Kto stworzył pierwszy tranzystor? To pytanie jest dla wielu ważne. Pierwszy patent na zasadzie tranzystora polu została wydana w Kanada austro-węgierski fizyk Julius Edgar Lilienfeld 22 października 1925, ale Lilienfeld nie publikowała żadnych artykułów naukowych o swoich urządzeń, a jego praca została zignorowana przez przemysł. W ten sposób pierwszy tranzystor świata pogrążył się w historii. W 1934 roku niemiecki fizyk Dr Oscar Heil opatentował inny tranzystor polowy. Nie ma bezpośrednich dowodów na to, że te urządzenia zostały zbudowane, ale późniejsze prace w latach 90. wykazały, że jeden z projektów Lilienfeld działał zgodnie z opisem i przyniósł znaczący rezultat. Teraz znany i akceptowany jest fakt, że William Shockley i jego asystent, Gerald Pearson stworzył wersję roboczą urządzenia patentów Lilienfeld, co, oczywiście, nie wymienionych w żadnej z późniejszych prac naukowych i artykułów historycznych. Pierwsze komputery tranzystorów, oczywiście, zostały zbudowane znacznie później.

Laboratorium Bella

Laboratorium Bella pracowało na tranzystorze skonstruowanym w celu produkcji wyjątkowo czystych germańskich "kryształowych" diod mikserowych wykorzystywanych w instalacjach radarowych jako element miksera częstotliwości. Równolegle do tego projektu było wiele innych, w tym tranzystor na diodach germanu. Rurki wczesnego obwodu nie miały szybkiej funkcjiprzełączniki, a zamiast tego zespół Bell używał diod półprzewodnikowych. Pierwsze komputery na tranzystorach pracowały na podobnej zasadzie.

Dalsze badania Shockley

Po wojnie Shockley postanowiliśmy spróbować zbudować tryodopodobnoe urządzenia półprzewodnikowego. Zapewnił finansowanie i przestrzeń laboratoryjną, a następnie zaczął rozwiązywać problem z Bardeenem i Brattenem. John Bardeen ostatecznie opracował nową gałąź mechaniki kwantowej zwanych fizyki powierzchni wyjaśnić swoją pierwszą porażkę, a naukowcy w końcu udało się stworzyć urządzenie do pracy.


klucz do rozwoju tranzystora było dalsze zrozumienie ruchliwości elektronów w półprzewodniku. Udowodniono, że jeśli był to sposób kontrolować przepływ elektronów z emitera do kolektora nowo odkrytej diody (odkryta w 1874 roku, opatentowany w 1906 roku) może być wbudowany wzmacniacz. Na przykład, jeśli umieścisz styki po obu stronach tego samego rodzaju kryształu, prąd nie przejdzie przez niego. W rzeczywistości okazało się to bardzo trudne. wielkość kryształów powinny być bardziej uśrednione, a liczba rzekomych elektronów (lub otworów), która „vporskuvaty” był bardzo duży, co uczyniłoby ją mniej przydatny niż moc, ponieważ wymaga byłby duży zastrzyk prąd. Jednak cała idea kryształu diody było to, że mógł zachować elektrony kryształowe w bardzo bliskiej odległości, będąc niemal na skraju wyczerpania.Najwyraźniej kluczem było to, że styki wejściowe i wyjściowe znajdowały się bardzo blisko siebie na powierzchni kryształu.

