Репліка першого робочого транзистора. У конструкції використовувалися два тонкі шматочки золота, спіральна пружина та пластина германію. Транзистори пройшли довгий шлях розвитку з того часу, а деякі з найменших мають товщину лише атом. (Зображення: Бібліотека зображень Science & Society через Getty Images) Короткі факти
Віха: Транзистор запатентовано
Дата: 3 жовтня 1950 року
Де: Bell Labs; Мюррей-Гілл, Нью-Джерсі
Хто: Джон Бардін, Волтер Браттейн та Вільям Шоклі
3 жовтня 1950 року троє вчених з лабораторій Bell у Нью-Джерсі отримали патент США на те, що стане одним із найважливіших винаходів 20-го століття — транзистор.
Транзистор спочатку був розроблений, оскільки AT&T хотіла покращити свою телефонну мережу. У той час AT&T підсилювала та передавала телефонні сигнали за допомогою тріодів. Ці пристрої містили позитивний та негативний виводи, а також дротяну сітку у вакуумній трубці, що забезпечувало потік електронів без зіткнення з молекулами повітря.
Вам може сподобатися
-
Вчені вперше використовують квантове машинне навчання для створення напівпровідників – і це може змінити спосіб виготовлення чіпів
-
Квантові матеріали з «прихованим металевим станом» можуть зробити електроніку в 1000 разів швидшою
-
Прорив в електроніці означає, що наші пристрої одного дня можуть перестати виділяти зайве тепло, кажуть вчені
Але тріоди були енергоємними та часто перегрівалися, тому до 1930-х років президент Bell Labs Мервін Келлі почав шукати альтернативи. Його зацікавив потенціал напівпровідників, які мають електричні властивості між ізоляторами та провідниками. У 1925 році Джуліус Лілієнфельд запатентував напівпровідниковий попередник транзистора, але в ньому використовувався сульфід міді, який був ненадійним, а основні фізики були погано вивчені.
Наприкінці Другої світової війни, коли лабораторія змістила свою увагу з військових технологій, Келлі завербував команду на чолі з Шоклі, щоб знайти заміну тріодам на електронних лампах. Команда провела низку експериментів, зокрема занурення кремнію в гарячий термос, але з обмеженим успіхом. Проблема полягала в тому, що вони не отримали значного посилення.
Потім, у 1947 році, Бреттейн і Бардін перейшли з кремнію на германій і допомогли прояснити фізику напівпровідника. Їхня робота призвела до створення транзистора з “точковим контактом”, який за допомогою невеликої пружини втискав дві тонкі пластинки золотої фольги в пластину германію. Примітно, що цей ранній транзистор вимагав певних тонкощів для роботи, вимагаючи від Бреттейна ворушити все “саме як треба”, щоб отримати вражаюче 100-кратне посилення сигналу.
Тріодні вакуумні лампи першої половини 20-го століття, показані в хронологічному порядку зліва (1918) направо (1949). Тріоди були невід'ємними компонентами телефонних мереж до винаходу транзистора, але вони споживали багато енергії, перегрівалися та були ненадійними, що спонукало AT&T шукати альтернативи.
У 1948 році Шоклі вдосконалив цю конструкцію, створивши те, що пізніше буде названо переходним транзистором, предметом патенту, який згодом ляже в основу більшості сучасних транзисторів.
Ключ до технології полягає в тому, що коли до напівпровідника прикладається напруга, електрони мігрують усередині матеріалу, залишаючи після себе позитивно заряджені «дірки», згідно з патентом.
Таким чином, можна створювати напівпровідники “N-типу” або “P-типу” — області, які несуть надлишок негативних або позитивних зарядів. Коли металевий електрод контактує з напівпровідником, струм протікає в одному напрямку, якщо торкатися матеріалу N-типу, і в протилежному напрямку, якщо матеріал P-типу, зазначається в патенті.
Крупний план трьох мініатюрних транзисторів M-1, сфотографованих на тлі десятицентової монети. Це фото було зроблено в 1956 році та показує, наскільки розвинулися транзистори за шість років після того, як Бардін, Браттейн та Шоклі отримали свій патент на перший транзистор.
Транзистор-перехід використовує цю властивість у напівпровіднику з трьома приєднаними електродами. Змінюючи прикладену напругу та властивості електродів і напівпровідника, можна надійно посилювати струм. Таке посилення незабаром виявиться безцінним у радіоприймачах, телевізорах та телефонних мережах.
Вам може сподобатися
-
Вчені вперше використовують квантове машинне навчання для створення напівпровідників – і це може змінити спосіб виготовлення чіпів
-
Квантові матеріали з «прихованим металевим станом» можуть зробити електроніку в 1000 разів швидшою
-
Прорив в електроніці означає, що наші пристрої одного дня можуть перестати виділяти зайве тепло, кажуть вчені
Але не підсилення започаткувало еру сучасних обчислень. Швидше, транзистор-перехід був крихітним, надійним, малопотужним перемикачем, який не сильно нагрівався. Вакуумні лампи були перемикачами в перших комп'ютерах, а транзистор був просто набагато кращим перемикачем.
Шоклі був відомим своїм поганим начальником (а також євгеніком і расистом). Ключові дослідники розійшлися: Бардін перейшов до Іллінойського університету, а Шоклі допоміг заснувати сучасну напівпровідникову промисловість Кремнієвої долини. Трійця отримала Нобелівську премію з фізики 1956 року за свою роботу над «транзисторним ефектом».
Джон Бардін (ліворуч), Вільям Шоклі (у центрі) та Волтер Браттейн (праворуч) позують у лабораторії в 1955 році. Тріо отримало Нобелівську премію 1956 року за свою роботу над транзисторами.
