Kdo vytvořil první tranzistor? Tato otázka je pro mnohé velmi znepokojující. První patent na principu pole tranzistoru byl vydán v Kanadě rakousko-maďarský fyzik Julius Edgar Lilienfeld 22.října 1925, ale Lilienfeld nevydával žádné výzkumné články o jeho zařízení a jeho práce byla ignorována průmyslu. Takže první tranzistor na světě zapadl do historie. V roce 1934, německý fyzik Dr. Oskar Heil patentoval další unipolární tranzistor. Neexistuje žádný přímý důkaz, že tato zařízení byly postaveny, ale později práce v roce 1990 ukázala, že jedním z projektů Lilienfeld pracoval, jak je popsáno a dal významné výsledky. Nyní známý a všeobecně přijímaným faktem je, že William Shockley a jeho asistent, Gerald Pearson vytvořila pracovní verzi aparátu Lilienfeld patentů, což se samozřejmě nikdy zmíněna v žádném ze svých pozdějších výzkumných prací nebo historických předmětů. První tranzistor počítače, samozřejmě, byly postaveny mnohem později.

, Bell laboratorní

Bellova laboratorní pracoval tranzistor postavený k výrobě extrémně čistých germania „krystal“ míchačky diody, používané v radarové jednotky v rámci frekvenčního mixéru. Souběžně s tímto projektem bylo mnoho dalších, mezi nimi - tranzistor germaniové diody. Ranní obvodové trubky neměly rychlý ryspřejít, a místo toho používá solidní tým Bell diod. První tranzistorové počítače pracují na podobném principu.

Další studie Shockley

Po válce, Shockley rozhodli zkusit postavit tryodopodobnoe polovodičové zařízení. On poskytoval financování a laboratorní prostory, a pak se začal zabývat problémy spolu s Johnem Bardeen a Brattenom. John Bardeen nakonec vyvinul novou pobočku kvantové mechaniky známých jako povrchové fyziky vysvětlit svůj první selhání, a tito vědci nakonec se mu podařilo vytvořit pracovní zařízení.


Klíčem k vývoji tranzistoru bylo další pochopení mobility elektronů v polovodiči. Bylo prokázáno, že v případě, že je to způsob, jak kontrolovat tok elektronů z emitoru do kolektoru nově objeveného dioda (objeven v roce 1874, patentovaný v roce 1906), by mohl být postaven zesilovač. Například, pokud dáte kontakty na obou stranách jednoho druhu krystalu, aktuální neprochází přes něj. Ve skutečnosti, jak to udělat, bylo velmi obtížné. velikost krystalů by mělo být více v průměru, a počet údajných elektrony (nebo díry), který měl „vporskuvaty“ byl velmi velký, což by bylo méně užitečné než moc, protože to vyžaduje, by velký proud injekce. Přesto celá myšlenka krystalové diody bylo, že dokázal udržet křišťálově elektrony na velmi krátkou vzdálenost, přičemž je téměř na pokraji vyčerpání.Zjevně klíčem bylo, že vstupní a výstupní kontakty byly na povrchu krystalu velmi blízko sebe.

Pracovní Brattena

Bratten začal pracovat na vytvoření takového zařízení, a radami pro úspěch, jak to pokračuje se ukázat jako tým pracoval na problému. Vynález je komplikovaná práce. Někdy systém funguje, ale dochází k další chybě. Někdy práce Brattena náhle začal pracovat ve vodě, pravděpodobně z důvodu jeho vysoké vodivosti. Elektrony v jakékoliv části krystalu migrují přes těsné náboje. Elektrony v emitor nebo „díry“ v nádržích nahromaděné přímo na krystalu, kde získal reverzní náboj „plovoucí“ ve vzduchu nebo ve vodě). Mohly by se však z povrchu vytlačit s použitím malého množství náboje z jakéhokoli jiného místa na krystalu. Místo toho, vyžadující velkou zásobu injektované elektrony velmi malé množství ve správném místě na čipu se to samé. Nová zkušenost výzkumných pracovníků do určité míry pomohla vyřešit problém, který se dříve objevil v malé kontrolní oblasti. Namísto použití dvou samostatných polovodičů, spojených společnou, ale malou oblastí, se použije jeden velký povrch. Výstupy emitorů a kolektorů by byly umístěny nahoře a řídící vodič se nachází na základně krystalu. Když proud byl aplikován na „základní“ uzavřené elektrony vыtalkyvalys být prostřednictvím výkonového polovodiče a shromážděné na druhém povrchu.Zatímco emitor a kolektor jsou velmi těsně u sebe, že by bylo nutné poskytnout dostatečný počet elektronů nebo otvory mezi nimi zahájit provádění.

Spojovací Bray

Brzy byli svědky tento jev byl Ralph Bray, mladý postgraduální student. On se připojil k rozvoji germanium tranzistoru Purdue University v listopadu 1943 a přijal obtížný úkol měření odporu rozptylu na kov-polovodič. Brey našel mnoho abnormalit, jako jsou vnitřní bariéry vysoké odolnosti u některých vzorků Německa. Nejzajímavějším fenoménem byla extrémně nízká impedance pozorovaná při aplikaci napěťových impulzů. První první sovětské tranzistory byly vyvinuty na základě tohoto amerického vývoje.

průniku

prosince 16, 1947 za použití kontakt dvoubodovou byl proveden kontakt s povrchem, Německo, eloxovaný devadesát voltů odplaveny elektrolytu H2O, a pak poklesla nějaké zlato skvrny. Zlaté kontakty byly stlačeny na otevřené plochy. Rozdělení mezi body bylo asi 4 x 10-3 cm. Jeden bod byl použit jako mřížka a další bod - jako deska. Evasion (DC) na startovním roštu musel být pozitivní pro získání energie zesílení předpětí na desce asi patnáct voltů.

Vynález prvního tranzistoru

Historie chudomehanyzma mnoha souvisejících problémů. Někteří z nich jsou známí čtenáři. Například: proč první tranzistory SSSR byly typu PNP? Odpověď na tuto otázku spočívá v pokračování tohoto příběhu. Bratten a H. R. Mooreprokázaly několik kolegů a manažerů v Bellových laboratořích v odpoledních hodinách dne 23. prosince 1947 výsledky, kterých dosáhli, protože tento den je často označován jako datum narození tranzistoru. PNP-contact germania tranzistor pracoval jako řeč zesilovač se ziskem 18 Síla je odpověď na otázku, proč Sovětský svaz byl první tranzistor PNP typu, protože ho koupil od Američanů. V roce 1956, John Bardeen, Walter Houser Bratten a William Shockley byla udělena Nobelova cena za fyziku za výzkum polovodičů a objev tranzistorového efektu.

Dvanáct lidí je označováno za přímo zapojených do vynálezu tranzistoru v Bellově laboratoři.

prvního tranzistoru v Evropě

Současně, někteří evropští vědci svítí myšlenku polovodičových zesilovačů. V srpnu 1948 němečtí fyzici Herbert F. Matar a Henry Welcker, který pracoval v Ústavu Compagnie des Freins et Signaux Westinghouse v Aulnay-sous-Bois, Francie, požádal o patent na zesilovač založený na menšiny, který oni volali „tranzistor“. Protože Bell Labs neuveřejnil tranzistor až do června 1948, tranzistor byl považován za samostatně vyvinutý. Poprvé Matar? pozorovali účinky stoupání při výrobě křemíkových diod pro německé radarové zařízení během druhé světové války. Tranzistory byly komerčně vyráběné pro francouzskou telefonní společnost a armádu, a v roce 1953 na rozhlasovou stanici v Düsseldorfu prokázána solid-state rádio se čtyřmi tranzistory.
Bell telefonní laboratoře potřeboval název nového vynálezu: Semiconductor Triode snažil státy Triode, Crystal Triode, Solid Triode a Iotatron byl považován, ale „tranzistor,“ razený John R. Pierce, byl vnitřní hlas jasný vítěz (částečně vzhledem k blízkosti této inženýrů Bella vyvinutý pro příponu "-stor"). První komerční výrobní linky tranzistorů na světě bylo v západní elektrické továrny na Union Boulevard ve městě Allentown, Pennsylvania. Výroba byla zahájena 1. října 1951 se bod kontaktu germanium tranzistoru.

