Сімдесят п’ять років тому, у вівторок вранці, 16 грудня 1947 року, два фізики з Bell Telephone Laboratories подали струм на золоті електроди на півдюймовій пластині германію і змогли отримати посилений електричний сигнал. Звучить досить технічно – і так воно і було. Результатом став перший транзистор, який повністю змінив наш сучасний світ.
Як і у випадку з більшістю технологій, історія транзистора включає багато гравців, але трьома найважливішими були Джон Бардін, Вільям Шоклі і Волтер Браттейн. Під час Другої світової війни лабораторія Bell Labs компанії AT&T розпочала роботу над фізикою твердого тіла, як способом створення надійнішого зв’язку. Вільям Шоклі був обраний керівником цих робіт, і до квітня 1945 року він створив ідею використання зовнішніх електричних полів для впливу на поведінку електронів і дірок у вузьких шарах напівпровідників. Він почав експериментувати з різними варіантами і матеріалами для цих «польових» транзисторів, але не зміг створити працюючий пристрій.
Через кілька місяців він очолив групу дослідників для роботи з напівпровідниковими матеріалами в лабораторії фізики твердого тіла Bell Labs.
Одним з цих дослідників був фізик-теоретик Джон Бардін, і він разом з іншими, включаючи фізика-експериментатора Волтера Браттена, почав працювати з різними матеріалами, шукаючи більші ефекти. Вони зробили великі кроки вперед протягом 1946 і 1947 років, і до листопада 47-го року Бардін і Браттейн працювали з золотими електричними контактами на аркушах германію.
Теоретично це було правильно, але не працювало належним чином, поки Браттен не з’ясував, як використовувати полістироловий клин для створення невеликого зазору (близько 2 мм) між двома контактами. 16 грудня він підключив його до своєї батареї, і, коли Бардін дивився на нього, він одразу ж побачив 30-відсотковий приріст потужності. Трохи налаштувавши його, він виявив, що може збільшити приріст потужності до 450%, що стало доказом того, що їх пристрій, який тепер називається транзистором з точковим контактом, працює.
Вони показали свою демонстрацію багатьом людям всередині Bell Labs, і це викликало велике хвилювання. Але це був складний пристрій, недостатньо вивчений, і він був ще дуже далекий від того, щоб замінити вакуумні лампи, які раніше використовувалися в електронних схемах.
Наступного місяця Шоклі придумав інший спосіб створення транзистора, створивши транзистор з біполярним переходом, якому судилося стати основною ідеєю більшості успішних напівпровідникових приладів на десятиліття вперед.
Компанія Bell Labs зробила публічне оголошення про створення транзистора 30 червня 1948 року. Проте пройшли роки, перш ніж транзистори стали широко використовуватися, але щойно це сталося, вони повністю змінили наш світ, призвівши до появи комп’ютерної пам’яті, інтегральних схем, мікропроцесорів та багатьох інших продуктів. Мабуть, найбільшою зміною стала розробка металооксидного напівпровідникового польового транзистора або MOSFET, який роками живив галузь.
За свої зусилля у створенні транзистора Бардін, Браттейн і Шоклі отримали Нобелівську премію з фізики в 1956 році. Пізніше Бардін перейшов до Іллінойського університету, де його робота з надпровідності принесла йому другу Нобелівську премію. Шоклі переїхав до Пало-Альто в 1956 році і заснував компанію Shockley Semiconductor, пізніше ключові співробітники цієї фірми перейшли в Fairchild Semiconductor (де Роберт Нойс і Жан Хоерні створили ключові ідеї, що лежать в основі інтегральної схеми), а пізніше в Intel.
Одним з найпомітніших аспектів транзисторів є те, як вчені та інженери змогли постійно робити їх все меншими і меншими, щоб можна було робити пристрої, які їх містять, щільнішими, – процес, який зазвичай називають законом Мура. Перший транзистор був завдовжки близько пів дюйма, сьогодні стандартний процесор для телефону або ПК має понад мільярд транзисторів.
Транзистор є чи не найважливішим винаходом 20-го століття, оскільки він призвів до повсюдного поширення усіх електронних пристроїв, які ми маємо сьогодні, не кажучи вже про застосунки, які працюють на них. І все це розпочалося 75 років тому.
Ви можете допомогти Україні боротися з російськими окупантами. Найкращий спосіб зробити це – пожертвувати кошти Збройним Силам України через Savelife або через офіційну сторінку НБУ.
Також цікаво: