История создания первого точечного транзистора

Александр Микеров,
д. т. н., проф. каф.
систем автоматического управления
СПбГЭТУ «ЛЭТИ»

В 1930-х гг. повсюду господствовали электровакуумные приборы, недостатки которых, такие как громоздкость, нагрев, высокие потребление и время готовности, а также недолговечность, уже начали мешать развитию аппаратуры [1, 2, 3, 4]. Кристаллические диоды имели явные преимущества, поэтому идея создания твердотельных триодов была вполне оправданной.

Рис. 1. Установка Пола и Хилша

Первый трехэлектродный полупроводниковый прибор предложили профессор Гёттингенского университета Роберт Поль (Robert Pohl) и его ученик Рудольф Хилш (Rudolf Hilsch) в 1938 г. (рис. 1) [3, 5, 6, 7]. Это был кристалл бромида калия, имеющий два электрода, катод (К) и анод (А), подключенные к анодной батарее (БА), а также управляющий стержень (аналог сетки) (С) с батареей (БС). Эффект оценивался по гальванометрам (ГС) и (ГА), а также путем визуализации движения электронов в кристалле.

Для повышения электронной эмиссии катода кристалл сильно нагревался, при этом можно было достичь 100-кратного усиления сигнала. Однако рабочая частота не превышала 1 Гц, поскольку скорость движения электронов в проводнике составляла около 2 мм/с, что в миллиард раз меньше, чем в электронной лампе. Таким образом, установка прекрасно подходила для учебного процесса, но никак не могла конкурировать с ламповым триодом, тем более что профессор Поль не желал прилагать никаких усилий для ее патентования и внедрения.

Другой путь управления полупроводником — внешним электростатическим полем — запатентовали в 1930 г. профессор Лейпцигского университета Юлий Лилиенфелд (Julius Lilienfeld), родившийся во Львове, а в 1935 г. другой физик, Оскар Хейл (Oskar Heil), выпускник Гёттингенского университета (рис. 2).

Рис. 2. Транзистор Хейла

Они предложили, если использовать современную терминологию, полевой транзистор в виде полупроводниковой пластины (1) с электродами (2) и (3), соединенными с батареей (4) через гальванометр (5). Сопротивление пластины изменяется посредством напряжения на управляющем электроде (6), прижатом к ней через изолирующий слой [3, 4, 6, 8]. Однако неоднократные попытки построить действующий макет подобного устройства были неудачными.

Всеобщая телефонизация на электромеханических реле и электронных лампах в 1930-х гг. поглощала столь много электро­энергии, что ведущая американская телефонная компания AT&T поставила перед своей лабораторией Bell Labs задачу создания миниатюрных переключателей и усилителей [3, 4, 8, 9, 10]. В 1936 г. с этой целью был нанят физик-теоретик Уильям Шокли (William Shockley), только что защитивший докторскую диссертацию в Массачусетском технологическом институте (рис. 3).

Рис. 3. Шокли, Браттейн и Бардин

Вместе с ним работал умелый физик-экспериментатор Уолтер Браттейн (Walter Brattain), получивший докторскую степень в университете штата Миннесота [6, 8, 9]. Исследования, проводившиеся с наиболее известным тогда полупроводником — закисью меди, были прерваны войной, когда оба физика переключились на другие проекты.

После войны исследователи перешли на германий, однако и он не позволил оживить полевой усилитель, поскольку влияние поля оказалось на три порядка слабее расчетного [3, 8, 9]. Для выяснения причин неудачи Шокли в 1945 г. привлек к исследованиям физика-теоретика Джона Бардина (John Bardeen), защитившего докторскую диссертацию по математической физике в Принстонском университете. Через шесть месяцев Бардин объяснил слабое влияние поля гипотезой поверхностного состояния полупроводника (рис. 4) [3, 6, 8, 9, 10, 11].