Brat's Works

Bratten rozpoczął pracę nad stworzeniem takiego urządzenia, a wszelkie wskazówki dotyczące sukcesu wciąż pojawiają się, gdy zespół pracował nad problemem. Wynalazek to skomplikowana praca. Czasami system działa, ale pojawia się kolejna awaria. Czasami wyniki pracy Brattan nagle zaczęły działać w wodzie, najwyraźniej z powodu wysokiej przewodności. Elektrony w jakiejkolwiek części kryształu migrują przez bliskie ładunki. Elektrony w emitentach lub "dziurach" w kolektorach gromadzą się bezpośrednio nad kryształem, gdzie otrzymują przeciwny ładunek "pływający" w powietrzu lub wodzie). Można je jednak odepchnąć od powierzchni za pomocą niewielkiej ilości ładunku z dowolnego innego miejsca na krysztale. Zamiast wymagać dużego zapasu wstrzykniętych elektronów, bardzo mała liczba w odpowiednim miejscu na krysztale zrobi to samo. Nowe doświadczenia badaczy w pewnym stopniu pomogły rozwiązać wcześniej napotkany problem małego obszaru kontrolnego. Zamiast używania dwóch oddzielnych półprzewodników, połączonych wspólnym, ale niewielkim obszarem, zostanie użyta jedna duża powierzchnia. Wyjścia emitera i kolektora znajdowałyby się na górze, a przewód sterujący znajduje się na podstawie kryształu. Kiedy prąd został zastosowany do "podstawowego" wniosku, elektrony byłyby przepychane przez blok półprzewodnikowy i montowane na odległej powierzchni.Dopóki emiter i kolektor były bardzo blisko, powinien zapewnić wystarczającą ilość elektronów lub dziur między nimi, aby rozpocząć trzymanie.

Przystąpienie do Brei

Pierwszym świadkiem tego zjawiska był Ralph Bray, młody student podyplomowy. Dołączył do rozwoju tranzystora germanowego na Uniwersytecie Purdue w listopadzie 1943 r. I otrzymał kompleksowe zadanie pomiaru rezystancji rozpraszania na metalowym półprzewodniku kontaktowym. Brey odkrył wiele nieprawidłowości, takich jak wewnętrzne bariery o wysokiej oporności w niektórych próbkach z Niemiec. Najciekawszym zjawiskiem była wyjątkowo niska impedancja zaobserwowana przy stosowaniu impulsów napięciowych. Pierwsze sowieckie tranzystory zostały opracowane na podstawie tych amerykańskich osiągnięć.

, przebicia

, 16 grudnia 1947, z zastosowaniem kontaktu dwupunktową zetknęło się z powierzchnią Niemczech, anodowane do dziewięćdziesięciu V wypłukiwane elektrolitu H2O, a następnie spadła niektórych miejscach złota. Złote kontakty zostały dociśnięte do nagich powierzchni. Podział między punktami wynosił około 4 x 10 -3 cm. Jeden punkt był używany jako siatka, a inny punkt - jak talerz. Evasion (DC) na siatce powinien być dodatni, aby uzyskać wzmocnienie napięciowe na płytce wypornościowej około piętnastu woltów.

Niniejszy wynalazek pierwszego tranzystora

historii chudomehanyzma wielu zagadnień. Niektóre z nich są znane czytelnikowi. Na przykład: dlaczego Związek Radziecki był pierwszym tranzystorem PNP typu? Odpowiedź leży w kontynuacji tej całej historii. Bratten i H. R. Moorewykazano kilku kolegów i menedżerów w Bell Labs, po południu 23 grudnia 1947 wyników oni osiągnęli, bo ten dzień jest często określany jako datę urodzenia tranzystora. PNP-contact tranzystor germanu pracował jako wzmacniacz mowy o wzmocnieniu 18. Moc jest odpowiedź na pytanie, dlaczego Związek Radziecki były pierwszy tranzystor typu PNP, bo kupił go od Amerykanów. W 1956 roku John Bardeen, Walter Houser Bratten i William Shockley otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki za badania półprzewodników i odkrycie efektu tranzystora.

Dwanaście osób uważa się za bezpośrednio zaangażowanych w wynalezienie tranzystora w laboratorium Bella.

Pierwsze tranzystory w Europie

W tym samym czasie niektórzy europejscy naukowcy zapoczątkowali ideę wzmacniaczy półprzewodnikowych. W sierpniu 1948 roku niemieccy fizycy Herbert F. Matar i Henry Welcker, który pracował w Instytucie Compagnie des Freins et Signaux Westinghouse w Aulnay-sous-Bois, Francja, złożyła wniosek o patent na wzmacniacz oparty na mniejszości, którzy nazwali „tranzystor”. Ponieważ Bell Labs nie opublikował tranzystora do czerwca 1948 r., Tranzystor został uznany za niezależnie opracowany. Po raz pierwszy Matar? zaobserwował skutki stromości w produkcji diod krzemowych dla niemieckiego sprzętu radarowego podczas II wojny światowej. Tranzystory były komercyjnie produkowane przez francuską firmę telekomunikacyjną i wojskowych, aw 1953 roku w stacji radiowej w Düsseldorfie wykazać radia półprzewodnikowy z czterech tranzystorów.
Bell Telephone Laboratories potrzebne nazwę dla nowego wynalazku: Semiconductor triody, Próbowaliśmy Zjednoczone triody, Kryształ triody, lita Triode i Iotatron zostały uznane, ale „tranzystor”, ukuty przez John R. Pierce, był głos wewnętrzny wyraźnym zwycięzcą (częściowo ze względu na bliskość że inżynierowie Bella opracowany dla przyrostka "-stor"). Pierwsza na świecie komercyjna linia tranzystorowa znajdowała się w Western Electric przy Union Boulevard w Allentown w Pensylwanii. Produkcja rozpoczęła się 1 października 1951 r. Z tranzystorem germanowym z kontaktem punktowym.

Dalsze stosowanie

Do wczesnych 1950 Tranzystor stosowane we wszystkich rodzajach wytwarzania, lecz nadal istnieją poważne problemy, które uniemożliwiają jej szerokie zastosowanie, takie jak wrażliwość na wilgoć i kruchych przewodów przyłączonych do kryształów Niemcy. Shockley często oskarżany o plagiat ze względu na fakt, że jego prace były bardzo zbliżone do wielkich dzieł, ale nierozpoznany węgierski inżynier. Prawnicy Bell Labs szybko rozwiązali ten problem. Jednak Shockley był oburzony atakami krytyków i postanowił pokazać, kto był prawdziwym mózgiem całej wielkiej epopei o wynalezieniu tranzystora. Zaledwie kilka miesięcy później wymyślił zupełnie nowy typ tranzystora, który ma coś w rodzaju „struktury buterbrodnoy”. Ta nowa forma była znacznie bardziej wytrzymałe niż kruchym systemie punktu kontaktowego, aw końcu zaczęła ona wszystkie tranzystory używane w latach 60-tych XX wieku. Wkrótce rozwinęła się w dwubiegunowy aparat przejściowy, który stał siępodstawa pierwszego tranzystora bipolarnego. Statyczne urządzenie indukcyjne, pierwsza koncepcja tranzystora wysokich częstotliwości, zostało wymyślone przez japońskich inżynierów Jun-ichi Nishizawa i Y. Watanabe w 1950 roku, a wreszcie było w stanie stworzyć eksperymentalne prototypy w 1975 roku. Był to najszybszy tranzystor w ciągu 80 lat XX wieku. Dalszy rozwój obejmował urządzenia z rozszerzonym połączeniem, tranzystorem powierzchniowym, dyfuzją, tetrodynamiczną i pentodą. "Mesa-tranzystor" z krzemu dyfuzyjnego został opracowany w 1955 r. W Bell i dostępny w handlu przez Fairchild Semiconductor w 1958 r. Przestrzeń była rodzajem tranzystora opracowanego w 1950 roku jako ulepszenie w stosunku do tranzystora punktu kontaktowego i późniejszego tranzystora ze stopu. W 1953 roku Philco opracował pierwsze na świecie urządzenie do barwienia powierzchni o wysokiej częstotliwości, które było również pierwszym tranzystorem odpowiednim dla szybkich komputerów. Pierwsze na świecie tranzystorowe radio samochodowe, wyprodukowane przez Philco w 1955 roku, wykorzystywało w swoim schemacie tranzystory powierzchniowe.

Rozwiązywanie problemów i udoskonalanie

Problem czystości pozostał w rozwiązywaniu problemów niestabilności. Stworzenie koniecznej czystości w Niemczech okazało się poważnym problemem i ograniczyło liczbę tranzystorów, które faktycznie pracowały nad tą partią materiału. Niemiecka wrażliwość na temperaturę również ograniczyła jej użyteczność. Naukowcy sugerują, że krzem będzie łatwiejszy do wykonania, ale niewielu badało tę możliwość. Morris Tanenbaum w Bell Laboratories jako pierwszy opracował działający tranzystor krzemowy26 stycznia 1954 Kilka miesięcy później Gordon Til, który pracuje niezależnie w Texas Instruments, opracował podobne urządzenie. Oba te urządzenia zostały wykonane przez kontrolowanie domieszkowania jednego z kryształów krzemu podczas ich wzrostu ze stopionego krzemu. Lepszym sposobem opracowano Morris Tanenbauma Calvin Fuller S. Bell Laboratories na początku 1955 gazowym donorowych i akceptorowych dyfuzji domieszek w kryształy monokryształów krzemu.

tranzystorów polowych

Tranzystor polowy został opatentowany Yulysom ​​Edgar Lilienfeld 1926 Oscar Hale w roku 1934, lecz praktyczne przyrządy półprzewodnikowe (tranzystory polowego przejściowego [JFET]) zostały opracowane później, zaobserwowano tranzystorem i wyjaśnione przez zespół Williama Shockleya w Bell Labs w 1947 roku, zaraz po dwudziestoletnim okresie patentowym. Pierwszy typ to JFET statyczne tranzystor indukcyjna (SIT), japoński inżynierowie wynalazł cze-ichi Nishizawa i Watanabe Y. 1950. SIT to krótki kanał JFET. Półprzewodnikowe tranzystor polowy (tranzystor MOS) metal-tlenek-półprzewodnik, które w dużym stopniu wyparta JFET i miał głęboki wpływ na rozwój technologii elektronicznej elektronicznego wynaleziono Martin Downey Kahnhom Atalloy 1959. FET można ładować urządzenia z większością, w których prąd jest przeprowadzane głównie nośników lub urządzeń większościowych z mniejszymi nośników ładunku, w którym obecny jest przede wszystkim w wyniku przepływu nośników mniejszościowych. Sprzętskłada się z aktywnego kanału, przez który elektrony nośnika ładunku lub otwory pochodzą ze źródła do kanału ściekowego. Końcowe wnioski źródła i drenażu są połączone z półprzewodnikiem poprzez styki omowe. Przewodność kanału jest funkcją potencjału wykorzystywanego przez bramki bramkowe i źródłowe. Ta zasada pracy dała początek pierwszym tranzystorom o wszystkich długościach fal. Wszystkie tranzystory polowe mają zaciski źródła, drenu i przesłony, które odpowiadają w przybliżeniu emitentowi, kolektorowi i podstawie BJT. Większość tranzystorów polowych ma czwarty terminal, zwany powłoką, podstawą, masą lub podłożem. Ten terminal służy do przełączania tranzystora w działanie. Niezwykłe jest nietynkowe użycie terminali w obwodach, ale jego obecność jest ważna przy konfigurowaniu fizycznego układu scalonego. Wielkość bramki, długość L diagramu, to odległość między źródłem a odpływem. Szerokość jest przedłużeniem tranzystora w kierunku prostopadłym do przekroju na diagramie (tj. W /z ekranu). Zazwyczaj szerokość jest znacznie większa niż długość bramki. Długość migawki 1 μm ogranicza górną częstotliwość do około 5 GHz, od 02 do 30 GHz.