Tko je stvorio prvi tranzistor? Ovo pitanje je od velikog interesa za mnoge. Prvi patent za principu polje tranzistora je izdan u Kanadi austrougarska fizičar Julius Edgar lilienfeld 22. listopada 1925, ali Lilienfeld nije objavio nikakve znanstvene članke o svojim uređajima, a njegov rad je zanemarena od strane industrije. Tako je prvi svjetski tranzistor utonuo u povijest. 1934. njemački fizičar dr. Oscar Heil patentirao je još jedan tranzistor s efektom polja. Nema dokaza da su građene ove uređaje, a kasnije raditi u 1990 pokazalo je da je jedan od projekata Lilienfeld radio kao što je opisano i dao značajne rezultate. Sada poznata i prihvaćena činjenica je da je William Shockley i njegov pomoćnik, Gerald Pearson stvorio radnu verziju aparata lilienfeld patenata, koji se, naravno, nikad ne spominje u bilo kojem od svojih kasnijih znanstvenih radova ili povijesnih članaka. Prva računala na tranzistorima, naravno, izgrađena su mnogo kasnije.
Bell laboratorija
Bell-ova laboratorijska radio tranzistor izgrađen za proizvodnju vrlo čiste germanij „kristal” miješalica diode, a koristi se u radar jedinicama kao dio frekvencije miješalice. Paralelno s ovim projektom, bilo je i mnogo drugih, uključujući tranzistor na germanijevim diodama. Cijevi s ranim krugom nisu imale brzu značajkuprekidači, a umjesto toga Bell team koristio je solid-state diode. Prva računala na tranzistorima radila su na sličnom principu.
Daljnje studije Shockleyja
Nakon rata, Shockley je odlučio pokušati izgraditi triodopodobnoe poluvodičke naprave. On je osigurao sredstva i laboratorijski prostor, a zatim se počeo baviti problemom s Bardeen i Brattenom. John Bardeen je na kraju razvio novu granu kvantne mehanike, poznatu kao površinska fizika, kako bi objasnio svoje prve neuspjehe, i ti su znanstvenici na kraju uspjeli stvoriti radni uređaj.
Ključ za razvoj tranzistora bilo je daljnje razumijevanje procesa pokretljivosti elektrona u poluvodiču. Dokazano je da ako postoji način da se kontrolira protok elektrona od emitera do kolektora ove novootkrivene diode (pronađene 1874, patentirana 1906.), moguće je izgraditi pojačalo. Na primjer, ako stavite kontakte na obje strane istog tipa kristala, struja neće proći kroz njega.
Zapravo, ispostavilo se da je to vrlo teško. Veličina kristala bila bi prosječnija, a broj predviđenih elektrona (ili rupa) koji je trebao biti "ubrizgan" bio je vrlo velik, što bi ga učinilo manje korisnim od pojačala, jer bi to zahtijevalo veliku struju ubrizgavanja. Ipak, cijela ideja kristalne diode bila je da sam kristal može držati elektrone na vrlo kratkoj udaljenosti, dok u isto vrijeme praktički na rubu iscrpljenosti.Očigledno, ključ je bio da su ulazni i izlazni kontakti bili vrlo blizu jedan drugome na površini kristala.
Bratova djela
Bratten je počeo raditi na stvaranju takvog uređaja, a naznake uspjeha nastavljaju se pojavljivati dok je tim radio na tom problemu. Izum je složen posao. Ponekad sustav radi, ali se tada dogodi još jedan kvar. Povremeno su rezultati Brattanova rada iznenada počeli raditi u vodi, očito zbog visoke provodljivosti. Elektroni u bilo kojem dijelu kristala migriraju kroz bliske naboje. Elektroni u emiterima ili "rupama" u kolektorima akumuliraju se izravno iznad kristala, gdje dobivaju suprotan naboj, "lebdeći" u zraku ili vodi). Međutim, oni se mogu odvojiti od površine uz upotrebu male količine punjenja s bilo kojeg drugog mjesta na kristalu. Umjesto zahtijevanja velike količine ubrizganih elektrona, vrlo mali broj na pravom mjestu na kristalu će učiniti isto.
Novo iskustvo istraživača u određenoj mjeri pomoglo je u rješavanju problema s kojim se ranije susreo mali kontrolni prostor. Umjesto dva odvojena poluvodiča, povezana zajedničkim ali malim dijelom, koristit će se jedna velika površina. Izlazi odašiljača i kolektora bi se nalazili na vrhu, a kontrolna žica se nalazila na dnu kristala. Kada je struja primijenjena na "osnovni" zaključak, elektroni bi se gurnuli kroz blok poluvodiča i sastavili na udaljenoj površini.Sve dok su odašiljač i kolektor bili vrlo blizu, trebalo je osigurati dovoljno elektrona ili rupa između njih za pokretanje držanja.
Pridruživanje Brei
Rani svjedok ovog fenomena bio je Ralph Bray, mladi postdiplomski student. Pridružio se razvoju tranzistora germanija na Sveučilištu Purdue u studenom 1943. i dobio složeni zadatak mjerenja otpora raspršenja na kontakt metal-poluvodič. Brey je pronašao mnoge abnormalnosti, kao što su unutarnje barijere visokog otpora u nekim uzorcima Njemačke. Najzanimljiviji fenomen bio je izuzetno niska impedancija uočena pri primjeni impulsa napona. Prvi sovjetski tranzistori razvijeni su na temelju tih američkih razvoja.
Proboj
Dana 16. prosinca 1947., kontaktom od dvije točke, načinjen je kontakt s površinom germanija anodiziranom do devedeset volti, elektrolit je ispran s H 2 O, a zatim je na njega palo nekoliko zlatnih točkica. Zlatni kontakti bili su pritisnuti na golim površinama. Podjela između točaka bila je oko 4 x 10 -3 cm. Jedna je točka korištena kao rešetka, a druga točka - kao tanjur. Evasion (DC) na mreži trebao bi biti pozitivan za dobivanje naponskog dobitka na pomičnoj ploči od oko petnaest volti.
Izum prvog tranzistora
Uz povijest ovog čudotvornog mehanizma, radi se o mnogim pitanjima. Neki od njih su čitatelju poznati. Na primjer: zašto su prvi tranzistori SSSR-a bili PNP-tip? Odgovor na ovo pitanje leži u nastavku cijele ove priče. Bratten i H. R. MoorePokazalo je nekoliko kolega i menadžera u Bell Labsu popodne 23. prosinca 1947. godine, rezultat koji su postigli, tako da se ovaj dan često naziva datumom rođenja tranzistora. PNP-kontaktni germanijev tranzistor radio je kao govorno pojačalo s pojačanjem snage 18. To je odgovor na pitanje zašto su prvi tranzistori SSSR-a bili PNP-tipovi, budući da su kupljeni od Amerikanaca. Godine 1956. John Bardeen, Walter Hauser Bratten i William Bradford Shockley dobili su Nobelovu nagradu za fiziku za proučavanje poluvodiča i otkriće učinka tranzistora.
Dvanaest ljudi nazvano je izravno uključenim u izum tranzistora u Bellovom laboratoriju.
Prvi tranzistori u Europi
U isto vrijeme, neki europski znanstvenici zapalili su ideju poluvodičkih pojačala. U kolovozu 1948. njemački fizičari Herbert F. Matari i Henry Welker, koji su radili u Institutu Compagnie des Freins i Signaux Westinghouse u Aulnay-sous-Bois, Francuska, podnijeli su zahtjev za patent za pojačalo temeljeno na manjini koju su nazvali "tranzistor". Budući da Bell Labs nije objavio tranzistor do lipnja 1948., tranzistor se smatra neovisno razvijenim. Po prvi put Matar? uočili su učinke strmine u proizvodnji silikonskih dioda za njemačku radarsku opremu tijekom Drugog svjetskog rata. Tranzistori su komercijalno proizvedeni za francusku telefonsku tvrtku i vojsku, a 1953. godine na radijskoj postaji u Düsseldorfu prikazan je radio prijemnik s četiri tranzistora. Bell Telephone Laboratories su trebali ime za novi izum: razmatrani su poluvodički trioda, pokušani triode, kristalni trioda, čvrsti trioda i jotatron, ali je "tranzistor", koji je izumio John R. Pierce, bio jasan pobjednik unutarnjeg glasovanja (dijelom zbog blizine koju su Bellovi inženjeri dobili razvijen za sufiks "-stor"). Prva svjetska komercijalna tranzistorska linija bila je u Western Electricu na Union Boulevard u Allentownu, Pennsylvania. Proizvodnja je započela 1. listopada 1951. germanijev tranzistor.
Naknadna primjena
Do ranih 1950-ih, ovaj tranzistor je korišten u svim vrstama proizvodnje, ali još uvijek postoje značajni problemi koji sprječavaju njegovu široku primjenu, kao što su osjetljivost na vlagu i krhkost žica spojenih na kristale Njemačke.
Shockleyja su često okrivljavali za plagiranje jer su njegova djela bila vrlo bliska djelima velikog ali nepriznatog mađarskog inženjera. No odvjetnici Bell Labsa brzo su riješili to pitanje. Ipak, Shockley je bio šokiran kritikama i odlučio pokazati tko je pravi mozak cijelog velikog epa u pronalasku tranzistora. Za samo nekoliko mjeseci izumio je potpuno novi tip tranzistora, koji ima vrlo specifičnu "sendvič strukturu". Ovaj novi oblik bio je mnogo pouzdaniji od krhkog sustava kontaktnih točaka i na kraju se počeo koristiti u svim tranzistorima šezdesetih godina. Uskoro se razvila u bipolarni tranzicijski aparat koji je postaoosnova za prvi bipolarni tranzistor. Statički indukcijski uređaj, prvi koncept visokofrekventnog tranzistora, izumili su japanski inženjeri Jun-ichi Nishizawa i Y. Watanabe 1950. i konačno su mogli stvoriti eksperimentalne prototipe 1975. godine. Bio je to najbrži tranzistor u 80-ima dvadesetog stoljeća. Naknadni razvoj uključuje uređaje s proširenim spojem, tranzistor površinske barijere, difuziju, tetrodinamičnost i pentodu. "Mesa-tranzistor" difuzijskog silikona razvijen je 1955. u Bellu i komercijalno dostupan Fairchild Semiconductor 1958. godine. Prostor je bio tip tranzistora koji se razvio 1950-ih kao poboljšanje tranzistora kontaktne točke i kasnijeg tranzistora iz legure. Godine 1953. Philco je razvio prvi na svijetu visokofrekventni uređaj za površinsku barijeru, koji je ujedno bio i prvi tranzistor pogodan za brza računala. Prvi svjetski radio tranzistorski auto, proizveden od Philco 1955. godine, koristio je tranzistore površinske barijere u svojoj shemi.
Rješavanje problema i usavršavanje
Problem čistoće ostao je rješavanjem problema krhkosti. Stvaranje potrebne čistoće u Njemačkoj pokazalo se kao ozbiljan problem i ograničilo je broj tranzistora koji su zapravo radili na ovoj seriji materijala. Njemačka osjetljivost na temperaturu također je ograničila njezinu korisnost.
Znanstvenici su sugerirali da će silikon biti lakši za izradu, ali malo tko je proučio ovu priliku. Morris Tanenbaum iz Bell Laboratories bio je prvi koji je razvio radni silicijski tranzistor26. siječnja 1954. Nekoliko mjeseci kasnije, Gordon Til, koji samostalno radi u Texas Instrumentsu, razvio je sličan uređaj. Oba uređaja napravljena su kontroliranjem dopiranja kristala jednog silicija kada su uzgojeni iz rastaljenog silicija. Veću metodu razvili su Morris Tanenbaum i Calvin S. Fuller iz Bell Laboratories početkom 1955. plinom difuzijom donorskih i akceptorskih nečistoća u kristale monokristalnog silicija.
Terenski tranzistori
Tranzistor na terenu prvi put je patentirao Jules Edgar Lilienfeld 1926. godine i Oscar Hale 1934., ali su praktični poluvodički uređaji (JFET tranzistori) razvijeni kasnije, nakon uočavanja učinka tranzistora. i objasnio ga je tim Williama Shockleyja u Bell Labsu 1947. godine, odmah nakon dvadesetogodišnjeg patenta. Prvi tip JFET-a bio je statički indukcijski tranzistor (SIT), koji su 1950. izumili japanski inženjeri Jun-ichi Nishizawa i Y. Watanabe. SIT je kratka dužina kanala JFET. Poluvodički tranzistor (MOSFET) metal-oksid-poluvodiča, koji je u velikoj mjeri zamijenio JFET i imao snažan utjecaj na razvoj elektroničke elektronske tehnologije, izumili su Down Coughing i Martin Atalloy 1959. godine. Terenski tranzistori mogu biti uređaji s većinskim nabojem u kojemu struju prenose uglavnom većinski nositelji ili uređaji s nosačima manjih naboja, pri čemu je struja uglavnom posljedica protoka glavnih nositelja. uređajsastoji se od aktivnog kanala kroz koji elektroni ili rupe nositelja naboja dolaze od izvora do kanalizacije. Konačni zaključci izvora i odvoda povezani su s poluvodičem preko ohmskih kontakata. Provodljivost kanala je funkcija potencijala koji se koristi preko terminala na vratima i izvorima. Ovaj princip rada doveo je do prvih tranzistora svih valnih duljina. Svi poljski tranzistori imaju terminale izvora, odvoda i zatvarača, koji odgovaraju otprilike emiteru, kolektoru i bazi BJT. Većina terenskih tranzistora ima četvrti terminal, koji se naziva ljuska, baza, masa ili supstrat. Ovaj terminal služi za prebacivanje tranzistora u rad. To je neuobičajeno učiniti ne-trivijalan korištenje slučaju terminala u krugovima, ali njegova prisutnost je važno kada konfiguriranje fizički izgled integriranog kruga. Veličina vrata, duljina L dijagrama, je udaljenost između izvora i odvoda. Širina je produžetak tranzistora u smjeru okomitom na presjek u dijagramu (tj. U /iz zaslona). Tipično, širina je mnogo veća od duljine vrata. Duljina zatvarača od 1 μm ograničava gornju frekvenciju na otprilike 5 GHz, od 02 do 30 GHz.
Dvanaest ljudi nazvano je izravno uključenim u izum tranzistora u Bellovom laboratoriju.
Znanstvenici su sugerirali da će silikon biti lakši za izradu, ali malo tko je proučio ovu priliku. Morris Tanenbaum iz Bell Laboratories bio je prvi koji je razvio radni silicijski tranzistor26. siječnja 1954. Nekoliko mjeseci kasnije, Gordon Til, koji samostalno radi u Texas Instrumentsu, razvio je sličan uređaj. Oba uređaja napravljena su kontroliranjem dopiranja kristala jednog silicija kada su uzgojeni iz rastaljenog silicija. Veću metodu razvili su Morris Tanenbaum i Calvin S. Fuller iz Bell Laboratories početkom 1955. plinom difuzijom donorskih i akceptorskih nečistoća u kristale monokristalnog silicija.
