 г.

Факт 17: Кто изобрел транзистор? Устройство было названо «транзистор» инженера-электрика Джона Пирса, который также работал в Bell Labs. На 30 июня 1948 года Bell Labs публично анонсировала революционное твердотельное устройство. на пресс-конференции в Нью-Йорке.

Факт 18: Кто изобрел транзистор? Позднее изобретение Уильяма Шокли и кредит, который он получил за изобретение, привели Джона Бардина в ярость. Уолтер Браттейн. Мужчины были в таких плохих отношениях, что Уильям Шокли по сути заблокировал Браттейн и Бардин от работы на перекрестке транзистор.

Факт 19: Кто изобрел транзистор? В 1956 году трое мужчин, Джон Бардин, Уолтеру Браттейну и Уильяму Шокли была вручена Нобелевская премия in Physics За их «исследования полупроводников и открытие транзисторный эффект ».

Факт 20: Кто изобрел транзистор? Микрочип был независимо изобретен Джеком Килби (1923-2005) и Робертом. Нойс (1927 — 1990) в 1959 г.

Факт 20: Кто изобрел транзистор? Джон Бардин умер 30 января, 1991 г. в Бостоне, штат Массачусетс, Уолтер Браттейн умер 13 октября 1987 г. Сиэтл и Уильям Шокли 12 августа 1989 года в Стэнфорде, Калифорния.В три ученых занимают важное место в истории как изобретатели Транзистор.

Что такое транзистор? | Основы электроники

Транзистор был изобретен в 1948 году в Bell Telephone Laboratories.

Изобретение транзистора стало беспрецедентным событием в электронной промышленности. Это ознаменовало начало нынешней эпохи в секторе электроники. После изобретения транзистора технический прогресс стал более частым, наиболее заметным из которых была компьютерная технология.Три физика, которые изобрели транзистор; Уильям Шокли, Джон Бардин и Уолтер Браттейн были удостоены Нобелевской премии. Принимая во внимание изобретения, которые открыли транзисторы, можно утверждать, что это было самое важное изобретение двадцатого века.

От германия к кремнию

Изначально транзисторы

производились с использованием германия. Это было стандартом для первого десятилетия производства транзисторов. Транзисторы на основе кремния, которые мы привыкли видеть сегодня, были приняты, потому что германий разрушается при температуре 180 градусов F.

Функции транзистора

Функции транзистора состоят из усиления и переключения. Возьмем для примера радио: сигналы, которые радио принимает из атмосферы, очень слабые. Радио усиливает эти сигналы через выход динамика. Это функция «усиления».

Для аналогового радио простое усиление сигнала заставит динамики воспроизводить звук. Однако для цифровых устройств форму входного сигнала необходимо изменить.Для цифрового устройства, такого как компьютер или MP3-плеер, транзистор должен переключать состояние сигнала на 0 или 1. Это «функция переключения»

Даже более сложные компоненты, такие как интегральные схемы, изготовленные из жидкого кремния, в основном представляют собой наборы транзисторов.

Резисторы и транзисторы на одном кристалле

Изначально дискретные резисторы и транзисторы монтировались на одних и тех же печатных платах, позже транзисторные микросхемы со встроенными резисторами были разработаны как цифровые транзисторы.Использование цифровых транзисторов в конструкциях имеет:
1. Они требуют меньше места для установки компонентов на печатной плате.
2. Им требуется меньше времени для монтажа компонентов на печатной плате.
3. Это уменьшает количество необходимых компонентов.

Цифровые транзисторы защищены одним из эксклюзивных патентов ROHM.

Первые транзисторы со встроенными резисторами были разработаны фирмой ROHM, получившей патентные права. Цифровые транзисторы также защищены одним из эксклюзивных патентов ROHM.

Как работает транзистор?

Одна аналогия, которая помогает объяснить, как работает транзистор, — это думать о нем как о водопроводном кране. В этом случае электрический ток работает как вода. Транзистор имеет три контакта: база, коллектор и эмиттер. Основание работает как ручка крана, коллектор похож на трубу, которая идет в кран, а эмиттер похож на отверстие, через которое льется вода. Поворачивая ручку крана с небольшим усилием, мы можем контролировать мощный поток воды.Эта вода течет по трубе и выходит из отверстия. Слегка повернув ручку крана, можно значительно увеличить скорость потока воды. Если закрыть полностью, вода не будет течь. Если открыть полностью, вода будет хлестать как можно быстрее!

