Rychlá fakta
Milestone: Tranzistor patentovaný
Datum: 3. října 1950
Kde: Bell Labs; Murray Hill, New Jersey
SZO: John Bardeen, Walter Brattain a William Shockley
3. října 1950 obdrželi tři vědci v Bell Labs v New Jersey a US patent za to, co by se stalo jedním z nejdůležitějších vynálezů 20. století – tranzistor.
Tranzistor byl původně navržen, protože AT&T chtěla zlepšit svou telefonní síť. V té době AT&T zesílila a vysílala signály telefonů pomocí triod. Tato zařízení uzavřela pozitivní a negativní terminál a drátěnou síť ve vakuové trubici, která zajistila, že elektrony mohou proudit bez narážení do molekul vzduchu.
Ale triody byly mocné prase, které se často přehřály, takže ve 30. letech 20. století začal prezident Bell Labs Mervin Kelly hledat alternativy. Byl ho zaujatý potenciálem polovodičů, které mají elektrické vlastnosti mezi vlastnostmi izolátorů a vodičů. V roce 1925, Julius Lilienfeld patentoval polovodičový předchůdce k tranzistoru, ale používal sulfid mědi, který byl nespolehlivý, a podkladové Fyzika byla špatně pochopena.
Na konci druhé světové války, když laboratoř posunula své zaměření z válečné technologie, Kelly přijal tým vedený Shockleym, aby našel náhradu za triody vakuové trubice. Tým provedl řadu experimentů, včetně ponoření křemíku do horké termoskys omezeným úspěchem. Problém byl v tom, že nedostali mnoho zesílení.
Poté, v roce 1947, Brattain a Bardeen přešli z křemíku na germanium a pomohli objasnit fyziku při hře v polovodiči. Jejich práce vedla k tranzistoru „bodového kontaktu“ Stiskněte dvě tenké sklouznutí zlaté fólie do germaniové desky. Zejména tento časný tranzistor vzal do práce nějakou jemnost a vyžadoval, aby Brattain kroutil věci “Jen RighT „Získat působivé 100násobné zesílení signálu.
V roce 1948, Shockley iteroval tento design s tím, co by se později nazývalo křižovatkou tranzistoru, předmětu patentu, který by pokračoval ve vytvoření základu většiny moderních tranzistorů.
Klíčem k technologii je to, že když je napětí aplikováno na polovodič, elektrony migrují v materiálu a podle patentu zůstávají pozitivně nabité „otvory“.
Je tedy možné vytvořit polovodiče „typu N“ nebo „P-typu“-oblasti, které nesou přebytek negativních nebo pozitivních nábojů. Když kovová elektroda kontaktuje polovodič, proud by prošel jedním směrem, kdyby se dotkl materiálu typu N a opačný směr v materiálu typu p, poznamenal patent.
Spojovací tranzistor využívá tuto vlastnost s polovodičem se třemi připojenými elektrodami. Úpravou použitého napětí a vlastností elektrod a polovodiče je možné spolehlivě zesílit proud. Toto zesílení by se brzy ukázalo neocenitelné v rádiích, televizích a telefonních sítích.
Ale zesílení není to, co uvádí v éře moderních počítačů. Spíše, spojovací tranzistor byl nepatrný, spolehlivý, nízkoenergetickou, „on-off“ přepínač, který se moc nevytápěl. Vakuum Trubky byly přepínače V prvních počítačích a tranzistor byl jen mnohem lepší přepínač on-off.
Shockley byl a Notoricky špatný šéf (a Eugenik a rasista). Klíčoví vědci šli jejich samostatnými způsoby a Bardeen se přestěhoval na University of Illinois a Shockley, který pomáhal založit moderní polovodičový průmysl Silicon Valley. Trio by vyhrálo 1956 Nobelova cena za fyziku za jejich práci na „tranzistorovém efektu“.
O několik let později by fyzikální chemik Morris Tanenbaum, který krátce pracoval pod Shockley v Bell Labs, vymyslel první křemíkový tranzistor. V roce 1959 podal Jack Kilby z Texas Instruments patent na První integrovaný obvodcož by tvořilo základ pro moderní počítačový čip. A na začátku šedesátých let byl počítač vakuové trubice funkčně vyhynulý.
V roce 1968, Gordon Moore, zakladatel společnosti Intel, poznamenal v rozhovoru, že tranzistory byly miniaturizovány a čipy byly dvakrát výkonnější Předpovídatelnou mírou, která se v éře Mooreova zákona, který by pokračoval další čtyři desetiletí.
Ale s Mooreovým zákonem nyní zastaralým a AI vyžadujícím stále více mocnost výpočetní techniky, vědci to bankují Kvantové počítače – které mohou kódovat více kvantových stavů v a qubitnebo „kvantový bit“ – bude v další éře výpočetní techniky.