Шокли предполагал (рис. 4а), что в полупроводнике n-типа, с которым они работали, наряду с нейтральными атомами +⁻ есть еще и свободные электроны. Под действием электрического поля положительного потенциала на управляющем электроде (У) часть свободных электронов соберется вблизи границы полупровод­ника, образуя электронный канал (ЭК). Тогда приложение положительного потенциала к правому электроду, аналогу анода (А), относительно левого, аналога катода (К), вызовет движение электродов к аноду, т. е. создаст анодный ток. Однако Бардин утверждал, что на самом деле электроны собираются на поверхности материала, лишаются подвижности и создают экранирующий приложенное поле поверхностный заряд (ПЗ), предотвращая его проникновение внутрь материала (рис. 4б). Удовлетворенный таким научным объяснением, Шокли переключился на другие задачи, оставив своим сотрудникам самим искать какой-то выход. И Бардин с Браттейном продолжили упорно экспериментировать с германием [3, 4, 9, 10, 11].

Рис. 4. Гипотеза Бардина:
а) теория;
б) практика

Рис. 5. Первый транзистор

Изначально управляющий электрод был выполнен в виде острой иглы, «протыкающей» поверхностный заряд, который был нейтрализован вокруг иглы каплей электролита, и анод был сделан также в виде иглы, приближенной к управляющему электроду. 16 декабря 1947 г. полупроводниковый усилитель заработал безо всякого электролита после того, как иглы заменили листочками золотой фольги, анодное напряжение переключили с положительного на отрицательное, а поверхность германия анодировали.

Был зафиксирован коэффициент усиления по напряжению 15, а по мощности 1,3 [9]. Бардин сразу понял, что здесь носителями электрического тока являются не электроны, а дырки (т. е. атомы, лишенные электрона), которые формируются в базе катодом, названным впоследствии эмиттером, и собираются анодом-коллектором [2]. Именно этот день и считается датой рождения первого трехэлектродного полупроводника — точечного транзистора, название которого в Bell Labs образовали от двух слов, transconductance (переходная проводимость) и varistor [3, 6].

До сих пор не существует теории, достаточно полно описывающей работу как испытанного устройства, так и точечного транзистора вообще, тем более сам макет утрачен и состав примесей германия базы тоже не сохранился [6, 8]. Однако качественно эксперимент может быть объяснен следующим образом (рис. 5, 6) [3, 7, 8, 9, 10, 11].

Пластина (1) германия n-типа на металлическом основании (2) базы была анодирована с образованием поверхностного слоя (3) p-типа, имеющего избыточное количество дырок, т.

е. атомов, лишенных одного электрона [2]. К нему был поджат с помощью винта (4) и пружины (5) пластмассовый треугольник (6), оклеенный разрезанной бритвой золотой фольгой, образующей эмиттер (7) и коллектор (8), разделенные промежутком всего в 50 микрон.

На рис. 6 эмиттер (Э) соединен с базой (Б) через генератор входного сигнала (Г) и эмиттерную батарею (БЭ), а коллектор (К) запитан от коллекторной батареи (БК) через сопротивление нагрузки R_н. Эмиттер, имеющий положительный потенциал, вытягивает электроны базы, непрерывно создавая в поверхностном слое новые дырки. Говорят, что эмиттер «инжектирует» дырки в базу, часть которых рекомбинирует с электронами базы, создавая базовый ток, а часть мигрирует к коллектору, имеющему отрицательный потенциал, рекомбинируется с его электронами и образует коллекторный ток [8, 10]. Ток коллектора меньше тока эмиттера за счет тока базы. Следовательно, данная схема не усиливает ток, а усиление напряжения объясняется тем, что выбрано существенно большее сопротивление нагрузки

R_н, чем сопротивление эмиттер-база. Это и подтверждается коэффициентами усиления, измеренными Бардином и Браттейном и указанными выше.

Рис. 6. Схема включения

В канун Рождества 1947 г. макет был продемонстрирован руководству Bell Labs в виде звукового усилителя с наушниками, после чего было принято решение его засекретить, срочно запатентовать и коммерчески использовать [3, 4, 8, 9, 10, 11]. Шокли настаивал на заявке усилителя с управляемым полем, однако патентоведы компании категорически возражали, опасаясь патента Лилиенфелда, и, кроме того, рекомендовали не включать в состав авторов самого Шокли, известного своими ранними публикациями по полупроводникам. С учетом и того, что Шокли не принимал активного участия в исследовании на решающем этапе, в патенте на точечный транзистор с приоритетом от 26 февраля 1948 г. были указаны только два автора — Бардин и Браттейн. Это, конечно, внесло разлад в группу Шокли, которая вскоре распалась. Противоречия были отчасти сглажены после того, как в 1956 г.

Шокли, Бардину и Браттейну была присуждена Нобелевская премия за открытие транзисторного эффекта, что отражало ключевую роль Шокли в изобретении другого транзистора — биполярного, о чем будет подробнее рассказано в следующей статье. Бардин перешел в университет Иллинойса, начал заниматься сверхпроводимостью и стал первым физиком, получившим две Нобелевские премии [4].

Параллельно с Bell Labs точечный транзистор при поддержке французского правительства в парижском филиале компании Westinghouse создали немецкие физики Герберт Матаре (Herbert Mataré) и Генрих Велкер (Heinrich Welker) — под названием транзистрона (рис. 7), содержащего германиевый кристалл базы (Б) с контактами эмиттера (Э) и коллектора (К) в керамической трубке (1) с окном (2) [3, 4, 6].

Рис. 7. Транзистрон

Патент на это устройство был оформлен на шесть месяцев позже Бардина и Браттейна, однако немецкие ученые работали вполне самостоятельно, поскольку все материалы Bell Labs были еще засекречены. Мелкосерийное производство транзистронов для телефонной связи началось в 1949 г. Точечные транзисторы были также независимо созданы в Праге в 1949 г. из немецких кристаллов германия [7].

В СССР полупроводниковые приборы начали развиваться после войны, прежде всего для нужд радиолокации, однако германий здесь не производился, и первый точечный транзистор был создан в 1949 г. в НИИ «Исток» из пластины германия от немецкого прибора. Работа проводилась под руководством Александра Викторовича Красилова в рамках дипломного проекта Сусанны Гукасовны Мадоян [3]. Оба они сыграли видную роль в становлении отечественной электроники.

Рис. 8. Первый серийный транзистор

Компания AT&T начала серийное производство точечных транзисторов типа А в 1951 г., однако для этого потребовалось разработать совсем другую конструкцию в корпусе диаметром 6 мм (рис. 8) с контактами из бронзы с присадками фосфора, поскольку макет Браттейна и Бардина не давал повторяемости характеристик [3, 4, 6, 9].

Учитывая малогабаритность, экономичность и надежность транзистора, компания рассчитывала на массовое военное применение и организовала в июне 1948 г. публичную демонстрацию нового элемента [3, 6, 8, 10]. Однако представители Пентагона не проявили никакого интереса к кристаллу с торчащими проволочками и порекомендовали применить его в слуховых аппаратах. Неожиданно это сыграло важную роль в коммерческом успехе транзистора, поскольку гриф секретности был снят, что позволило Bell Labs опубликовать описание транзистора в научных журналах и начать широкую рекламную кампанию. Однако по антимонопольному законодательству компанию обязали продавать лицензию на производство нового прибора любому предприятию без взимания платы (роялти) за патенты Bell Labs. Эту лицензию по цене $25 тыс. приобрели сорок ведущих американских и иностранных компаний [3, 9].

Точечные транзисторы в первую очередь стали применять в бытовой аппаратуре: в слуховых аппаратах и электронных наручных часах (1952 г. ), медицинских приборах (1957 г.), а также в телефонии и, с начала 1960-х гг., в радиовзрывателях [3, 4, 10]. В 1954 г. компания Texas Instruments выпустила первый радиоприемник Regency на основе трех транзисторов. Однако годом раньше Валкер и Матаре разработали аналогичный приемник на транзистронах. В разразившейся тогда холодной войне транзисторные приемники сразу стали весьма популярны как средство предупреждения о возможной атомной бомбардировке [4]. Такие приемники также пользовались бешеным успехом у молодежи в связи с расцветом рок-н-ролла. В СССР производство транзисторов началось в 1953 г., и предназначались они только для военной аппаратуры [3].

Однако выпуск точечных транзисторов сопровождался большим браком и продолжался не более 10 лет. На смену им пришли биполярные транзисторы, изобретенные Шокли и имеющие гораздо более хорошие характеристики [9].