Теперь мы можем погрузиться в правильное объяснение, используя диаграммы ниже. Транзистор имеет три контакта: эмиттер (E), коллектор (C) и базу (B). База контролирует ток от коллектора до эмиттера. Ток, протекающий от коллектора к эмиттеру, пропорционален току базы.Ток эмиттера или базовый ток = hFE. Показанная установка использует коллекторный резистор (RI). Если ток Ic протекает через RI, на этом резисторе будет сформировано напряжение, равное произведению Ic x RI. Это означает, что напряжение на транзисторе равно: E2 — (RI x Ic). Ic приблизительно равно Ie, поэтому, если IE = hFE x IB, то Ic также равно hFE x IB. Следовательно, при подстановке напряжение на транзисторах (E) = E2 (RI x le x hFE). По сути, входное напряжение E появляется на выходе после преобразования в напряжение IcRL.

(* 1) hfe: Коэффициент усиления постоянного тока транзистора.

Транзистор

Bell System Memorial — Bell Labs (Кто на самом деле изобрел транзистор?)

Кто на самом деле изобрел транзистор?

Другие пункты формулы изобретения …


Эта статья впервые появилась в журнале Radio Bygones, www.radiobygones.com
Перепечатано здесь с разрешения автора, Эндрю Эммерсон

Андрей Эммерсон раскрывает противоречивые утверждения и некоторую ревизионистскую историю.

Перед падением Советского Союза государственные педагоги бывшего СССР были заняты переписыванием истории, либо удаление из списка почета всех упоминаний героев народа. отпал от благодати или приписывает заслугу каждому современному чуду затемнению коммунистические пионеры.

Однако на этот раз Американцы подвергаются критике за фальсификацию истории, и предметом обсуждения является изобретение транзистор. Принято считать, что Уильям Шокли, Джон Бардин и Уолтер Браттейн изобрели это устройство в 1947 году. в этом, несомненно, не может быть никаких сомнений.Но есть и красочные претензии, и встречные иски представляют собой увлекательное чтение.

Один факт не оспаривается, что достижение Шокли, Бардина и Браттейна положило начало революции твердотельной электроники и эры компьютеризированных информатика. Порицать их роль в преобразовании электроники было бы одновременно грубо и безумно, но утверждение, что они первыми изобрели твердотельное усиление вообще не имеет содержания.

Прежде чем мы вернемся в темные века, Давайте рассмотрим стандартную версию истории транзисторов, любезно предоставленную Эндрю Уайли, который создал отличный сайт, посвященный ранним транзисторным устройствам. Он заявляет:

В транзистор был изобретен в Bell Laboratories в декабре 1947 г. (а не в 1948 г. часто упоминается) Джоном Бардином и Уолтером Браттейном. «Обнаружено» было бы Лучшее слово, потому что хотя они искали твердотельный эквивалент вакуумная трубка, она была обнаружена случайно при исследовании поверхности состояния вокруг точечного контакта диода. Поэтому первые транзисторы были точечного типа. Уильям Шокли, теоретик, руководивший исследованием, сразу понял, что это не то, что он искал: в то время, когда он пытался создать твердотельное устройство, подобное тому, что мы сейчас называем полевым эффектом соединения транзистор.

Bell Labs не раскрывала информацию о своем открытии до июня 1948 г. дата открытия). Затем они объявили об этом под фанфары, но мало кто осознавал его значение, и он даже не попал на первую полосу газеты. Шокли в основном игнорировал точечный транзистор, и продолжил свои исследования в других направлениях. Он изменил свои первоначальные идеи и разработал теорию переходного транзистора. В июле 1951 года Белл объявил создание такого устройства.В сентябре 1951 года Белл провел транзистор. симпозиум, и лицензировал свою технологию для обоих типов транзисторов для всех которые заплатили необходимый гонорар в 25 тысяч долларов. Это было началом промышленность транзисторов, которая изменила наш образ жизни в западном мире по крайней мере.

Действия инопланетян

Однако совершенно другое происхождение был предложен Джеком Шульманом, президентом американской компьютерной компании. Откровенно говоря, его теория довольно фантастична, но ее можно прочитать очень хорошо, если ничего больше.Вот что он говорит …

я вырос в дом главы Bell Labs, поэтому я знал, что что-то странно насчет транзистора, потому что я знал Билла Шокли, а Билл Шокли был что-то вроде бестолкового шута. Он никак не мог изобрести транзистор.