Další aplikace

Až do počátku roku 1950 tento tranzistor používaných ve všech typech výroby, ale stále existují významné problémy, které brání jeho široké použití, jako je citlivost na vlhkost a křehkých vodičů spojených s krystaly Německo. Shockley často obviněn z plagiátorství, protože k tomu, že jeho práce byly v těsné blízkosti velkých děl, ale nedoceněné maďarský inženýr. Ale právníci společnosti Bell Labs tuto záležitost rychle vyřešili. Nicméně Shockley byl pobouřen útoky kritiků a rozhodl se ukázat, kdo byl skutečným mozkem celého velkého eposu o vynálezu tranzistoru. Jen o pár měsíců později vymyslel zcela nový typ tranzistoru, který má jakousi „buterbrodnoy struktury.“ Tato nová forma byla mnohem odolnější než křehké bod kontaktním zateplovacím systémem, a nakonec se jí to začalo všechny tranzistory používané v 60. letech dvacátého století. Brzy se vyvinula do bipolárního přechodového aparátu, který se stalzáklad pro první bipolární tranzistor. Statický indukční zařízení, první koncepce vysokofrekvenčního tranzistoru byl vynalezen japonské inženýry Jun-ichi Nishizawa a Y. Watanabe v roce 1950 a byla nakonec schopen vytvořit experimentální prototypy v roce 1975. Byl to nejrychlejší tranzistor v 80. letech dvacátého století. Následný vývoj zahrnoval zařízení s rozšířeným připojením, povrchovou bariérovou tranzistorovou, difuzní, tetrodynamickou a pentodovou. Difuzní křemík "mesa-tranzistor" byl vyvinut v roce 1955 u Bell a komerčně dostupný Fairchild Semiconductor v roce 1958. Prostor byl typ tranzistoru vyvinutého v padesátých letech minulého století jako zlepšení oproti tranzistoru kontaktního bodu a pozdějšímu tranzistoru ze slitiny. V roce 1953 vyvinul společnost Philco první světovou vysokofrekvenční bariérovou plochu, která byla také prvním tranzistorem vhodným pro vysokorychlostní počítače. První tranzistorové autorádio na světě, vyráběné firmou Philco v roce 1955, používaly tranzistory s povrchovou bariérou.

Řešení problémů a zdokonalení

Problémem čistoty zůstává problém řešení nestability. Vytvoření potřebné čistoty v Německu se ukázalo být vážným problémem a omezil počet tranzistorů, které skutečně pracovaly na této šarži materiálu. Německá citlivost na teplotu také omezila jeho užitečnost. Vědci navrhli, aby křemík byl snadnější, ale jen málo studoval tuto příležitost. Morris Tanenbaum v Bell Laboratories byl první, kdo vyvinul pracovní silikonový tranzistor26. ledna 1954 O několik měsíců později vytvořil Gordon Til, který pracuje nezávisle na Texas Instruments, podobné zařízení. Obě tato zařízení byla vyrobena kontrolou dopingu jednoho krystalů křemíku, když byly pěstovány z roztaveného křemíku. Lepší metoda byla vyvinuta Morris Tanenbaumem Calvin S. Fuller Bell Laboratories v časném 1955 plynové difuzní donorové a akceptorové nečistot v monokrystalických křemíkových krystalů.

tranzistory řízené polem

Pole-tranzistor účinku byla poprvé patentována Yulysom ​​Edgar Lilienfeld v roce 1926 a Oscar Hale v roce 1934, ale praktické polovodičové součástky (tranzistory s polem přechodu [JFET]) byly vyvinuty později, po pozorován účinek tranzistor a vysvětlil tým Williama Shockleyho v laboratořích Bell Labs v roce 1947, bezprostředně po dvacetiletém patentovém období. První typ byl JFET statické indukce tranzistor (SIT), japonské inženýři vynalezli Jun-ichi Nishizawa a Y. Watanabe v roce 1950. SIT je JFET s krátkou délkou kanálu. Polovodičové unipolární tranzistor (tranzistor MOS) kov-oxid-polovodič, který do značné míry nahradil JFET a měl silný vliv na rozvoj elektronických elektronické technologie byla vynalezena a Martin Downey Kahnhom Atalloy v roce 1959. FET může nabíjet zařízení s většinou, ve kterých je proud provedena zejména majoritních nosičů nebo zařízení s menšími nosičů náboje, v němž je proud především díky toku minoritních nosičů. Zařízeníse skládá z aktivního kanálu, kterým elektrony nebo otvory nosiče náboje přicházejí ze zdroje do kanalizace. Konečné závěry zdroje a odtoku jsou spojeny s polovodičem prostřednictvím ohmických kontaktů. Vodivost kanálu je funkcí potenciálu používaného přes brány a zdrojové terminály. Tento princip práce vyvolal první tranzistory všech vlnových délek. Všechny polní tranzistory mají svorky zdroje, odtoku a uzávěru, které odpovídají přibližně emitoru, kolektoru a základně BJT. Většina polních tranzistorů má čtvrtý terminál nazvaný shell, základ, hmotnost nebo substrát. Tato svorka slouží k přepnutí tranzistoru do provozu. Je neobvyklé, že v obvodech se používá netriviální použití terminálů v pouzdrech, ale jeho přítomnost je důležitá při konfiguraci fyzického uspořádání integrovaného obvodu. Velikost brány, délka L diagramu, je vzdálenost mezi zdrojem a odtokem. Šířka je rozšířením tranzistoru ve směru kolmém na průřez v diagramu (tj. V /od obrazovky). Typicky je šířka mnohem větší než délka brány. Délka závěrky 1 μm omezuje horní frekvenci na přibližně 5 GHz, od 02 do 30 GHz.