Транзисторы — основные элементы управления современной цивилизации. Уже к концу ХХ в., по оценке Гордона Мура, их ежегодно производилось больше, чем насчитывала вся популяция муравьев на планете [7]. Причем если первый точечный транзистор, продемонстрированный Bell Labs, был длиной около 2 см, то нынешний — 10 нм, что позволяет размещать 100 млн транзисторов на пластине в 1 кв. мм [12]. Однако это уже совсем другие транзисторы.

---

• Первая попытка Поля и Хирша создать твердотельный триод в виде копии электронной лампы была безуспешной в связи с низкой скоростью движения электронов в полупроводнике.
• Подход, предложенный Лилиенфелдом и Хейлом по управлению электронами внешним электрическим полем, был реализован лишь во второй половине ХХ в. в полевом транзисторе.
• Многолетние усилия американских физиков во главе с Шокли привели к изобретению Бардином и Браттейном в 1948 г. точечного транзистора, действующего на другом принципе — дырочной проводимости в полупроводнике.
• Аналогичный транзистор (транзистрон) был независимо от американцев создан немецкими физиками Велкером и Матаре, однако массовое производство и коммерческое внедрение развернулось прежде всего в США.
• Выпуск и применение точечных транзисторов преимущественно для бытовой техники продолжались не более десяти лет в связи с появлением более совершенных биполярных транзисторов.

Литература

1. Микеров А. Г. Появление электронных усилителей // Control Engineering Россия. 2020. № 1 (85).
2. Микеров А. Г. Первые полупроводниковые приборы // Control Engineering Россия. 2020. № 5 (89).
3. Быховский М. А. Развитие телекоммуникаций: на пути к информационному обществу. История развития электроники в XX столетии. М.: Либроком, 2012.
4. Guarnieri M. Seventy years of getting transistorized // IEEE Industrial Electronics Magazine. Dec. 2017.
5. Eckert M., Schubert H. Crystals, electrons, transistors. N.Y.: American Institute of Physics, 1990.
6. Рождественские истории. День рождения транзистора.
7. Lee T. H. The (Pre-) History of the Integrated Circuit: A Random Walk. IEEE Portal, Solid State Circuits Society, Spring 2007.
8. Riordan M., Hoddeson L., Herring C. The invention of the transistor // Reviews of Modern Physics. V. 71. No 2. Centenary 1999.
9. Lojek B. History of Semiconductor Engineering. N.Y.: Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2007.
10. Носов Ю. Транзистор — наше все. К истории великого открытия // Электроника НТБ. 2008. №2.
11. Łukasiak L., Jakubowski A. History of Semiconductors // Journal of Telecommunications and information Technology. 2010. No 1.
12. https://spectrum.ieee.org/nanoclast/semiconductors/processors/intel-now-packs-100-million-transistors-in-each-square-millimeter.

Начало транзисторной эры

24.12.2020 19:51

1623

Добавить в закладки

24 декабря 1947 года трое американских физиков, Уильям Шокли, Джон Бардин и Уолтер Браттейн, представили коллегам-учёным новейшую разработку – транзистор (по-другому полупроводниковый усилитель). Такой прибор был намного меньше, дешевле, прочнее, долговечнее и энергоэффективнее по сравнению с радиолампами. Первый в мире транзистор принес американским учёным Нобелевскую премию.  

Всё началось в июне 1945 года, когда был сформирован отдел по исследованию твёрдого тела, во главе которого стояли Уильям Шокли и его коллега Стэнли Морган. В группу исследователей вошли: Уолтер Браттейн, теоретик Джон Бардин, экспериментатор Джеральд Пирсон, физхимик Роберт Джибни и инженер-электрик Хилберт Мур. В январе 1946 года Шокли делает упор на использование эффекта поля, выбрав только два полупроводника – германий и кремний. Но это не принесло желаемого результата, так как эффект поля в полупроводнике оказался слабее на три порядка, чем предсказывала теория. Тогда Бардин объяснил экспериментальные данные и предложил гипотезу поверхностных состояний, согласно которой на границе полупроводника и металлического электрода образуется пространственный заряд, нейтрализующий действие внешнего поля. 

Бардин, Шокли и Браттейн в лаборатории Bell

На протяжении всего 1947 года Шокли пытался решить проблемы объёмного заряда, уходя от концепции полевого транзистора. В своих записях Шокли говорил, что «Благодаря Бардину мы прекратили „делать транзистор“. Взамен мы вернулись к принципу, который я называю „уважение к научной стороне практической задачи“». В ноябре 1947 года Джибни предложил подавать на «триод» постоянное напряжение смещения с помощью точечного управляющего электрода, отделённого от массы полупроводника слоем электролита. Тогда работы заметно ускорились, и в ноябре-декабре Бардин, Джибни и Браттейн смогли провести испытания на не менее пяти разных конструкциях «триода».

Современный макет транзистора Бардина и Браттейна

Уже 8 декабря 1947 года Шокли, Бардин и Браттейн пришли к общей идее – провести замену однородного полупроводника на двухслойную структуру – пластину германия, на поверхности которой был сформирован p-n-переход с высоким напряжением пробоя. Через пару дней «электрический триод» смог продемонстрировать усиление по мощности около 6000. По мнению физиков это было очень медленно даже для усиления звуковых частот. После этого Бардин решает добавить на установку оксидную пленку, которая показала двукратное усиление по напряжению в частотном диапазоне до 10 кГц. Тогда он предложил уже использовать два контактных электрода – эмиттер (управляющий) и коллектор (управляемый). Такая схема, по его мнению, позволила бы усилить мощность при электродном расстоянии не более 5 микрон. В течение экспериментов Браттейн сконструировал контактный узел из пластмассовой треугольной призмы и наклеенной на неё полоски золотой фольги. Сделав небольшой зазор между эмиттером и коллектором и прижав контактный узел зазором к поверхности германиевой пластины, Браттейн получает первый работоспособный точечный транзистор. Свой эксперимент он демонстрирует коллегам – транзисторный усилитель звуковых частот с пятнадцатикратным усилением по напряжению. На частоте 10 МГц усиление составило 20 дБ при выходной мощности 25 мВт. Официально первый транзистор продемонстрировали 24 декабря 1947 года.

Материал подготовлен на основе информации из открытых источников.  

Изобрания — Википедия 

 

Автор Наталия Малахова

двумерные полупроводники джон барди заряд контактный узел первый в мире транзистор уильям шокли уолтер браттейн усиление мощности электрический триод электроды

Информация предоставлена Информационным агентством «Научная Россия». Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.

Скачать для Android

НАУКА ДЕТЯМ

Открытые дни археологии – 2023: археология без границ

14:30 / Археология

Получены первые данные прибора DESI: они содержат почти два миллиона объектов

14:00 / Астрономия

Физики СПбГУ первыми в России запатентовали устройство получения силицена

13:30 / Физика

Эпоха просвещения: перезагрузка? Научное кафе фонда Андрея Мельниченко продолжает работу

13:30 / Наука и общество, Образование

Палеонтологи обнаружили на Урале уникальные остатки палеогеновых рептилий

12:30 / Палеонтология

В МГУ наградили победителей фотоконкурса «Пиксельный рейв»

12:00 / Досуг, Образование

Созданы новые сорбенты для очистки сточных вод из полисахарида лиственницы и кислот

11:30 / Биология, Химия

«Когнитом ― глубокая жизнь мозга». Лекция академика Константина Анохина

10:30 / Биология, Нейронауки

14 июня — Всемирный день донора крови

10:00 / Здравоохранение, Медицина, Наука и общество

День рождения члена-корреспондента РАН В.С. Паштецкого

10:00 / Биология, География

«Сергей Петрович Капица был голосом науки для миллионов людей». Академик К.В. Анохин о программе «Очевидное — невероятное»

24.02.2023

«Его передача до сих пор остается непревзойденным стандартом». Академик Валерий Тишков к юбилею «Очевидного — невероятного»

24.02.2023

«Подобно комете на усыпанном звездами небе». Академик А.Л. Асеев о программе «Очевидное — невероятное»

24.02.2023

Татьяна Черниговская: «Нам всем повезло, что мы знали Сергея Петровича Капицу как просветителя»

24.02.2023

Ректор РосНОУ Владимир Зернов: «Очевидное — невероятное» — это квинтэссенция человеческого интеллекта

24.02.2023

Леопольд Лобковский: «Сергей Капица — человек самого высокого уровня, с которым было просто общаться»

24. 02.2023

Смотреть все

23 декабря 1947: Транзистор открывает дверь в цифровое будущее

1947: Джон Бардин и Уолтер Браттейн при поддержке своего коллеги Уильяма Шокли демонстрируют транзистор в Bell Laboratories в Мюррей-Хилл, штат Нью-Джерси.

Его называют самым важным изобретением 20-го века. Транзистор, он же транзистор с точечным контактом, представляет собой полупроводниковое устройство, способное усиливать или коммутировать электрические сигналы. Он был разработан для замены электронных ламп.

Вакуумные лампы были громоздкими, ненадежными и потребляли слишком много энергии. Поэтому подразделение Bell Labs, занимающееся исследованиями и разработками AT&T, начало проект по поиску альтернативы.

Почти за десять лет до того, как был разработан первый транзистор, Шокли, физик из Bell Labs, работал над теорией такого устройства. Но Шокли не смог построить работающую модель. Его первый полупроводниковый усилитель имел «небольшой цилиндр, тонко покрытый кремнием, установленный рядом с небольшой металлической пластиной».

Итак, Шокли попросил своих коллег, Бардина и Браттейна, вмешаться. Одной из проблем, которую они заметили при первой попытке Шокли, была конденсация на кремнии. Поэтому они погрузили его в воду и предложили, чтобы первоначальный прототип имел металлическое острие, «которое можно было бы втолкнуть в кремний, окруженный дистиллированной водой». Наконец-то появилось усиление — но, к сожалению, на тривиальном уровне.

После дополнительных экспериментов германий заменил кремний, что увеличило усиление примерно в 300 раз.

Спустя еще несколько модификаций, Браттейн добавил наконечник из золотого металла в германий. Это привело к лучшей способности модулировать усиление на всех частотах.

Окончательная конструкция точечного транзистора имела два золотых контакта, слегка соприкасающихся с кристаллом германия, который находился на металлической пластине, подключенной к источнику напряжения. Также известный как «маленький пластиковый треугольник», он стал первым работающим твердотельным усилителем.

Бардин и Браттейн продемонстрировали транзисторное устройство представителям Bell Lab 23, 19 декабря.47. Сообщается, что Шокли назвал это «великолепным рождественским подарком». Но самого Шокли не было, когда это произошло, и, как говорят, он был огорчен проигрышем в тот день.

Однако он отомстил. Шокли продолжал работать над идеей и совершенствовать ее. В начале 1948 года он изобрел биполярный или переходной транзистор, более совершенное устройство, пришедшее на смену точечному типу.

Bell Labs публично анонсировала первый транзистор на пресс-конференции в Нью-Йорке 30 июня 1948.

Транзистор заменил громоздкие электронные лампы и механические реле. Изобретение произвело революцию в мире электроники и стало основным строительным блоком, на котором покоятся все современные компьютерные технологии.

Шокли, Бардин и Браттейн разделили Нобелевскую премию по физике 1956 года за транзистор, но трио никогда не работало вместе после первых нескольких месяцев их первоначального создания транзистора.

Шокли покинул Bell Labs и основал Shockley Semiconductor в Маунтин-Вью, Калифорния — одну из первых высокотехнологичных компаний в том, что позже стало Силиконовой долиной.

Браттейн остался сотрудником Bell Labs. Бардин стал профессором Иллинойского университета в 1951 году, а в 1972 году он получил вторую Нобелевскую премию по физике за первое успешное объяснение сверхпроводимости.

Источник: Разное

Фото: Уильям Шокли, Джон Бардин и Уолтер Браттейн работают в Bell Labs в конце 1940-х годов.
Предоставлено Alcatel-Lucent/Bell Labs

См. также:

• 21, 19 февраля47: ‘Take a Polaroid’ появляется на английском языке
• 16 апреля 1947: Взрыв корабля вызывает 3-дневный дождь огня и смерти
• 28 апреля 1947: Кон-Тики отправляется из Перу в Полинезию
• 17 июня, 1947: Pan Am запускает кругосветную службу
• 24 июня 1947: Они пришли из… космоса?
• 6 июля 1947 г. : АК-47, универсальный убийца
• 8 июля 1947 г.: Инцидент в Розуэлле вызвал споры об НЛО0051
• 15 сентября 1947 г.: Ассоциация вычислительной техники набирает обороты
• 24 сентября 1947 г.: MJ-12 — Мы не одиноки … Или мы?
• 3 октября 1947 г.: рождение гигантского глаза Паломара
• 14 октября 1947 г.: Йегер преодолевает звуковой барьер
• 2 ноября 1947 г.: еловый гусь… Или дорогая индейка?
• 23 декабря 1970: Всемирный торговый центр завершил работу

