Первые советские транзисторы работают / Habr
С незапамятных времен у меня валялись германиевые транзисторы П1А и П3А. Год выпуска — 1957. Ну может они не самые первые, но из первых общедоступных уж точно. Решил я что-то из них сделать. Кто интересуется, что получилось, прошу проследовать ниже.Транзисторов этих у меня было по три штуки, поэтому решено было по два использовать, а по одному — «на выставку» (вертикально расположенный кусок плексигласа).
Измерение параметров показало, что все они в состоянии, близком к коматозному. При измерении сопротивления переходов в прямом и обратном направлении показания омметра отличались еле-еле. Я подумал, что усилить или сгенерировать что-либо на таких транзисторах не удастся. Решил попытаться построить что-либо, работающее в более жестком режиме. Например, мультивибратор.
Итак, собственно мультивибратор, на двух транзисторах П1А. Нагрузка каждого из них — токовый ключ на П3А, в коллекторе которого — древнее реле с нормально разомкнутыми контактами (это чтоб еще и щелкало, а не только мигало). Контакты реле включают лампочку. Одно реле — красную, другое — зеленую.
Естественно, монтаж сделан в открытом дизайне в стиле «радиокружок дворца пионеров». Пассивные элементы тоже из того времени. Резисторы — ВС, конденсаторы — ВЗР (Воронежский завод радиодеталей). Лампочки — НСМ-6,3-20 в специальных держателях с цветными фонарями. Тоже старые.
Комментатор Easterism любезно предложил мне вставить ссылку на эти транзисторы. С признательностью исполняю: www.155la3.ru/p1.htm
По ссылке — видео того, что получилось.
О первых транзисторах в СССР: knyazev_v — LiveJournal
Хронология1926 г.. Советский физик Я. И. Френкель выдвинул гипотезу о дефектах кристаллической структуры полупроводников, названных “пустыми местами”, или, более привычно, “дырками”, которые могли перемещаться по кристаллу.
1930-е годы. Академик А. Ф. Иоффе начал эксперименты с полупроводниками в Ленинградском институте инженерной физики.
1938 г.. Независимо друг от друга: Мотт в Англии, Вальтер Шоттки в Германии, Украинский академик Б. И. Давыдов и его сотрудники предложили диффузионную теорию выпрямления переменного тока посредством кристаллических детекторов, в соответствии с которой оно имеет место на границе между двумя слоями проводников, обладающих p- и n- проводимостью.
1939 г.. Б.Давыдов опубликовал работу «Диффузионная теория выпрямления в полупроводниках».
1941 г.. Киев, теория подтверждена и развита В.Е. Лашкаревым, он публикует статью «Исследование запирающих слоев методом термозонда» и в соавторстве с К. М. Косоноговой – статью «Влияние примесей на вентильный фотоэффект в закиси меди». Описана физика «запорного слоя» на границе раздела «медь – закись меди», впоследствии названного «p-n» переходом. Установлено, что по обе стороны “запорного слоя”, расположенного параллельно границе раздела медь — оксид меди, находятся носители тока противоположных знаков (явление p-n-перехода), а также что введение в полупроводники примесей резко повышает их способность проводить электрический ток.
1941-1945 г.. Исследования прерваны войной.
1945 г.. Шоккли и Браттейн возвратились в Bell Labs. Там под руководством Шокли была создана сильная команда из физиков, химиков и инженеров для работы над твердотельными приборами. В нее вошли У. Браттейн и физик-теоретик Дж. Бардин.
1946 г.. В. Лошкарев открыл биполярную диффузию неравновесных носителей тока в полупроводниках. Им же был раскрыт механизм инжекции – важнейшего явления, на основе которого действуют полупроводниковые диоды и транзисторы.
1947 г.. В Томилино смонтирована линия по производству германиевых детекторов для радиолокации, вывезенная из Германии. Разработками диодов для нее занималась исследовательская группа в НИИ-160 (ныне «Исток») под руководством А. В. Красилова.
1947 г. 21 декабря. Уильям Брэдфорд Шокли, Джон Бардин и Уолтер Хаузер Браттейн в Bell Telephone Laboratories USA демонстрируют первый в мире транзистор.
1948 г. июль. Информация об этом изобретении появилась в журнале «The Physical Review».
1948 г. 15 ноября. Первая публикация в СССР о транзисторах, в журнале «Вестник информации» Красилов опубликовали статью «Кристаллический триод».
1948 г. декабрь. В НИИ-160 (ныне «Исток») была поставлена первая НИР по транзисторам. Работа была выполнена Сусанной Гукасовной Мадоян — дипломницей Московского химико-технологического института.
1949 г. февраль. В НИИ-160 создан первый в нашей стране макет точечного германиевого транзистора. Именно этот макет Красилова и Мадоян стал первым советским транзистором.
1950 г.. К работам по транзисторам подключился ЦНИИ-108 МО (ныне ЦНИРТИ).
1950-е начало. В.Е. Лошкарёв, возобновивший после войны исследования, изготовил первые точечные транзисторы в лабораторных условиях, в тот период одинаковые открытия нередко делались независимо друг от друга, а их авторы не имели информации о достижениях своих коллег.
1952 г. ноябрь. Вышел специальный номер радиотехнического журнала США «Труды института радиоинженеров», полностью посвященный транзисторам.
1953 г. начало. Академик А. И. Берг (тогда заместителем министра обороны) подготовил письмо в ЦК КПСС о развитии работ по транзисторам.
1953 г. май. Министр промышленности средств связи М. Г. Первухин провел в Кремле совещание, посвященное полупроводникам. На нем было принято решение об организации специализированного НИИ.
1953 г.. В Москве открывается отраслевой НИИ полупроводниковой электроники (НИИ-35, ныне «Пульсар»). Туда была переведена лаборатория Красилова.
1953 В НИИ-35 в лаборатория Красилова Мадоян создаёт первый в Союзе опытный образец плоскостного германиевого транзистора. Эта разработка стала основой серийных приборов типа П1, П2, П3 и их дальнейших модификаций.
1953 г. конец года. Выпущенны первые отечественные серийные транзисторы — точечные триоды типов КС1 — КС8. Первые шесть типов предназначались для использования в усилительных схемах на частотах не свыше 5 МГц (КС6), два последних типа были предназначены для генерирования колебаний до 1,5 МГц (КС7) и до 5 МГц (КС8). В процессе производства первых опытных партий были отработаны некоторые технологические моменты, изменена конструкция триода, разработаны новые методы контроля параметров.
1954 г.. Триоды типа КС были сняты с производства, и в НИИ-160 Ф. А. Щиголем и Н. Н. Спиро был начат серийный выпуск точечных транзисторов С1 — С4. Объем производства составлял несколько десятков штук в день.
1955 г.. Начат промышленный выпуск плоскостных сплавных германиевых p-n-p транзисторов КСВ-1 и КСВ-2 (в дальнейшем получившие название П1 и П2).
1956 г.. В Совмине состоялось совещание генеральных конструкторов, вынесшее вердикт: «Транзистор никогда не войдет в серьёзную аппаратуру. Перспективой применения транзисторов могут быть разве что слуховые аппараты. Пусть этим занимается Министерство социального обеспечения».
Сегодня это выглядит, как анекдот, но тогда многие считали, что никакого серьёзного применения у них быть не может вследствие слабой повторяемости параметров и неустойчивости к температурным изменениям. Причина этого — попытка рассматривать транзистор как аналог электровакуумного триода.
1956 г.. Созданы первые кремниевые сплавные транзисторы П104-П106
1956-57 г.. Созданы германиевые транзисторы П401-П403 (30-120 МГц). П401 были использованы в передатчике первого искусственного спутника Земли.
1957 г.. Созданы германиевые транзисторы П418 (500 МГц).
1957 г.. Считается началом промышленного выпуска полупроводниковых приборов в СССР, промышленность выпустила 2,7 миллионов транзисторов.
1957 г.. США, выпуск транзисторов в этом году составлял 28 миллионов штук, а число различных типов достигло 600.
Литература
Разработка первых транзисторов в СССР
60 лет отечественному транзистору
60 лет транзистору
От ламп к транзисторам — ra3dhl — LiveJournal
Эволюция ламповой радиоэлектроники в транзисторную
После второй мировой войны электронные приборы получили массовое распространение, их номенклатура расширилась от усилительных и генераторных радиоламп разных типов и характеристик до электроннолучевых трубок разных размеров и очень чувствительных фотоэлектронных приборов. К этому времени ламповая техника достигла своего совершенства, если судить по появлению сверхминиатюрных и сверхэкономичных радиоламп. В частности, на свехминиатюрных радиолампах в США фирмой Emerson в 1953 году под маркой Emerson 747 удалось создать карманный приемник. Не смотря на небольшие размеры это был полностью ламповый приемник, выполненный по супергетеродинной схеме на 4 лампах, которые требовали анодной батареи в 45В и накальной батареи 1,5В. Однако этот приемник, имеющий отличные характеристики по чувствительности и избирательности долго не просуществовал и ему на смену вскоре пришел Emerson 838. Появление первых транзисторов позволило американской фирме наряду с лампами в этой модели на выходе усилителя низкой частоты применить два транзистора. Отсюда и новое название этого приемника «Transistor-2», хотя схема его практически ничем кроме выходного каскада не отличалась, от своего предшественника. Исторически первым приемником, в котором полупроводник заменил электронную лампу, был изобретенный в 1922г. сотрудником Нижегородской лаборатории О.В. Лосевым радиоприемник, известный под названием «кристадин». Однако недостаточное теоретическое и экспериментальное изучение свойств полупроводников в то время не позволило этому изобретению оказать заметное влияние на развитие радиоэлектроники. Только изобретение в США точечного германиевого транзистора в 1948 г., способного заменить электронную лампу, привело к широкому проникновению полупроводников в радиоэлектронику. По данным американской печати уже в 1954 году из 360000 слуховых аппаратов только 25000 использовало электронные лампы. Появление первых высокочастотных точечных транзисторов позволило выпустить в США в 1954 году первый в мире полностью транзисторный приемник REGENCY TR-1, для питания которого использовалась одна батарея на 22,5В. Это яркий пример научно технического прогресса, когда даже несовершенное новое (точечные транзисторы с высоким напряжением питания) постепенно вытесняет даже самое совершенное старое (сверхминиатюрные экономичные радиолампы).
Первые транзисторы в СССР
Первые промышленные разработки полупроводниковых приборов в СССР относятся к 1947 году, когда в НИИ «ИСТОК» были внедрены в производство СВЧ диоды для радиолокационных систем сантиметрового и миллиметрового диапазонов. Эти работы были проведены под руководством А.В. Красилова. Первая публикация в СССР 1948 года под названием «Кристаллический триод» также принадлежит А.В. Красилову. Он же в 1949г. Совместно с Г. Мадоян создает первый в СССР макетный образец действующего транзистора. 14 сентября 2010 года на ФГПУ «Пульсар» отмечалось столетие со дня рождения Красилова А.В.- создателя первых отечественных транзисторов, д.т.н., лауреата Сталинской премии, заслуженного деятеля науки Российской Федерации.