Символ транзистор состоит из трех частей: положительной, положительной и отрицательной; или отрицательный, отрицательный и положительный … диоксид кремния, легированный мышьяком и бор, в 1947 г.Теперь, в 1947 году, допинговать бором было непросто. Это требовало такое оборудование, которым даже Bell Labs в 1946 году не располагала. У них было это типа оборудования в лабораториях Лоуренса Беркли, но для этого потребовалось бы тысячи, тысячи и тысячи человеко-часов, чтобы изобрести транзистор.

Если посмотреть на это исторически, AT&T утверждала, что однажды этот «гений» Уильям Шокли работа с выпрямителем; он посмотрел на него и заметил необычный склонности, а там, бинго, он изобрел транзистор! Он понял это прямо там!

Кто угодно верить этой истории? И я нет.И я знал, потому что административный руководитель транзисторным проектом был Джек Мортон, человек, в доме которого я останавливался ходить в школу и с сыновьями которых я дружил. Он часто комментировал факт что это действительно позор, что эти три идиота взяли на себя ответственность за транзистор, а он нет.

Г-н Шульман утверждает, что Истинное происхождение транзистора лежит в технологии, восстановленной ВВС США из инопланетный космический корабль, обнаруженный в Розуэлле, штат Нью-Мексико, в 1947 году.Это очень спорный материал и вопреки всей общепринятой мудрости но довольно забавный с вашей стороны не воспринимайте это слишком серьезно. Давайте быстро двинемся, спустимся на землю и в частности, минералы.

Это было в 1906 году, когда G.W. Пикард из Эймсбери, штат Массачусетс усовершенствовал кристаллический детектор и в ноябре того же года получил патент для использования кремния в детекторах. Возможно, это было началом кремниевой революция, и экспериментаторам не потребовалось много времени, чтобы добиться усиления используя кристаллические устройства, задолго до изобретения термина «транзистор».

Родилась твердотельная электроника еще раньше, когда Фердинанд Браун изобрел твердотельный выпрямитель, использующий точечный контакт на основе сульфида свинца в 1874 году. кредит идет на обнаружив, что точечный контакт между тонкой металлической проволокой (так называемый усы кошек) и поверхность некоторых кристаллических материалов (особенно кремний) может выпрямлять и демодулировать высокочастотные переменные токи, такие как как те, которые производятся радиоволнами в приемной антенне (то, что Пикард называл волна-перехватчик).Его кристаллический детектор (точечный выпрямитель) был основа бесчисленных кристаллических радиоприемников, форма радиоприемника, был популярен до тех пор, пока кристаллический детектор не был заменен термоэлектронным триодом. клапан.

По своей природе кварцевый выпрямитель был пассивным устройством без усиления сигнала. Но радио историк Лоуренс А. Пиццелла WR6K отмечает анекдотические истории о судовые радисты во втором Десятилетие 20 -го века достижения усиление с использованием кристалла карбида кремния (карборунда) и двух котов усы.Он цитирует записанное на пленку интервью 1975 года с Расселом Олом в его доме. в Виста, Калифорния в котором были сделаны заявления об усилении сигнала. Это отрывок из книги Ольса показания:

Он дал мне копию, которая у него была, я думаю, это была Электрик . это было британский журнал, одна из таких статей с большими страницами. В нем был перевод из русской газеты, в которой они использовали карборунд с двумя контакты и батарея, питающая один из контактов, и получили прирост мощности десять раз.И это было еще в 1910-х годах, поэтому тот факт, что вы могли был известен прирост мощности, но никогда не ставился под контроль. я знал об этом потому, что в 1919 году один из операторов связи сказал мне, что некоторые операторы использовали карборунд в качестве генераторов для приема. Когда у меня было видел эту статью, которую дал мне Кертис, я не был поражен, потому что я знал об этом до того, как я увидел статью. Я слышал об этом. Я знал бывшего первый сержант Связи, который жил в пансионе, в котором я жил и был опытным радистом.Он много рассказал мне об использовании кристаллических детекторов на кораблях. Он сказал мне, что профессиональные операторы несут два кристаллических детектора с ними. Один из них был сделан из карборунда им и один из них был чем-то вроде галенита или чего-то в этом роде. Он сказал карборунд использовался для двух целей. Они использовали его в гавани, когда были рядом с передатчиком, чтобы предотвратить выгорание. Они также использовали его долгое время расстояния с двумя точками. Один балл был взволнован батареей и они были смогли получить из него длинноволновые колебания, и в этом мы смогли оказаться в станции длинноволнового телеграфа.

Ол, надо отметить, был человек, который изобрел кремниевый солнечный элемент в 1941 году и обнаружил во время мировой войны II, что полупроводники можно легировать небольшими количествами примесей для создания новые полезные свойства. Родился в 1889 году, в возрасте из 16 и посвятил большую часть своей жизни созданию простых радиоприемников, использующих полупроводники. Его случайное открытие барьера P-N в его работе в Bell Телефонные лаборатории привели к развитию солнечных батарей.

Увлекательное письмо на Wireless World в мае 1981 года под этим названием был назван доктором Гарри Э. Стокманом. из Серколаба (Арлингтон, Массачусетс) Тогда ему было 76 лет, и он пережил эпоху обсуждались и предоставили ценное резюме предшествующего уровня техники, предшествовавшего изобретение транзистора. Его письмо было вызвано шестидесятилетием Статью в том же периодическом издании), напоминая статья У. Т. Дитчема о колебаниях кристалла в номере за май 1920 г.

По его словам, этот эффект был открыл доктор В. Х. Экклс в 1910 г. и заметил: «Трудно понять, что потребовалось около десяти лет, чтобы появились практические активные кристалл-диодные схемы, несмотря на схемы напоминания Дитчема, которые включали как RF, так и AF усиление. Последний в то время был совершенно неизвестен большинству поклонников любви, один из них является автором этого письма. Большая заслуга в создании практические приспособления [такого рода] принадлежат О.В. Лосев о России, независимо от того, он знал о пионерской работе Эклза десятью годами ранее. Он должен был знать об этом; можно ожидать, что он как квалифицированный ученый был знаком с мировая научная литература.

Разъяснение исходит от Лоуренса Пиццеллы, который объясняет, как эти экспериментаторы создал успешные методы усиления с использованием устройств на минеральных кристаллах. По его словам, Лосев использовал цинкит и стальной кошачий ус с уклоном, чтобы сделать генератор и даже маломощный передатчик в начале 1920-х годов.Это было подробно сообщается в сентябрьском выпуске 1924 года журнала Radio News . и в выпусках 1 st и 8 th октября 1924 г. Мир. Хьюго Гернсбак, редактор Radio News , назвал это Кристодайн и предсказал, что кристаллы когда-нибудь заменят клапаны в электроника. Все детали, необходимые для дублирования этих цепей и создания туннеля. диодные генераторы есть в этих статьях. Немецкая книга Евгений В 1925 году Непер описал схему колебательного детектора, используя цинкит. материал и напряжение смещения от 8 до 14 вольт.

С таким количеством информации в напечатать невозможно, чтобы команда Bell Labs не знала об этих техники. Но в любом случае Пиццелла говорит, что Рассел Ол показал Уильяму Шокли свое радио использование кристаллических усилителей за несколько лет до предполагаемого изобретения транзисторов в 1947 году. Также цитируется Шокли (в Crystal Fire Риордана и Ходдесона) он сказал, что просмотр радио Олса убедил его в том, что усиливающий кристалл может быть сделано.

Еще один экспериментатор этой эпохи Гораздо большей похвалы заслуживает доктор Юлиус Лилиенфельд из Германии, который в 1926 году запатентовал эту концепцию полевого транзистора (FET).Он считал, что приложив напряжение к плохо проводящий материал изменит свою проводимость и тем самым достигнет усиление. Лилиенфельд заслуженно известен своими работами по электролитическому конденсаторной славы, но, согласно Стокману, следует признать также за его пионерские работы по полупроводникам.

Говорит Стокман, сам выдающийся автор многих книг и статей по физике полупроводников, он создал свое устройство без трубки примерно в 1923 году, одной ногой в Канаде, а другой в США, а датой его заявки на патент в Канаде был октябрь 1925 г.Позже последовали американские патенты, которые должны были быть хорошо известны Bell. Патентное бюро Labs. Лилиенфельд продемонстрировал свое замечательное бескамерное радио приемник во многих случаях, но Бог поможет человеку, который в то время угрожал господство трубки.

Дэвид Топхэм GM3WKB добавляет, что Лилиенфельд следил за своими патентными заявками 1925 г. (Канада) и 1926 г. (США). для метода и устройства для управления электрическими токами с другим выдан в 1933 году. Дэвид говорит: патент США 1 900 018 четко описывает эту область транзистор с эффектом, построенный с использованием методов осаждения тонких пленок и используя размеры, которые стали нормальными, когда металлооксидный полевой транзистор действительно был произведено в больших количествах более 30 лет спустя.Патент (и последующие ед.) описывает преимущества устройства перед громоздкими электронными лампами.

На веб-сайте доктора Роберта Г. Адамса говорится, что он разработал кристаллический усилитель в возрасте тринадцати лет, когда жил в Гастингс, Новая Зеландия. Фотография его установки размещена на его веб-сайте рядом с с диаграммой, воспроизведенной здесь, с подтверждением.