1947: Изобретение точечного транзистора | Кремниевый двигатель

Джон Бардин и Уолтер Браттейн достигают транзисторного действия в германиевом устройстве с точечным контактом 19 декабря.47.

Воодушевленный исполнительным вице-президентом Мервином Келли, Уильям Шокли вернулся с военных заданий в начале 1945 года, чтобы приступить к организации группы физики твердого тела в Bell Labs. Помимо прочего, эта группа занималась исследованиями полупроводниковых замен ненадежных электронных ламп и электромеханических переключателей, которые тогда использовались в телефонной системе Bell. В апреле того же года он задумал «полевой» усилитель и переключатель на основе германиевых и кремниевых технологий, разработанных во время войны, но они не сработали должным образом. Год спустя физик-теоретик Джон Бардин предположил, что электроны на поверхности полупроводника могут блокировать проникновение электрических полей в материал, сводя на нет любые эффекты. Вместе с физиком-экспериментатором Уолтером Браттейном Бардин начал исследовать поведение этих «поверхностных состояний».

16 декабря 1947 года их исследования завершились созданием первого успешного полупроводникового усилителя. Бардин и Браттейн нанесли два близко расположенных золотых контакта, удерживаемых пластиковым клином, на поверхность небольшой пластинки из высокочистого германия. Напряжение на одном контакте модулировало ток, протекающий через другой, усиливая входной сигнал до 100 раз. 23 декабря они продемонстрировали свое устройство сотрудникам лаборатории, что Шокли назвал «великолепным рождественским подарком».

Названный инженером-электриком Джоном Пирсом «транзистор», Bell Labs публично объявила о революционном твердотельном устройстве на пресс-конференции в Нью-Йорке 30 июня 1948 года. Представитель заявил, что «оно может иметь далеко идущее значение в электронике». и электросвязь». Несмотря на его тонкую механическую конструкцию, многие тысячи единиц были произведены в корпусе металлического картриджа как транзистор Bell Labs «Type A».

Предыдущая веха Следующая веха

• Браттейн, Уолтер. Бортовой журнал Bell Labs (декабрь 1947 г.), стр. 7–8, 24.
• Джон Бардин и Уолтер Браттейн, «Транзистор, полупроводниковый триод», Physical Review 74 (15 июля 1948 г.), стр. 230–231.
• Бардин, Дж. и Браттейн, В. «Трехэлектродный элемент схемы с использованием полупроводниковых материалов», Патент США 2 524 035 (подана 17 июня 1948 г. , выдана 3 октября 1950 г.).
• Беккер Дж. А. и Шайв Дж. Н. «Транзистор — новый полупроводниковый усилитель», Electrical Engineering Vol 68 (март 1949 г.), стр. 215–221.

• Бардин, Джон. «Исследования полупроводников, ведущие к транзистору с точечным контактом» Нобелевских лекций по физике 1942–1962 (Амстердам: издательство Elsevier Publishing Company, 1964).
• Аугартен, Стан. «Рождение современной электроники», Современное состояние: Фотографическая история интегральной схемы . (Нью-Хейвен и Нью-Йорк: Тикнор и Филдс, 1983), стр. 2
.
• Ходдесон, Лилиан. «Открытие точечного транзистора», Исторические исследования в области физических наук , Vol. 12, № 1 (1981) стр. 43-76.
• Холоньяк Ник. Инженер-электрик , устная история, проведенная в 1993 году Фредериком Небекером, Центр истории IEEE, Университет Рутгерса, Нью-Брансуик, Нью-Джерси, США.
• Майкл Риордан и Лилиан Ходдесон, 9 лет0037 Crystal Fire: The Birth of the Information Age (Нью-Йорк: WW Norton, 1997), стр.