23 декември 2018 г.


23 декември 1947 година може да се смята за революционна за човечеството дата. На този ден се ражда полупроводниковият прибор, наречен транзистор, без който днес технологичният прогрес нямаше да се състои.

Още в началото на ХХ век, през 1906 година, Грийнлиф Пакард патентова силициевия кристален детектор. Още тогава започват разработки по електронно устройство, което да може да бъде управлявано и да замени електронните вакуумни лампи. През 20-те и 30-те години в различни лаборатории се разработват нови прибори, които използват ефекта на полупроводниците. Така се раждат Медно-прекисният, а по-късно и селеновият изправители на напрежение. Но истинската работа по изследването на свойствата на полупроводниците започва през 1936 година в лабораториите на Bell Labs. Тогава ученият Уилям Шокли получава финансиране и екип, за да проучи възможността за създаване на “твърдотелни превключватели, способни да заменят електромеханичните релета в телефонните централи”.

До края на 1939 година проучванията на Шокли довеждат до формулирането на принципа на работа на полевите транзиостори – електронни устройства, в които протичащият между двата електрода ток се управлява от външно поле, създавано посредством трети (управляващ) електрод, изнесен извън канала, по който протича основният ток.

По това време все още експерименталните образци се разработват на база полупроводниковите свойства на медния прекис. Тъй като те не дават нужните резултати, започва търсене на материал, който да ги замени. Но избухването на Втората световна война временно прекратява изследванията в областта на полупроводниковите прибори. Уилям Шокли е мобилизиран и през годините на войната се занимава с решаването на практически задачи в областта на радиолокационните устройства.



През юни 1945 година Bell Labs създават група по физика на твърдото тяло в лабораторията, начело на която отново застава Уилям Шокли. Съвместно с теоретикът Джон Бардийн, Уолтър Братейн, експериментаторът Джералд Пирсън, физикът Робърт Джибни и електро инженерът Хилбърт Мур, се фокусират по работа върху полупроводников прибор, базиран на германий или силиций. Първите опити не дават очаквания резултат – теоретично предвидените стойности на полупроводниковия ефект се оказват три пъти по-слаби от получаваните в процеса на реализиране на реални устройства.

През цялата 1947 година екипът търси решение на проблемите, с които се сблъскват при реализация на проектното устройство. Все повече се отдалечават от концепцията на полевия транзистор и се завръщат към идеята за точков прибор. Първият успех идва на 10 декември 1947 година. В разработката на база на германиева пластина екипът заменя еднородния полупроводник с двуслойна структура и постига желаният ефект на усилване. Но все още има проблем – устройството се оказва неприемливо бавно, дори при усилване на звукови честоти. Извършват още едно подобрение. Заменят електролита между двата полюса с тънък слой германиев окис.

На 23 декември 1947 година Уолтър Братейн демонстрира пред колегите си и ръководството на Bell Labs транзисторен усилвател на звукови честоти с 15-кратно усилване по напрежение. При честота на входния сигнал от 10 MHz усилването е 20db, при изходна мощност от 25mW. На практика това е рождения ден на полупроводниковия транзистор. На следващия ден Братейн демонстрира и първият генератор, работещ с транзистор.

Bell Labs се нуждаят от име на новото устройство. Предлагани са “полупроводников триод” (semiconductor triode), “Solid Triode”, “Surface States Triode”, “crystal triode” и “Iotatron”, но в крайна сметка е избрана думата “транзистор”, предложена от Джон Пирс. Транзистор е образувана от думите transfer — пренасяне и resist — съпротивление. На практика транзисторите може да се представят като регулируемо съпротивление на тока, който протича между емитер и колектор, посредством подаването на различно напрежение между базата и емитера.



В Bell Labs са наясно, че откритието им е революционно, затова за известно време е засекретено. Представянето му пред широка публика се състои през месец юни на следващата, 1948 година. Веднага започват разработки на методи за масово производство на новия полупроводников прибор. С течение на годините са открити и нови типове транзистори, които заради своята миниатюрност, успешно изместват използваните до тогава в електронните устройства вакуумни лампи.

През 1956 година за изобретяването на транзистора Братейн, Бардийн и Шокли са удостоени с Нобеловата награда за физика.

Днес транзисторите са навсякъде около нас. Дори в процесорите на най-обикновените електронни устройства вече има милиони от тях.


-----------
За още новини харесайте страницата ни във Facebook>>>

0 коментара:

Публикуване на коментар

Може да ви е интересно...