Подключения к двум кристаллам использовался доступный в то время вертикальный консольный тип держатели для усов для кошек, обеспечивающие стабильное соединение с центральным узлом и точки входа и выхода.Два разных метода связи между два кристалла не дали видимой разницы в производительности. Адамс подчеркивает, что это ему никогда не приходило в голову возбуждать какие-либо патентные иски просто потому, что изобретение уже был в открытом доступе. По его мнению, это было очевидно непатентованным никому (не считая Bell Labs).

Кто-то, кто построил подобный усилитель канадский радиолюбитель Ларри Кайзер (va3lk / wa3zia), который обнаружил схему для новой кристаллической радиосхемы, которая выставленное усиление опубликовано в журнале Gernsbacks Radio во время период 1932-1934 гг.Он вспоминает, что для этого использовались два кошачьих уса. свинцовый детектор галенита (PbS). Он говорит, что смог продублировать это действие в начале 1950-х годов как молодой любитель и в то время как степень усиление не было ничего похожего на первые коммерческие транзисторы, это было по крайней мере, порядка 3 дБ или чуть больше.

Это было тогда, но это сейчас. Американский радиолюбитель Найл Штайнер K7NS был полон решимости доказать или опровергнуть эти претензии на себя и добился впечатляющего успеха.На его на сайте он публикует технические результаты, фотографии и кривые нескольких эксперименты, в которых он продемонстрировал осцилляцию с железным пиритом и даже передавал свой голос по воздуху (схема для утюга там же дан осциллятор отрицательного сопротивления пирита).

Успех этот эксперимент был для меня очень захватывающим, поскольку он представляет возможность построить простой самодельный активный полупроводниковый прибор. Это почти как сделать самодельный транзистор, утверждает он.Это актуальный реализация некоторых очень старых и эзотерических экспериментов 1920-х годов Экклзом, Пикардом и Лосева, о которых так неопределенно сообщалось в нескольких статьях, что я часто задавался вопросом, действительно ли это было сделано. Несмотря на это, у меня всегда было крайнее восхищение этими отчетами о возможности производить непрерывный волновой радиочастотный сигнал от сырого полупроводникового материала в самые ранние дни радио.

Другие его эксперименты показывают генератор на основе феррита цинка и устройство отрицательного сопротивления N-типа, похож на туннельный диод, созданный касанием куска стальной оцинкованной проволоки против куска алюминия.Как говорит Найл, этот проект может быть не очень практично, но я нахожу это очень захватывающим опытом.

Чем больше вы изучаете историю изобретение, тем меньше вы найдете примеров совершенно новых устройств, задуманных и совершенствуется одним человеком в изоляции. История любит героев, а люди предпочитают простые истории, невзирая на неудобные факты.

Совершенно ясно, что Белл Не лаборатории изобрели транзистор, они изобрели его заново. Тот факт, что они полностью провалились признание новаторской работы, проделанной другими, можно объяснить человеческими природная гордость, высокомерие, невежество или простой личный интерес.Это совершенно верно что мир не был готов к предыдущим воплощениям транзистора, но что не было основанием отрицать, что Лилиенфельд запатентовал оригинальный твердотельный триодный генератор / усилитель задолго до того, как другие заявили о себе. Но такова жизнь; это было не в первый раз и, несомненно, не в последний.

  • Майкл Риордан и Лилиан Ходдсон, Crystal Fire (1998)

  • Уильям Бринкман, Дуглас Хагган и Уильям Траутман, История изобретения Транзистор и куда он нас приведет , IEEE Journal of Твердотельные схемы, т.32, нет. 12 декабря 1997 г. (и в WWW на http://ieeexplore.ieee.org/iel3/4/14037/00643644.pdf?arnumber=643644)

  • Юлий Nesper, Wie baue ich einen einfachen Detektorempfnger? (1925)

  • Рональд Айвс, транзисторов в 1923 г., журнал CQ (США), январь 1959 г.

http://www.sparkbangbuzz.com/els/iposc-el.htm

http: // www.nuenergy.org/


Запатентованный компанией Pickards кристаллический детектор в 1906 году дал старт кремниевая революция.

Кристаллический усилитель, разработанный новозеландцем доктором Робертом Адамса в 1933 году, показав, как терминология менялась с годами.

Мы предлагаем индивидуальные индивидуальные встречи Обслуживание!

Позвоните нам сегодня по телефону (651) 787-DIAL (3425)

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *