Phenquestions
A tranzisztorok hajnala
A tranzisztorok olyan félvezető eszközök, amelyek két fő funkcióval rendelkeznek egy elektronikus áramkörben - egy erősítő és egy kapcsoló. A tranzisztorok kora előtt a huszadik század első felében vákuumcsöveket főleg erősítőként vagy kapcsolóként használtak. A magas üzemi feszültségigény, a nagy energiafogyasztás és a magas hőtermelés miatt a vákuumcsövek idővel hatékonnyá és megbízhatatlanná váltak. Nem is beszélve arról, hogy ezek a csövek terjedelmesek és törékenyek, mert a burkolat üvegből készül. Ennek a dilemmának a megoldása érdekében több éven át tartó kutatást végeztek a különböző gyártók a megfelelő pótlás érdekében.
Végül 1947 decemberében a Bell Laboratories három fizikusa sikeresen feltalálta az első működő tranzisztort. John Bardeen, Walter Brattain és William Shockley évekig kutattak, hogy végül kifejlesszenek egy működő pont-érintkező tranzisztort. Shockley 1948-ban tovább fejlesztette az eszközt egy bipoláris csomópontú tranzisztorrá, amely az 1950-es években széles körben használt tranzisztor volt. Olyan fontos volt találmányuk, hogy Bardeen, Brattain és Shockley 1956-ban elismert Nobel-díjat kapott.
Tranzisztorok fejlődése
Mint minden más eszköz, a tranzisztorok is számos újításon mentek keresztül. Az 1950-es évek végén a germánium döntő szerepet játszott a tranzisztorok fejlesztésében. A germánium-alapú tranzisztoroknak azonban vannak hátrányai, áramszivárgásuk és a 75 ° C-nál magasabb hőmérséklet-intolerancia. Ezenkívül a germánium ritka és drága. Ez arra késztette a Bell Labs kutatóit, hogy keressenek egy jobb alternatívát.
Gordon Teal hangzatos név a tranzisztorok evolúciójában. A Bell Labs amerikai mérnöke, a Teal kifejlesztett egy módszert tiszta germánium-kristályok előállítására, amelyeket germánium-alapú tranzisztorokhoz használnak. Hasonlóképpen, Teal kísérletezett a szilíciummal, mint a germánium lehetséges helyettesítőjével. 1953-ban visszaköltözött Texasba, miután felajánlották neki a Texas Instruments (TI) kutatási igazgatói posztját.[1] A félvezető kristályokkal kapcsolatos tapasztalatait és tudását felhasználva a tisztított szilíciumon folytatta a munkát a germánium helyettesítésére. 1954 áprilisában Teal és csapata a TI-ben kifejlesztette az első szilícium tranzisztort, amelyet az év májusában jelentettek be a világnak. Kiváló tulajdonságai miatt a szilícium fokozatosan felváltotta a germániumot, mint a tranzisztorokhoz használt félvezetőt.
A szilícium tranzisztorok bevezetésével a Bell Labs kutatói újabb áttörést értek el egy olyan tranzisztor kifejlesztésével, amely felülmúlhatja a bipoláris csomópontú tranzisztor teljesítményét. 1959-ben Mohamed Atalla és Dawon Kahng feltalálta a fém-oxid-félvezető mező hatású tranzisztort (MOSFET), alacsonyabb energiafogyasztással és nagyobb sűrűséggel, mint a bipoláris tranzisztor. Ezek az értékes tulajdonságok nagyban népszerűsítették a MOSFET tranzisztort, amely azóta a történelem legszélesebb körében gyártott eszközévé vált.[2]
Számítástechnika átalakítása
A tranzisztorok feltalálása a számítógépek miniatürizálásában is forradalmi volt. A korábbi elektronikus eszközökhöz hasonlóan a számítógépek első generációja vákuumcsöveket használt kapcsolóként és erősítőként. A tranzisztorok megjelenése után a gyártók a kisebb eszközt is bevették kisebb, hatékonyabb számítógépek építésére. Az elkövetkező években a vákuumcsöveket teljesen kicserélték tranzisztorokra, így létrejött a tranzisztoros számítógépek második generációja.
Úgy gondolták, hogy az első számítógép, amely tranzisztort használ, a Manchesteri Egyetem Tranzisztoros számítógép. A tranzisztoros számítógép prototípusként épült, amely 92 pontos érintkezési tranzisztorokból és 550 diódából állt, és 1953-ban kezdett teljesen működni. 1955-ben bemutatták a számítógép teljes méretű változatát, 200 pontos kontakttranzisztorokkal és 1300 diódával. Bár az áramkör nagy része tranzisztort használt, ez az eszköz nem tekinthető teljesen tranzisztoros számítógépnek, mivel az óra generátorában még mindig vákuumcsöveket használtak.[3]
Az 1950-es évek közepén hasonló gépek kezdtek kihajtani. A Manchesteri Egyetem tervét később a Metropolitan-Vickers fogadta el, aki 1956-ban hét gépet gyártott bipoláris kereszteződésű tranzisztorok felhasználásával. Azonban a készülék, az úgynevezett Metrovick 950, nem volt kereskedelemben kapható, és csak a cégen belül használták. Ugyanígy a Bell Labs is előállt TRADIC készülék 1954-ben,[4] de a Transistor Computerhez hasonlóan a TRADIC is vákuumcsöveket használt az óra teljesítményéhez.
Az amerikai légierő számára 1955-ben gyártott Burroughs Atlas Mod 1-J1 útmutató számítógép volt az első számítógép, amely teljesen eltávolította a vákuumcsöveket, és ez a modell volt az első teljesen tranzisztoros számítógép. Az MIT is fejlődött TX-0, saját tranzisztoros számítógépük 1956-ban. A tranzisztoros számítógépek a világ más részein is kezdtek megjelenni. Az első eszköz, amely Ázsiában jelent meg, Japáné volt ETL Mark III, megjelent 1956-ban. A DRTE, megjelent 1957-ben, és az osztrák Mailüfterl, Az 1958-ban megjelent kanadai, illetve Európa első tranzisztoros számítógépei voltak. 1959-ben Olaszország kiadta első tranzisztoros számítógépét, a Olivetti Elea 9003, amelyet később a magánpiacon tettek elérhetővé.[5]
Bár a tranzisztoros számítógépek az 1950-es években világszerte megjelentek, kereskedelmi forgalomba csak 1959-ben kerültek, amikor a General Electric kiadta a General Electric 210. Következésképpen más gyártók is bemutatták saját tranzisztoros számítógépes modelljeiket. A IBM 7070 és a RCA 501 többek között az első modellek jelentek meg.[6] A nagyméretű számítógépek is ezt a tendenciát követték. A Philco Transac modellek S-1000 és S-2000 az első kereskedelmi forgalomban kapható nagyméretű tranzisztoros számítógépek közé tartoztak.
A tranzisztortervek fejlődése jelentős változásokat hozott a számítógép-tervezésben. A tranzisztoros számítógépek gyártása az idő múlásával növekedett, mivel a technológia kereskedelemben elérhetővé vált. Végül az 1960-as években átvették az integrált áramköröket, amelyek helyet adtak a számítógépek harmadik generációjának.
Kis méret, nagy változások
A tranzisztorok a 70 évvel ezelőtti találmányuk óta kiemelkedő jelentőségűek. Ez a technológia sok más elektronikus eszköz feltalálását és fejlesztését ösztönözte. A tranzisztor szerény mérete nem takarja el a technológiához való hozzájárulás mértékét. A tranzisztor tagadhatatlanul megváltoztatta az elektronikus áramkörök arculatát, és jelentős változásokat hozott a világban, különösen a számítógépes technológiában.
Források:
[1] Michael Riordan, „A tranzisztor elveszett története”, 2004. április 30., https: // spektrum.ieee.org / tech-history / silicon-revolution / the-lost-of-the-tranzisztor Hozzáférés 2020. október 20
[2] Wikipédia. „A tranzisztor története”, N.d., https: // en.wikipédia.org / wiki / History_of_the_transistor, Hozzáférés: 2020. október 20
[3] Wikipédia. „Tranzisztoros számítógép”, N.d., https: // en.wikipédia.org / wiki / Transistor_computer, Hozzáférés: 2020. október 20
[4] „A tranzisztor” N.d., http: // www.a számítógépes kommunikáció története.információ / igazoló dokumentumok / a.5-a-tranzisztor-1947.html Hozzáférés: 2020. október 20
[5] Wikipédia. „Tranzisztoros számítógép”, N.d., https: // en.wikipédia.org / wiki / Transistor_computer, Hozzáférés: 2020. október 20
[6] „A tranzisztor” N.d., http: // www.a számítógépes kommunikáció története.információ / igazoló dokumentumok / a.5-a-tranzisztor-1947.html Hozzáférés: 2020. október 20