Первыми транзисторами выпущенными отечественной промышленностью в НИИ «ИСТОК»(НИИ-160). были точечные триоды КС1, КС2, КС3, КС4, КС5, КС5, КС6, КС7, и КС8. Первые шесть типов предназначались для использования в усилительных схемах на частотах не выше 5 МГц два последних типа были предназначены для генерирования колебаний до 1,5МГц(КС7) и до 5МГц(КС8). Вскоре триоды типа КС были сняты с производства и заменены новой модификацией более высокочастотных (до10 МГц) точечных триодов С1 (усилительные триоды) и С2 (генераторные триоды) и их варианты в герметичных корпусах С3 и С4. По этому поводу вот что пишет А. Нитусов в статье «Транзисторная история» ( PC Week/RE №41 (599) 2007). «В начале 1950-х в НИИ-160 Ф. А. Щиголь и Н. Н. Спиро ежедневно выпускали десятки точечных транзисторов типа С1—С4…». Первыми промышленными типами плоскостных триодов являлись сплавные германиевые триоды типа П1, П2 и П3, выпуск которых начался с 1955г. (первые варианты этих триодов имели маркировку КСВ-1, КСВ-2 и КСВ-3). Вскоре на смену этих транзисторов пришли мощные транзисторы П4 и миниатюрные транзисторы П5. Максимально допустимый ток коллектора для триодов П4 составлял 5А. А транзисторы П5 отличались низким коэффициентом шумов, допускающих их использование во входных каскадах высокочувствительных усилителей низкой частоты, например слуховых аппаратах. Более совершенным транзистором можно считать появившийся в то время плоскостной триод П6, который выпускался по технологии с применением точечной и кольцевой сварки, заменившей пайку. Такое усовершенствование обеспечивало высокую устойчивость к механическим нагрузкам. Срок службы триодов П6 возрос до 5000ч, а максимальная рабочая температура до +100°С. В дальнейшем модификация триодов П6 получила наименование П13,П14 и П15. Наряду с этими триодами типа p-n-p был освоен выпуск симметричных по отношению к триодам П13-П15 германиевых n-p-n триодов П8,П9 и П11. Наряду с германиевыми был освоен выпуск кремниевых n-p-n транзисторов П101, П102, П103, П104, П105 и П106. Эти триоды предназначены для работы при температуре до 125°С. Наиболее высокочастотными транзисторами (30-120МГц) освоенными советской промышленностью к середине 50х годов явились германиевые дрейфовые транзисторы П401, П402 и П403. В 1957г. советская промышленность выпустила 2,7 млн. транзисторов. Начавшееся создание и развитие ракетной и космической техники, а затем и вычислительных машин, а также потребности приборостроения и других отраслей экономики полностью удовлетворялись транзисторами и другими электронными компонентами отечественного производства. Расширение производства в СССР транзисторов было настолько стремительным, что мне в то время юному радиолюбителю удалось в магазине «Культовары» купить триод П6Г в 1957г., а в 1958 высокочастотный П402. Может быть, поэтому первый советский транзисторный приемник Воронежского радиозавода «Спутник», выпущенный в 1957г. и названный так в честь первого в мире советского искусственного спутника земли и был собран на добротных транзисторах. Если к этому добавить, что в нем впервые была применена солнечная батарея для зарядки аккумуляторов, то мы в этой области тогда были впереди планеты всей. Не случайно на Всемирной выставке в Брюсселе в 1958 году золотую медаль получает не только первый в мире ламповый приемник с дистанционным пультом управления «Фестиваль» (Рижский завод им. А.С.Попова), но первый в мире транзисторный приемник с солнечной батареей «Спутник» (Воронежский радиозавод). Полупроводниковая электроника хотя и медленно, но набирает обороты. Транзисторы становятся непременной частью радиоэлектронных систем, разрабатываемых как у нас в стране, так и за рубежом. В частности, в 1958 году в декабре Sony Corporation была включена в список токийской фондовой биржи. Это было рождением всемирно известного брэнда транзисторной радиоэлектроники.
Подведем некоторые итоги. Во-первых, следует констатировать, что первый советский транзистор был создан в 1949 году группой ученых под руководством Красилова А.В.
На конференции в июне 2009г. «60 лет отечественному транзистору», проведенной в ФГУП «НПП «Пульсар», этот факт был подтвержден живыми свидетелями и участниками тех событий Феликсом Анатольевичем Щиголем и Сусанной Гукасовной Мадоян, присутствовавшими на конференции. Во-вторых, первые точечные транзисторы не получили своего развития, хотя и выпускались как в СССР, так и в других странах. И в-третьих, хотя к середине 50 годов выпуск транзисторов в мире достиг миллионных тиражей, тем не менее в радиотехнике главенствовали радиолампы. Но первые лампово-транзисторные разработки уже входили в жизнь.
Лампово-транзисторный автомобильный приемник
В качестве примера эволюции ламп в транзисторы приведем приемник высшего класса АПВ-60, выпускавшийся в начале 60х на Рижском радиозаводе им. А.С. Попова. В нем транзисторы были применены только в УНЧ и преобразователе напряжения. В высокочастотной части приемника использовалось 9 пальчиковых радиоламп. Уникальность этого приемника состояла в том, что он в миниатюре представлял знаменитый ламповый «Фестиваль» того же завода и мог дистанционно управляться с помощью пульта. Устанавливался этот приемник в советские лимузины «Чайка» и ЗИЛ 111.
Лампово-транзисторные батарейные приемники
Появление первых советских транзисторов позволило модернизировать и обеспечить большую экономичность уже выпускавшихся ранее батарейных радиоприемников. К их числу следует отнести такие широко распространенные особенно в сельской местности трех диапазонные приемники «Родина-58», «Родина-59» и «Родина-59У» и двух диапазонные «Уралец». Во всех этих моделях транзисторы используются только в усилителе низкой частоты и преобразователе напряжения. Высокочастотная часть выполнена на батарейных лампах одно вольтовой серии. Однако уже радиоприемники «Родина-60» и «Родина-60М1» были собраны полностью на десяти транзисторах и также были трех диапазонными (СВ, ДВ, и три КВ). Причем по паспортным данным чувствительность этих приемников на длинных и средних волнах составляла 30мкВ, а на коротких 20 мкВ.
Научно-технические достижения в СССР в первую очередь служили обороне страны
Конец 50-х, начало 60-х: разгар холодной войны. И, как и в годы Великой Отечественной, в нашей стране действует лозунг – все лучшее для Советской армии. Возникает вопрос, а что тогда для армии было лучше лампы или транзисторы. Факты говорят о том, что советские транзисторы для построения некоторых типов радиоприемников уже тогда были лучше ламп. И вот пример, подтверждающий сказанное. В конце 50-х годов на двух разных радиозаводах в СССР внедряются в серийное производство два радиоприемника. Оба высшего класса, трансляционных, всеволновых. Один ВРП-60 – армейский, а другой «Казахстан» — гражданский. В обоих барабанные переключатели диапазонов, но первый для армии на 16 транзисторах, а второй на 14 лампах для радиоузлов городов и сел. Есть некоторое преимущество у «Казахстана», массовый выпуск которого начался в 1963 году. У него есть УКВ диапазон и на коротких волнах он принимает станции от 3 до 18 МГц, в то время как ВРП-60 от 3 до 16МГц. Но зато ВРП-60 питается от аккумулятора и сохраняет работоспособность от -30 до +50 градусов. Чувствительность и избирательность у обоих приемников практически одинаковая.
Радиолампы начали впаивать, транзисторы ставить в панельки
Противостояние между лампами и транзисторами особенно усилилось к концу 50-х. годов. Появление ядерного оружия требовало от разработчиков радиоаппаратуры нового качества — радиационной стойкости разрабатываемых изделий . Этим качеством в то время полупроводники не обладали. Кроме того, установка радиотехнического оборудования в реактивные самолеты и межконтинентальные ракеты, в которых аппаратура подвергалась огромным перегрузкам требовала особой надежности электронных компонент. И в том и другом случае на первое место в то время выходили радиолампы. Только это были особые лампы созданные на Новосибирском НПП «Восток». Это предприятие возникло в 1941 году, когда знаменитый Ленинградский завод «Светлана» был эвакуирован за Урал. Таких ламп не было создано нигде в мире. Это стержневые радиолампы. Автором идеи использования вместо витых сеток стержневых электродов был Авдеев Валентин Николаевич, имя которого сейчас мало кому известно. Надежность таких ламп превышала 5000 часов. По высокочастотным возможностям они превосходили транзисторы тех лет. Обладали удивительной экономичностью и как показывает американский автор в своей статье по сравнению с американскими миниатюрными лампами обладают заметно более высокими характеристиками. Эти лампы не устанавливались в панельки при монтаже, а впаивались как резисторы и конденсаторы на платы радиоаппаратуры. Транзисторы же тех лет, как это можно видеть и в приемнике «Гауя» или «Спидола» устанавливались в панельки. Хочу добавить на первом в мире советском искусственном спутнике Земли, запущенном 4 октября 1957 года, передатчик был собран на стержневых радиолампах.
Лампово-транзисторные радиостанции
Хочу привести еще один пример из 50-х годов использования и ламп, надежных, экономичных, миниатюрных и транзисторов также уже ставших достойными военной приемки. Я веду речь о радиостанции Р-855У, работающей на фиксированной частоте 121,5 МГц. Это компактная пыле влагонепроницаемая рация собрана на 4 экономичных лампах стержневой серии и пяти плоскостных германиевых транзисторах. Три лампы используются в кварцованном передатчике и одна лампа в сверхрегенеративном приемнике. Транзисторы применены в усилителе низкой частоты в режиме приема , который в режиме передачи превращается в модулятор.
Радиостанция очень надежна, проста в управлении и использовалась в спасательном комплекте летчиков и космонавтов. В частности, на одном из стендов павильона Космос на ВДНХ был выложен такой комплект первого советского космонавта Юрия Гагарина, совершившего свой легендарный полет в космос 12 апреля 1961 года. С 1959 года эти радиостанции производятся до настоящего времени в Оршанском радиозаводе Лёс (бывший «Красный Октябрь»). У этих радиостанций было множество названий, но самые распространенные в 60 е годы Р-855У, ПРИБОЙ -1У, Р-855УМ (для системы «КОМАР-2М»), ПРИБОЙ-1УМ, в 80-е годы ЮР-35, а в настоящее время Р-855А1 «АВАРИЯ-1″(см. фото). Начав производство с лампово-транзисторных радиостанций сейчас рации полностью выполнены на микросхемах и работают одновременно на двух частотах 121,5 МГц и 243 МГц. Появление радиостанции Р-855У в СССР я связываю с созданием при Оршанском радиозаводе «Красный Октябрь» специального КБ в 1959 году, где и была разработана первая спасательная радиостанция. О космическом профиле радиоаппаратуры КБ говорит тот факт, что оно участвовало и в программе космического челнока БУРАН. Что характерно, Ярославский радиозавод специализирующийся на спасательной аппаратуре, выставляя на продажу в том числе и Р-855А1 — уважительно отмечает, что это разработка Республики Беларусь. На одном из сайтов Республики Белорусь выложена история Оршанского радиозавода «Красный Октябрь» (теперь Лёс). Так вот дата разработки Р-855УМ 1967г.
Быстрое перевоплощение радиостанции «НЕДРА» из ламповой в транзисторную
О том, как быстро в СССР шел переход с ламповой аппаратуры на транзисторную, можно судить по эволюции однополосной радиостанции для геологов «Недра». В 1961 году в №1 журнала «Радио» появляется описание новинки «Недра1» на 15 самых надежных и экономичных стержневых лампах, но уже в1964 году в той же утолщенной телефонной трубке серийно выпускается «Недра П» на 16 транзисторах. Технические характеристики те же, но экономичность транзисторного варианта особенно в режиме приема существенно возросла.
Трудный переход от Р-105Д, Р-108Д, Р-109Д к Р105М, Р-108М, Р-109М
Как известно в начале 50х годов для обеспечения связи при управления войсками широко стали применяться переносные ультракоротковолновые радиостанции типа Р-105Д, Р-108Д и Р109Д. Они были выполнены полностью на очень надежных лампах 2Ж27Л, 4Ж1Л и 4П1Л. Но уже в середине 50х появляются как стержневые более экономичные лампы, так и транзисторы. Начинается модернизация данных радиостанций.. Однако в отличие от радиостанции «Недра-1», которая была полностью переделана в транзисторную «Недра-П» В этих радиостанциях наблюдается постепенный переход на использование стержневых ламп и частично транзисторов. Так появились Р-105М, Р-108М и Р109М, которые в первоначальном варианте были собраны на лампах 1Ж17Б, 1Ж18Б, 1Ж29Б и 1П24Б и только на трех германиевых транзисторах: П13Б использовался в микрофонном усилителе и два П4Д в преобразователе напряжения. Но даже такая модернизация при сохранении всех основных параметров радиостанций (мощность передатчика, чувствительность приемника) заметно снижала потребление тока от аккумулятора. При работе на передачу раньше ток потребления был 3А теперь 2А. В режиме приема раньше 1,6А теперь 0,8А. В дальнейшем модернизация радиостанций продолжалась. В частности, транзисторы стали использоваться в двухкаскадном УНЧ и кварцевом калибраторе. В целом же построение радиостанций оставалось длительное время неизменным.
Радиолюбительский вклад в освоение первых советских полупроводниковых приборов
Начну с моих детских воспоминаний о первом моем знакомстве с карманным транзисторным приемником. Это было на представлении в цирке. В середине 50-х годов. Выступал всемирно известный иллюзионист КИО. Он вышел на сцену и достал из кармана коробочку, на верхней крышке которой хорошо была видна эмблема в то время популярных папирос «Казбек». Рядом оказался также известнейший тогда клоун «Карандаш», который попросил у КИО закурить и вот когда «Карандаш» уже протянул руку, чтобы взять папироску из коробки вдруг послышалась громкая музыка, а затем и голос диктора Всесоюзного радио. В руках у КИО был миниатюрный приемник. Это вызвало восторг зрителей и бурю аплодисментов, ведь тогда это было фокусом, иллюзией и даже чудом, так как никто не мог представить, что радиоприемник может быть таким маленьким. Потом я как не старался, не мог отыскать описание такого приемника с таким названием. Видимо, это была радиолюбительская конструкция, изготовленная специально для КИО и использованная в данной репризе. Надо сказать, что радиолюбители с появлением первых транзисторов активно подключились к их творческому использованию. В то время проводились регулярно радио выставки. Своего рода смотры творческих успехов радиолюбителей. Проводились и конкурсы журнала «Радио». Первое упоминание о кристаллических триодах в журнале «Радио» появилось в 1949 году, первые же радиолюбительские конструкции на полупроводниковых триодах были опубликованы лишь в середине 50-х. Хотел бы отметить, что первым опубликованным транзисторным приемником, и была конструкция на шасси «Москвича», в которой использовались плоскостные транзисторы П1, П2 и только один точечный триод С2 (в гетеродине).
60 лет советскому транзистору — Рождённый с паяльником — LiveJournal
Чуть более года назад вся прогрессивная общественность(тм) поднимала кружки с пивом за первый транзистор, изобретенный Шокли, Бардином и Браттейном.
Прошло совсем немного времени и — пора отметить появление транзистора в СССР.
История полупроводникового производства в СССР начинается в 1947 году, когда в Томилино была смонтирована линия по производству германиевых детекторов для радиолокации, вывезенная из Германии. Разработками диодов для нее занималась исследовательская группа в НИИ-160 (ныне «Исток») под руководством А. В. Красилова.
В декабре 1948 года в институте была поставлена первая НИР по транзисторам. Работа была выполнена Сусанной Гукасовной Мадоян — дипломницей Московского химико-технологического института — и в феврале 1949 года был создан первый в нашей стране макет точечного германиевого транзистора. Именно этот макет и стал первым советским транзистором. С этого момента прошло уже шестьдесят лет…
—————————————-
Первый лабораторный образец работал не больше часа, а затем требовал новой настройки.
Тогда же Красилов и Мадоян опубликовали первую в Советском Союзе статью о транзисторах, называвшуюся «Кристаллический триод».
В 1950 году к работам по транзисторам подключился ЦНИИ-108 МО (ныне ЦНИРТИ). Исследования транзисторов тогда шли параллельно во многих научных организациях. В начале 50-х годов первые точечные транзисторы были изготовлены В. Е. Лашкаревым в лаборатории при Институте физики АН Украинской ССР. Экспериментальные образцы также были созданы в 1950 году в Физическом институте Академии наук и Ленинградском физико-техническом институте.
Так шло до ноября 1952 года, пока не вышел специальный номер радиотехнического журнала США «Труды института радиоинженеров», полностью посвященный транзисторам. В начале 1953 года академик А. И. Берг (будучи тогда заместителем министра обороны) подготовил письмо в ЦК КПСС о развитии работ по транзисторам. В мае министр промышленности средств связи М. Г. Первухин провел в Кремле совещание, посвященное полупроводникам. На нем было принято решение об организации специализированного НИИ.
В 1953 году в Москве открывается отраслевой НИИ полупроводниковой электроники (НИИ-35, ныне «Пульсар»). Туда была переведена лаборатория Красилова, в которой Мадоян в том же году создала первый в Союзе опытный образец плоскостного (по тогдашней терминологии — слоистого) германиевого транзистора. Эта разработка стала основой серийных приборов типа П1, П2, П3 и их дальнейших модификаций.
Первыми серийными транзисторами, выпущенными отечественной промышленностью в конце 1953 года, были точечные триоды типов КС1 — КС8. Первые шесть типов предназначались для использования в усилительных схемах на частотах не свыше 5 МГц (КС6), два последних типа были предназначены для генерирования колебаний до 1,5 МГц (КС7) и до 5 МГц (КС8).
В процессе производства первых опытных партий были отработаны некоторые технологические моменты, изменена конструкция триода, разработаны новые методы контроля параметров.
Триоды типа КС были сняты с производства, и в НИИ-160 Ф. А. Щиголем и Н. Н. Спиро был начат серийный выпуск точечных транзисторов С1 — С4. Объем производства составлял несколько десятков штук в день.
Первыми промышленными типами плоскостных транзисторов были сплавные германиевые p-n-p транзисторы КСВ-1 и КСВ-2 (в дальнейшем получившие название П1 и П2), выпуск которых начался с 1955 года.
—————————————-
Перспективы транзисторов тогда были видны не всем. Наоборот, многие считали, что никакого серьёзного применения у них быть не может вследствие слабой повторяемости параметров и неустойчивости к температурным изменениям. Причина этого — попытка рассматривать транзистор как аналог электровакуумного триода.
Как пример — в 1956 году в Совмине состоялось совещание генеральных конструкторов, вынесшее вердикт: «Транзистор никогда не войдет в серьёзную аппаратуру. Перспективой применения транзисторов могут быть разве что слуховые аппараты. Пусть этим занимается Министерство социального обеспечения». Анекдот, впрочем, достаточно печальный…
Однако мнение достаточно быстро менялось. Прогресс был неумолим — в 1956 году были созданы первые кремниевые сплавные транзисторы П104-П106, в 1956-57 годах — германиевые П401-П403 (30-120 МГц), в 1957 году — П418 (500 МГц)… Транзисторы П401 были использованы в передатчике первого искусственного спутника Земли.
Этот период считается началом промышленного выпуска полупроводниковых приборов в СССР. В 1957 году советская промышленность выпустила 2,7 миллионов транзисторов.
Впрочем, в этом мы сильно отставали от США, в которых выпуск транзисторов в этом году составлял 28 миллионов штук, а число различных типов достигло 600…
Кодовая и цветовая маркировка транзисторов
Различие же подобных маркировок – в осуществлении дополнительной цветовой покраски торца корпуса полупроводника или же конструктивным исполнением корпуса. Абсолютное и урезанное обозначение транзисторов имеющих среднюю и малую мощность осуществляется с помощью цветных точек (двух или же четырех), или с помощью кодовых знаков в виде геометрических фигур (кодов). При полной маркировке на корпус полупроводника наносится тип, группа дата выпуска.
Кодовая маркировка транзисторов
Тестер транзисторов / ESR-метр / генераторМногофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров…
Цветовая маркировка транзисторов
Для облегчения определения типа транзистора, имеющего на своем корпусе цветовую маркировку, можно использовать следующую несложную программу «Транзистор»:
Скачать программу «Транзистор» (1,1 MiB, скачано: 11 410)
Смотрите также: «Цветовая маркировка резисторов«
Битва за транзистор — Русский Топ
Далеко не все понимают, что в большинстве стран «академии наук» давно уже превратились в сборище бездарных шарлатанов, не имеющих ни малейшего представления о реальности. Тамошние якобы «академики» несут поразительную пургу и ахинею даже тогда, когда говорят о событиях дней минувших, уже ставших историей и хорошо изученных. Посмотрите хотя бы на Жореса Алферова — нобелевского лауреата, кстати. Он, например, на голубом глазу рассказывал дуракам-журналистам, что СССР был впереди всего мира в полупроводниковой технике.
Разумеется, это было совсем не так. Но секретарь парткома физтеха и член бюро ленинградского горкома КПСС ничего другого и не может вам рассказывать — он так долго втирал эту туфту в уши слушателей, что сам в нее поверил.
В реальном мире точечный транзистор, пригодный к производству, был независимо разработан американцами Шокли и Браттейном в Белл Лабс и фашистами Матаре и Велкером в Германии еще во время войны.
Фашисты свалили от наступающих советских войск и осели во французском филиале Westinghouse. В мае 1949 года Матаре и Велкер объявили о начале мелкосерийного выпуска транзистронов для дальней телефонной связи. Уже в 1950 году они продемонстрировали Шокли и Браттейну работу транзисторных усилителей на телефонной линии Франция-Алжир.
Серийное производство транзистора Белл Лабс «тип А» на Western Electric началось в 1951 году и в апреле 1952 года вышло на уровень 8400 транзисторов в месяц.
В СССР транзисторы делали из трофейного немецкого германия по ранней фашистской технологии Матаре и Велкера (чего удалось спереть — то и юзали), причем работавшие над этим А. В. Красилов и С. Г. Мадоян половину этой технологии тупо не поняли — отчего работы буксовали, выход годных кристаллов был мизерный, а сами кристаллы имели жуткий уровень шума. Наши «ученые» просто не понимали, отчего ЭТО работает — и тупо раз за разом повторяли вычитанные в немецких бумагах процессы.
Серийное производство точечных транзисторов (ТС1 — ТС7) началось в СССР в 1953 г., плоскостных (П1) — в 1955. Ну как производство — выпуск годных составлял единицы штук в неделю. Американский уровень «8400 транзисторов в месяц» для СССР был недостижим еще довольно долго — хотя еще в 1951 году правительство США потребовало, чтобы AT&T предоставило лицензии на свои технологии всем заинтересованным американским компаниям, соответственно весь техпроцесс был опубликован и благополучно стырен советскими шпионами, но СССР даже это не сильно помогло.
26 июня 1948 года Bell Labs подал патентную заявку на изобретение плоскостного транзистора, но стоявшая за ней теория была оглашена публично только год спустя (16—18 июня 1949 года) — после того, как эксперимент подтвердил теорию.
Публикация сделала Шокли безоговорочным авторитетом в физике полупроводников и привела к конфликту с Бардином, который в 1951 году ушёл из Bell Labs, чтобы сосредоточиться на исследованиях сверхпроводимости. Отношения Шокли и Бардина отчасти нормализовались только после присуждения Бардину, Браттейну и Шокли Нобелевской премии по физике за 1956 год.
А чо делали в это время совеццкие учонахи из академии наук? А ничего. Переписывали американские работы по полупроводникам и выдавали их за свои. В это время в США произошла настоящая технологическая революция — но о ней знали не только лишь все, хе-хе.
В декабре 1949 года Тил, Литтл и Эрни Бюлер построили первую опытную установку для вытягивания монокристаллов — пока ещё совсем небольших, не более 50 мм в длину и 10 мм в ширину. Если при вытягивании кристалла из расплава германия p-типа затравкой служил кристаллик n-типа, то внутри стержня формировался плавный p-n-переход.
12 апреля 1950 года Морган Спаркс вырастил методом Тила-Литтла трёхслойную NPN-структуру. Вначале из расплава вытягивалась низкоомная коллекторная область n-типа. Затем в расплав вбрасывали таблетку акцепторной примеси, растворявшуюся в тонком поверхностном слое расплава, — так формировался слой базы толщиной от 25 до 100 микрон. Сразу после создания базы в расплав вбрасывали таблетку донорной примеси для легирования эмиттера. Полученную трёхслойную NPN-структуру вырезали из кристалла, распиливали на продольные столбики и протравливали в кислоте для устранения поверхностных дефектов. Самой сложной операцией была контактная сварка 50-микронной золотой проволоки с 25-микронным слоем базы — для этого использовались прецизионные микроманипуляторы и специальный сплав золота с галлием. Примесь галлия, внедрявшаяся в кремний при сварке, расширяла приповерхностный p-слой базы, препятствуя короткому замыканию коллектора и эмиттера. Массовое производство германиевых транзисторов на выращенных переходах — первых полноценных биполярных транзисторов «по Шокли» — началось в 1951 году на Western Electric.
Осенью 1951 года Пентагон, воздерживавшийся от приобретения точечных транзисторов, объявил о начале программы транзисторизации, сулившей многократную экономию на массе и объёме бортовой аппаратуры ракет и самолетов. Bell Labs ответила запуском новой производственной программы, нацеленной на ежемесячный выпуск миллиона транзисторов.
Первый выращенный кремниевый транзистор изготовил на Texas Instruments тот же Тил в апреле 1954 года. Тил вспоминал о том, что на конференции Института радиоинженеров в мае 1954 года коллеги один за другим докладывали о непреодолимых трудностях в работе с кремнием — до тех пор, пока сам Тил не продемонстрировал публике работающий кремниевый транзистор!
В 1950 году Холл и Данлоп предложили формировать p-n-переходы сплавлением, а первые практические сплавные транзисторы были выпущены General Electric в 1952 году. В основе типичного сплавного транзистора PNP-типа была тонкая пластина германия n-типа, служившая базой. Эти пластины сплавлялись с индиевыми или мышьяковыми бусинами, а затем отжигались при температуре около 600 °С. При правильном выборе ориентации пластин в них формировались строго параллельные эпитаксиальные слои рекристаллизованного германия n-типа. Толщина базы задавалась временем отжига. Пластина монтировалась на несущую арматуру корпуса в бескислородной среде (азот или аргон), а затем корпус герметично заваривался. Герметизация не могла заменить должной пассивации поверхности p-n-переходов, поэтому параметры сплавных транзисторов были нестабильны во времени.
Дальше пиндосы придумали меза-эпитаксиальный процесс, который позволял получать транзисторы на плоской пластине полупроводника сотнями и тысячами, и не только решил проблему массового выпуска дешевых транзисторов, но и создал интегральные микросхемы. Выпуск транзисторов по этому техпроцессу американцы запустили в 1955 году — но техпроцесс был закрытым, все такие транзисторы уходили военным.
В 1957 году Philips разработал собственную меза-технологию, так называемый процесс «выталкивания базы» (англ. pushed-out base, POB). В этом процессе диффузия и акцепторных (слой базы p-типа), и донорных (слой эмиттера n-типа) примесей производилась из капелек легированного свинца, нанесённых на германиевую таблетку n-типа. Транзисторы этого типа имели граничную частоту усиления до 200 МГц и массово применялись в первых лампово-полупроводниковых телевизорах. Коммерческий успех технологии POB сыграл с Philips злую шутку: компания сосредоточилась на совершенствовании германиевых технологий и сильно отстала и от американцев, и от Siemens в кремниевых.
В августе 1958 года Fairchild Semiconductor (фирма, основанная восемью инженерами, сбежавшими из Shockley Semiconductor Laboratory) представила разработанный Гордоном Муром 2N696 — первый кремниевый меза-транзистор и первый меза-транзистор, продававшийся на открытом рынке США. Технология его производства принципиально отличалась от «таблеточных» процессов Bell Labs и Philips тем, что обработка проводилась целыми, неразрезанными пластинами с применением фотолитографии и мокрого окисления по Фрошу. Непосредственно перед резкой пластины на индивидуальные транзисторы проводилась операция глубокого травления (англ. mesaing) пластины, разделявшая островки-мезы (будущие транзисторы) глубокими канавками.
26 мая 1960 года работавший на Fairchild Джей Ласт создал первую планарную интегральную микросхему по идеям Нойса, а в октябре 1960 года Fairchild анонсировала полный отказ от меза-транзисторов в пользу планарной технологии. С тех пор планарный процесс остаётся основным способом производства транзисторов.
А что же СССР? Что же советские ученые — они-то что-нибудь придумали своё во время «транзисторной гонки»?
А ничего они не придумали. НИ-ЧЕ-ГО. Вклад Академии Наук СССР в разработку первых транзисторов — нулевой. Инженер Александр Викторович Красилов, работая на «Светлане», успешно освоил стыренную у фашистов технологию полупроводниковых СВЧ-детекторов (СВЧ-диодов) для радиолокации, и постепенно эти диоды совершенствовал — но в части транзисторов, после возни с попытками добиться серийного производства фашистского же точечного транзистора (транзистрона Матаре и Велкера) плюнул на теорию и уверенно плелся в хвосте американцев, копируя то, что удавалось спереть советским шпионам и вычитать в открытой печати. Сусанна Гукасовна Мадоян, работавшая вместе с ним над доводкой фашистского точечного транзистора, переключилась на производство полупроводниковых диодов. В 1969 г. оставила полупроводниковую промышленность и занялась преподаванием.
К концу 50-х годов в лаборатории С. Г. Калашникова был получен первый «высокочастотный» германиевый транзистор для частот 1,0 — 1,5 МГц (в это время Philips уже достиг частот в 200 мегагерц).
Вот что С.Г. Мадоян говорит про создание советской полупроводниковой промышленности:
Примерно в 1960-м году началась передача работ на новые заводы. Тогда возникло много полупроводниковых заводов, но каким-то странным образом: в Таллине полупроводниковое производство организовали на бывшей спичечной фабрике, в Брянске – на базе старой макаронной фабрики – новую макаронную построили, а старую отдали под производство полупроводниковых приборов. В Риге под завод полупроводниковых приборов отвели здание физкультурного техникума. Так что, начальные работы везде были тяжёлые, я помню, что в первую командировку в Брянске я искала макаронный завод и попала на новую макаронную фабрику, там мне объяснили, что есть ещё вот старая фабрика, и на старой фабрике я чуть ногу не сломала, оступившись в луже, причём на полу в коридоре, который вёл в кабинет директора. Тогда началось производство самого массового вида приборов – маломощных германиевых транзисторов и в Новгороде Великом, а потом уже стали строить новые заводы. Сначала места для развёртывания производства выбирались так, чтобы была готовая инфраструктура, в городах, в которых людям хотелось жить, туда можно было набирать работников, а потом полупроводниковые заводы стали строить, ну, например, в Запорожье, потому что мы использовали в основном женский труд на всех сборочных участках, а в Запорожье было много безработных женщин. Ну, вот таким образом мы расширялись и продвигались.
Качество спичечно-макаронных транзисторов СССР доставляло — уже в 1957 г. советская промышленность на бумаге выпустила 2,7 млн. транзисторов, но по факту это был сплошной брак. Вот эти транзисторы 1957 года:
Даже в партиях более поздних годов, когда техпроцесс отладили, транзисторы типа П1, П2, П3 годились лишь для генерации белого шума — тут не надо сказок, эти транзисторы есть у меня живьем, и я знаю, о чем говорю — у них адские токи утечки и собственные шумы.
Неудивительно, что в то время как Пентагон еще в 1951 году начал переводить военную электронику на транзисторы — в СССР ракеты летали на лампах, а транзисторы рассматривались лишь как средство усиления звука для слуховых аппаратов и телефонных линий — ни на что другое тогдашние советские транзисторы не годились.
6 июля 1957 года в Ленинграде был выпущен первый в СССР транзисторный радиоприёмник «Фестиваль». Что характерно — уже в следующем году производство этого гемороя было сбагрено из Ленинграда в Воронеж — в связи с чем приемник переименовали в «Воронеж».
Считается, что этот приемник собирали на вот таких транзисторах типа П6 с буквами В и Г:
Но на самом деле это было несколько позже. Партия, собранная в 1957 году к фестивалю молодежи и студентов, была собрана на импортных транзисторах. Почему? А потому, что даже такую убогость, как П6 (с граничной частотой усиления в 465 килогерц — не мегагерц, и с мизерным коэффициентом усиления по току) промышленность СССР в 1957 году еще освоить не смогла.
Вот принципиальная схема этого приемника:
Зачем для приема средних волн накручен такой геморой аж на 9 транзисторах? А потому что транзисторы в СССР были дерьмо. Как, впрочем, и большинство схемотехников.
Regency TR-1 — первый в мире серийный полностью транзисторный радиоприёмник, поступивший в широкую продажу в США 1 ноября 1954 года и сразу производившийся сотнями тысяч штук, а не сотнями штук, как советский показушный «Фестиваль» тремя годами позже — был сделан на ЧЕТЫРЕХ транзисторах, и это при том, что он имеет значительно более широкий частотный диапазон — недостижимый для приемника на транзисторах П6.
У американцев в TR-1 на входе стоит транзирстор TI223, имеющий граничную частоту усиления около 2.5 мегагерц (против 465 кгц у советского транзистора). Это позволяет американцу принимать станции гражданской обороны, вещающие на частоте 1240 кГц.
В 1958 г. американцы уже продавали миниатюрный XR-2A на двух транзисторах. Потому что параметры транзисторов на Западе быстро прогрессировали.
Советский карманный приемник «Фестиваль», он же «Воронеж», он же «Сюрприз» в течении трех лет (1957-1959) был произведен в количестве около 3000 штук. Чистая хрущёвская показуха. Американский Regency TR-1 только в первый год был выпущен более 100 тысяч штук, а дальше производился миллионами. Причем уже в 1955 году появился первый японский серийный карманный приёмник — Sony TR-55, и со следующего года японские приемники заполонили весь мир (что кагбэ намекает на то, что эту технику куда раньше СССР осилила даже разбомбленная в хлам Япония).
Первый карманный приёмник, выпускавшийся большой серией, появился в СССР только в 1960 г. (это «Нева» ленинградских заводов «Радиоприбор» и ТЭМП). Первый в СССР крупносерийный транзисторный приёмник «Атмосфера», выпускавшийся с 1959 года — не является карманным, это вот такой агрегат массой под 1.5 килограмма:
Но зато академики СССР сладко пили и вкусно ели за счет страны, рассказывая всем сказки про «лидерство СССР в полупроводниках» — в то время как в отраслевых книжках по микроэлектронике, проштампованных грифом ДСП и запрещенных к выносу с предприятия, стыдливо писалось об отставании СССР в технологии транзисторов на 5 лет, а в технологии интегральных схем полностью планарной технологии — на 8 лет. Реальное отставание было еще больше. По сути, СССР всю дорогу занимался в полупроводниках копированием чужих готовых решений — зачем для этого нужна Академия Наук, вам не сможет объяснить никто.
PS. На фото в заголовке — советские транзисторы на самом деле были самые большие в мире. Это так называемый П-320. Типичный пример советской показухи:
Да-да — у него внутри просто два кристалла от транзистора П-210, включенные впараллель. Почему нельзя было взять два П-210 и соединить? А потому, что было выдано задание — разработать транзистор такой-то мощности. Кристалл такой мощности разработать не удалось, а отчеты писать надо — ну и вот, припаяли два кристалла впараллель, да и отчитались о выполнении решений партии. Я удивлен, что четыре не припаяли, сделав корпус размером с диск от ППШ.