Кілька років по тому фізико-хімік Морріс Таненбаум, який недовго працював під керівництвом Шоклі в Bell Labs, винайшов перший кремнієвий транзистор. У 1959 році Джек Кілбі з Texas Instruments подав патент на першу інтегральну схему, яка лягла в основу сучасного комп'ютерного чіпа. А до початку 1960-х років ламповий комп'ютер функціонально зник.
ПОВ'ЯЗАНІ ІСТОРІЇ
— Новий транзистор, схожий на мозок, виходить «за межі машинного навчання»
— Унікальний транзистор «може змінити світ електроніки» завдяки наносекундним швидкостям перемикання та стійкості до зносу
— Новий алмазний транзистор — перший у світі, який прокладає шлях для високошвидкісних обчислень за найвищих температур
У 1968 році Гордон Мур, засновник компанії Intel, зазначив у своїй доповіді, що транзистори мініатюризуються, а чіпи стають вдвічі потужнішими з передбачуваною швидкістю, що започаткувало еру закону Мура, яка тривала ще чотири десятиліття.
Але оскільки закон Мура зараз застарів, а штучний інтелект вимагає дедалі потужніших обчислень, вчені розраховують на те, що квантові комп'ютери, які можуть кодувати кілька квантових станів у кубіті, або «квантовому біті», відкриють наступну еру обчислень.
Тіа ГхосеНавігація по соціальним посиланнямКеруючий редактор
Тіа є головним редактором, а раніше була старшим автором Live Science. Її роботи публікувалися в Scientific American, Wired.com та інших виданнях. Вона має ступінь магістра біоінженерії Вашингтонського університету, сертифікат магістра з наукового письма Каліфорнійського університету в Санта-Круз та ступінь бакалавра з машинобудування Техаського університету в Остіні. Тіа була частиною команди Milwaukee Journal Sentinel, яка опублікувала серію «Порожні колиски» про передчасні пологи, що отримала численні нагороди, зокрема медаль Кейсі за заслуги в журналістиці 2012 року.
Ви повинні підтвердити своє публічне ім'я, перш ніж коментувати
Будь ласка, вийдіть із системи, а потім увійдіть знову. Після цього вам буде запропоновано ввести своє ім'я для відображення.
Вийти Читати далі
Вчені вперше використовують квантове машинне навчання для створення напівпровідників – і це може змінити спосіб виготовлення чіпів
Квантові матеріали з «прихованим металевим станом» можуть зробити електроніку в 1000 разів швидшою
Прорив в електроніці означає, що наші пристрої одного дня можуть перестати виділяти зайве тепло, кажуть вчені
Крихітний кріогенний пристрій скорочує теплові викиди квантових комп'ютерів у 10 000 разів — і його можуть запустити у 2026 році
Вчені досягли рівня помилок квантових комп'ютерів 0,000015% — світового рекорду, який може призвести до створення менших та швидших машин.
Новий комп'ютер Microsoft на основі світла натхненний 80-річною технологією — він може зробити штучний інтелект у 100 разів ефективнішим
Найновіше в галузі обчислювальної техніки
Microsoft представляє нові комп'ютерні чіпи з рідинним охолодженням — вони можуть запобігти сильному перегріву центрів обробки даних зі штучним інтелектом
Вчені представили перший у світі квантовий комп'ютер, побудований зі звичайних кремнієвих чіпів
Квантовий інтернет стає ближчим завдяки новому чіпу — він допомагає передавати квантові сигнали через реальні волоконно-оптичні кабелі
Прощавай, комп'ютерна миша? Вчені стверджують, що нові дивні конструкції можуть зменшити травми зап'ястя.
Крихітний кріогенний пристрій скорочує теплові викиди квантових комп'ютерів у 10 000 разів — і його можуть запустити у 2026 році
Новий комп'ютер Microsoft на основі світла натхненний 80-річною технологією — він може зробити штучний інтелект у 100 разів ефективнішим
Найновіші функції
Історія науки: Винахід транзистора започаткував еру обчислювальної техніки — 3 жовтня 1950 року
У жінки з'явилися незвичайні синці від масажного пістолета. Виявилося, що в неї цинга.
«Зоряні дюни» Сахарського моря зіштовхуються з потойбічним ландшафтом там, де зустрічаються дві країни
Александр Флемінг прокидається, знайшовши у своїй чашці Петрі дивну плісняву, і випадково відкриває перший антибіотик — 28 вересня 1928 року
Історія науки: Розеттський камінь розшифровано, відкриваючи вікно в давньоєгипетську цивілізацію — 27 вересня 1822 року
Історія науки: DART, перша в історії людства місія з відхилення астероїдів, вдарила космічний камінь в обличчя — 26 вересня 2022 року
ОСТАННІ СТАТТІ
1Історія науки: Винахід транзистора започаткував еру обчислювальної техніки — 3 жовтня 1950 року
Live Science є частиною Future US Inc, міжнародної медіагрупи та провідного цифрового видавництва. Відвідайте наш корпоративний сайт.
- Про нас
- Зв'яжіться з експертами Future
- Умови та положення
- Політика конфіденційності
- Політика щодо файлів cookie
- Заява про доступність
- Рекламуйтеся у нас
- Веб-сповіщення
- Кар'єра
- Редакційні стандарти
- Як запропонувати нам історію
© Future US, Inc. Повний 7-й поверх, 130 West 42nd Street, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, 10036.
var dfp_config = { “site_platform”: “vanilla”, “keywords”: “type-regular,serversidehawk,videoarticle,van-enable-adviser-
Sourse: www.livescience.com
