🥇 The History of the Transistor, Part 3: Reinvented Multiples

সিরিজের অন্যান্য নিবন্ধ:

একশ বছরেরও বেশি সময় ধরে, অ্যানালগ কুকুরটি তার ডিজিটাল লেজ নাড়াচ্ছে। আমাদের ইন্দ্রিয়ের ক্ষমতা প্রসারিত করার প্রচেষ্টা - দৃষ্টি, শ্রবণ, এবং এমনকি, এক অর্থে, স্পর্শ - প্রকৌশলী এবং বিজ্ঞানীদের টেলিগ্রাফ, টেলিফোন, রেডিও এবং রাডারের জন্য আরও ভাল উপাদান অনুসন্ধান করতে পরিচালিত করে। এটি শুধুমাত্র নিছক ভাগ্য দ্বারা ছিল যে এই অনুসন্ধানটি নতুন ধরনের ডিজিটাল মেশিন তৈরির উপায় আবিষ্কার করেছিল। এবং আমি এই ধ্রুবক গল্প বলার সিদ্ধান্ত নিয়েছে exaptation, যে সময়ে টেলিকমিউনিকেশন ইঞ্জিনিয়াররা প্রথম ডিজিটাল কম্পিউটারের জন্য কাঁচামাল সরবরাহ করেছিল এবং কখনও কখনও সেই কম্পিউটারগুলি নিজেরাই ডিজাইন ও তৈরি করেছিল।

কিন্তু 1960 সালের মধ্যে, এই ফলপ্রসূ সহযোগিতার সমাপ্তি ঘটে এবং এর সাথে আমার গল্প। ডিজিটাল সরঞ্জামের নির্মাতাদের নতুন, উন্নত সুইচের জন্য টেলিগ্রাফ, টেলিফোন এবং রেডিওর জগতের দিকে তাকাতে হয়নি, কারণ ট্রানজিস্টর নিজেই উন্নতির একটি অক্ষয় উৎস প্রদান করে। বছরের পর বছর তারা গভীর থেকে গভীর খনন করে, সর্বদা দ্রুত গতি বৃদ্ধি এবং খরচ কমানোর উপায় খুঁজে বের করে।

যাইহোক, ট্রানজিস্টরের উদ্ভাবন থেমে গেলে এর কিছুই ঘটত না বারডেন এবং ব্রাটেনের কাজ.

ধীরে শুরু

বেল ল্যাবসের ট্রানজিস্টর আবিষ্কারের ঘোষণার জন্য জনপ্রিয় সংবাদমাধ্যমে তেমন উৎসাহ ছিল না। 1 জুলাই, 1948-এ, দ্য নিউ ইয়র্ক টাইমস তার রেডিও নিউজ রিপোর্টের নীচে ইভেন্টে তিনটি অনুচ্ছেদ উৎসর্গ করেছিল। তদুপরি, এই সংবাদটি অন্যদের পরে উপস্থিত হয়েছিল, স্পষ্টতই আরও গুরুত্বপূর্ণ বলে বিবেচিত হয়েছিল: উদাহরণস্বরূপ, ঘন্টাব্যাপী রেডিও শো "ওয়াল্টজ টাইম", যা NBC-তে উপস্থিত হওয়ার কথা ছিল। পশ্চাদপটে, আমরা হয়তো হাসতে চাই, বা এমনকি অজানা লেখকদের তিরস্কার করতে চাই - কীভাবে তারা সেই ঘটনাটিকে চিনতে ব্যর্থ হয়েছিল যা বিশ্বকে উল্টে দিয়েছে?

কিন্তু পশ্চাৎদৃষ্টি উপলব্ধিকে বিকৃত করে, সংকেতকে প্রশস্ত করে যার তাৎপর্য আমরা জানি সেই সময়ে গোলমালের সমুদ্রে হারিয়ে গিয়েছিল। 1948 সালের ট্রানজিস্টরটি সেই কম্পিউটারগুলির ট্রানজিস্টর থেকে খুব আলাদা ছিল যার উপর আপনি এই নিবন্ধটি পড়ছেন (যদি না আপনি এটি প্রিন্ট করার সিদ্ধান্ত নেন)। তারা এতটাই ভিন্ন ছিল যে, একই নাম থাকা সত্ত্বেও এবং উত্তরাধিকারের অবিচ্ছিন্ন রেখা তাদের সংযুক্ত করে, তাদের আলাদা প্রজাতি হিসাবে বিবেচনা করা উচিত, যদি ভিন্ন জেনার না হয়। তাদের বিভিন্ন রচনা, বিভিন্ন কাঠামো, বিভিন্ন অপারেটিং নীতি রয়েছে, আকারের বিশাল পার্থক্য উল্লেখ করার মতো নয়। এটি শুধুমাত্র ধ্রুবক পুনঃউদ্ভাবনের মাধ্যমেই ছিল যে বারডিন এবং ব্র্যাটেন দ্বারা নির্মিত আনাড়ি ডিভাইসটি বিশ্ব এবং আমাদের জীবনকে পরিবর্তন করতে পারে।

আসলে, একক-পয়েন্ট জার্মেনিয়াম ট্রানজিস্টরটি প্রাপ্তির চেয়ে বেশি মনোযোগের যোগ্য ছিল না। এটি ভ্যাকুয়াম টিউব থেকে উত্তরাধিকারসূত্রে প্রাপ্ত বেশ কয়েকটি ত্রুটি ছিল। এটি অবশ্যই সবচেয়ে কমপ্যাক্ট ল্যাম্পের চেয়ে অনেক ছোট ছিল। গরম ফিলামেন্টের অনুপস্থিতির অর্থ হল এটি কম তাপ উৎপন্ন করে, কম শক্তি খরচ করে, পুড়ে যায় না এবং ব্যবহারের আগে গরম করার প্রয়োজন হয় না।

যাইহোক, যোগাযোগের পৃষ্ঠে ময়লা জমে যাওয়া ব্যর্থতার দিকে পরিচালিত করে এবং দীর্ঘ পরিষেবা জীবনের সম্ভাবনাকে অস্বীকার করে; এটি একটি noisier সংকেত দিয়েছে; শুধুমাত্র কম শক্তিতে এবং একটি সংকীর্ণ ফ্রিকোয়েন্সি পরিসরে কাজ করে; তাপ, ঠান্ডা বা আর্দ্রতার উপস্থিতিতে ব্যর্থ; এবং এটি সমানভাবে উত্পাদিত হতে পারে না। একই ব্যক্তিদের দ্বারা একইভাবে তৈরি করা বেশ কয়েকটি ট্রানজিস্টরের বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্যগুলি সম্পূর্ণ ভিন্ন হবে। এবং এই সব একটি স্ট্যান্ডার্ড বাতির আট গুণ খরচে এসেছে।

এটি 1952 সাল পর্যন্ত ছিল না যে বেল ল্যাবস (এবং অন্যান্য পেটেন্ট হোল্ডার) একক-পয়েন্ট ট্রানজিস্টরগুলিকে ব্যবহারিক ডিভাইসে পরিণত করার জন্য যথেষ্ট পরিমাণে উত্পাদন সমস্যার সমাধান করেছিল এবং তারপরেও তারা শ্রবণযন্ত্রের বাজারের বাইরে খুব বেশি ছড়িয়ে পড়েনি, যেখানে মূল্য সংবেদনশীলতা তুলনামূলকভাবে কম ছিল। এবং ব্যাটারি লাইফের ক্ষেত্রে সুবিধাগুলি অসুবিধাগুলিকে ছাড়িয়ে গেছে।

যাইহোক, তারপরে ট্রানজিস্টরটিকে আরও ভাল এবং আরও দরকারী কিছুতে পরিণত করার প্রথম প্রচেষ্টা ইতিমধ্যে শুরু হয়েছিল। তারা আসলে মুহুর্তের চেয়ে অনেক আগে শুরু হয়েছিল যখন জনসাধারণ এর অস্তিত্ব সম্পর্কে জানতে পেরেছিল।

শকলির উচ্চাকাঙ্ক্ষা

1947 সালের শেষের দিকে, বিল শকলি দারুণ উত্তেজনায় শিকাগো ভ্রমণ করেছিলেন। বার্ডিন এবং ব্র্যাটেনের সম্প্রতি উদ্ভাবিত ট্রানজিস্টরকে কীভাবে হারানো যায় সে সম্পর্কে তার অস্পষ্ট ধারণা ছিল, কিন্তু এখনও সেগুলি বিকাশ করার সুযোগ পাননি। তাই কাজের পর্যায়গুলির মধ্যে বিরতি উপভোগ করার পরিবর্তে, তিনি হোটেলে ক্রিসমাস এবং নববর্ষ কাটিয়েছেন, একটি নোটবুকের প্রায় 20 পৃষ্ঠাগুলি তার ধারণাগুলি দিয়ে পূরণ করেছেন। তাদের মধ্যে একটি সেমিকন্ডাক্টর স্যান্ডউইচ সমন্বিত একটি নতুন ট্রানজিস্টরের প্রস্তাব ছিল - এন-টাইপের দুটি টুকরার মধ্যে পি-টাইপ জার্মেনিয়ামের একটি স্লাইস।

এই টেকার দ্বারা উত্সাহিত হয়ে, শকলি ট্রানজিস্টর আবিষ্কারের জন্য সমস্ত কৃতিত্ব দাবি করে মারে হিলে ফিরে আসার জন্য বারডিন এবং ব্র্যাটেনের কাছে দাবি করেন। এটা কি তার ফিল্ড ইফেক্টের ধারণা ছিল না যা বারদিন এবং ব্র্যাটেনকে পরীক্ষাগারে নিয়ে গিয়েছিল? এর জন্য কি পেটেন্টের সমস্ত অধিকার তার কাছে হস্তান্তর করা উচিত নয়? যাইহোক, শকলির কৌশলটি ব্যাকফায়ার করেছে: বেল ল্যাবসের পেটেন্ট আইনজীবীরা খুঁজে পেয়েছেন যে অজানা উদ্ভাবক, জুলিয়াস এডগার লিলিয়েনফেল্ড, প্রায় 20 বছর আগে, 1930 সালে একটি সেমিকন্ডাক্টর ফিল্ড ইফেক্ট এমপ্লিফায়ার পেটেন্ট করেছিলেন। লিলিয়েনফেল্ড, অবশ্যই, সেই সময়ে উপকরণের অবস্থা বিবেচনা করে তার ধারণাটি কখনই বাস্তবায়ন করেননি, তবে ওভারল্যাপের ঝুঁকি খুব বেশি ছিল - এটি সম্পূর্ণরূপে উল্লেখ করা এড়িয়ে যাওয়াই ভাল। পেটেন্ট মধ্যে ক্ষেত্রের প্রভাব

তাই, যদিও বেল ল্যাবস শকলিকে উদ্ভাবকের কৃতিত্বের একটি উদার অংশ দিয়েছিল, তারা পেটেন্টে শুধুমাত্র বারডিন এবং ব্র্যাটেনের নাম দিয়েছে। যাইহোক, যা করা হয়েছে তা পূর্বাবস্থায় ফেরানো যাবে না: শকলির উচ্চাকাঙ্ক্ষা দুটি অধস্তনদের সাথে তার সম্পর্ককে ধ্বংস করেছে। বারডিন ট্রানজিস্টরের কাজ বন্ধ করে অতিপরিবাহীতায় মনোনিবেশ করেন। তিনি 1951 সালে পরীক্ষাগার ত্যাগ করেন। ব্রাটেন সেখানেই থেকে যান, কিন্তু আবার শকলির সাথে কাজ করতে অস্বীকার করেন এবং অন্য দলে স্থানান্তরিত হওয়ার জন্য জোর দেন।

অন্য লোকেদের সাথে কাজ করতে তার অক্ষমতার কারণে, শকলি কখনই গবেষণাগারগুলিতে কোনও অগ্রগতি করেননি, তাই তিনি সেখানেও চলে যান। 1956 সালে, তিনি তার নিজস্ব ট্রানজিস্টর কোম্পানি, শকলি সেমিকন্ডাক্টর শুরু করতে পালো অল্টোতে ফিরে আসেন। যাওয়ার আগে, তিনি জরায়ু ক্যান্সার থেকে সেরে উঠার সময় তার স্ত্রী জিনের থেকে আলাদা হয়েছিলেন এবং এমি ল্যানিংয়ের সাথে জড়িত হয়েছিলেন, যাকে তিনি শীঘ্রই বিয়ে করেছিলেন। তবে তার ক্যালিফোর্নিয়ান স্বপ্নের দুটি অংশের মধ্যে - একটি নতুন সংস্থা এবং একটি নতুন স্ত্রী - কেবল একটিই সত্য হয়েছিল। 1957 সালে, তার সেরা প্রকৌশলীরা, তার পরিচালনার শৈলী এবং যে দিকে তিনি কোম্পানিকে নিয়ে যাচ্ছিলেন তাতে ক্ষুব্ধ হয়ে তাকে একটি নতুন কোম্পানি, ফেয়ারচাইল্ড সেমিকন্ডাক্টর খুঁজে বের করতে ছেড়ে দেন।

1956 সালে শকলি

তাই শকলি তার কোম্পানির খালি শেল পরিত্যাগ করে স্ট্যানফোর্ডের বৈদ্যুতিক প্রকৌশল বিভাগে চাকরি নেন। সেখানে তিনি তার সহকর্মীদের (এবং তার প্রাচীনতম বন্ধু, পদার্থবিদকে) বিচ্ছিন্ন করতে থাকেন ফ্রেড সিটজ) জাতিগত অবক্ষয়ের তত্ত্ব যা তাকে আগ্রহী করেছিল এবং জাতিগত স্বাস্থ্যবিধি – যে বিষয়গুলি গত যুদ্ধের শেষের পর থেকে মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে অজনপ্রিয় ছিল, বিশেষ করে একাডেমিক চেনাশোনাগুলিতে৷ তিনি বিতর্ক তৈরি করে, মিডিয়াকে বেত্রাঘাত করতে এবং প্রতিবাদের সৃষ্টি করে আনন্দ নিয়েছিলেন। তিনি 1989 সালে মারা যান, তার সন্তান এবং সহকর্মীদের থেকে বিচ্ছিন্ন হয়ে পড়েন এবং শুধুমাত্র তার সদা নিবেদিত দ্বিতীয় স্ত্রী এমিকে দেখতে আসেন।

যদিও উদ্যোক্তার ক্ষেত্রে তার দুর্বল প্রচেষ্টা ব্যর্থ হয়েছে, শকলি ফলপ্রসূ মাটিতে একটি বীজ রোপণ করেছিলেন। সান ফ্রান্সিসকো বে এরিয়া অনেক ছোট ইলেকট্রনিক্স ফার্ম তৈরি করেছিল, যেগুলি যুদ্ধের সময় ফেডারেল সরকারের তহবিল দিয়ে প্রবাহিত হয়েছিল। ফেয়ারচাইল্ড সেমিকন্ডাক্টর, শকলির দুর্ঘটনাজনিত সন্তান, কয়েক ডজন নতুন কোম্পানির জন্ম দিয়েছে, যার মধ্যে কয়েকটি আজও পরিচিত: ইন্টেল এবং অ্যাডভান্সড মাইক্রো ডিভাইস (এএমডি)। 1970 এর দশকের গোড়ার দিকে, এলাকাটি উপহাসমূলক ডাকনাম "সিলিকন ভ্যালি" অর্জন করেছিল। কিন্তু এক মিনিট অপেক্ষা করুন - বারডেন এবং ব্র্যাটেন জার্মেনিয়াম ট্রানজিস্টর তৈরি করেছিলেন। সিলিকন কোথা থেকে এসেছে?

2009 সালে পূর্বে শকলে সেমিকন্ডাক্টর রাখা পরিত্যক্ত মাউন্টেন ভিউ সাইটটি এইরকমই ছিল। আজ ভবনটি ভেঙে ফেলা হয়েছে।

সিলিকন ক্রসরোডের দিকে

শিকাগোর একটি হোটেলে শকলি দ্বারা উদ্ভাবিত একটি নতুন ধরণের ট্রানজিস্টরের ভাগ্য তার উদ্ভাবকের চেয়ে অনেক বেশি সুখী ছিল। একক, বিশুদ্ধ অর্ধপরিবাহী স্ফটিক বৃদ্ধির জন্য একজন ব্যক্তির ইচ্ছার জন্য এটি সমস্ত ধন্যবাদ। গর্ডন টিল, টেক্সাসের একজন ভৌত রসায়নবিদ যিনি তার ডক্টরেটের জন্য তৎকালীন অকেজো জার্মেনিয়াম অধ্যয়ন করেছিলেন, 30 এর দশকে বেল ল্যাবসে চাকরি নিয়েছিলেন। ট্রানজিস্টর সম্পর্কে জানার পর, তিনি নিশ্চিত হয়েছিলেন যে এর নির্ভরযোগ্যতা এবং শক্তিটি তখন ব্যবহৃত পলিক্রিস্টালাইন মিশ্রণের পরিবর্তে একটি বিশুদ্ধ একক স্ফটিক থেকে তৈরি করে উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করা যেতে পারে। শকলি তার প্রচেষ্টাকে সম্পদের অপচয় হিসাবে প্রত্যাখ্যান করেছিলেন।

যাইহোক, টিল টিকে থাকে এবং সাফল্য অর্জন করে, যান্ত্রিক প্রকৌশলী জন লিটলের সাহায্যে, একটি যন্ত্র তৈরি করে যা গলিত জার্মেনিয়াম থেকে একটি ক্ষুদ্র স্ফটিক বীজ বের করে। নিউক্লিয়াসের চারপাশে জার্মেনিয়াম শীতল হওয়ার সাথে সাথে এটি একটি ক্রমাগত এবং প্রায় বিশুদ্ধ অর্ধপরিবাহী জালি তৈরি করে তার স্ফটিক গঠন প্রসারিত করে। 1949 সালের বসন্তের মধ্যে, টিল এবং লিটল অর্ডার করার জন্য স্ফটিক তৈরি করতে পারে এবং পরীক্ষায় দেখা গেছে যে তারা তাদের পলিক্রিস্টালাইন প্রতিযোগীদের থেকে অনেক পিছিয়ে ছিল। বিশেষ করে, তাদের সাথে যোগ করা অপ্রাপ্তবয়স্ক পরিবহণকারীরা একশ মাইক্রোসেকেন্ড বা তারও বেশি সময় (বনাম অন্যান্য স্ফটিক নমুনায় দশ মাইক্রোসেকেন্ডের বেশি নয়) জন্য ভিতরে টিকে থাকতে পারে।

এখন টিল আরও সম্পদ বহন করতে পারে, এবং তার দলে আরও লোক নিয়োগ করেছিল, যাদের মধ্যে আরেকজন শারীরিক রসায়নবিদ ছিলেন যিনি টেক্সাস থেকে বেল ল্যাবসে এসেছিলেন - মরগান স্পার্কস। তারা যথোপযুক্ত অমেধ্য পুঁতি যোগ করে পি-টাইপ বা এন-টাইপ জার্মেনিয়াম তৈরি করতে গলিত পরিবর্তন শুরু করে। এক বছরের মধ্যে, তারা প্রযুক্তিটি এতটা উন্নত করেছিল যে তারা সরাসরি গলাতে একটি জার্মেনিয়াম এন-পি-এন স্যান্ডউইচ জন্মাতে পারে। এবং এটি ঠিক ঠিক যেমন শকলি ভবিষ্যদ্বাণী করেছিল: পি-টাইপ উপাদান থেকে একটি বৈদ্যুতিক সংকেত এটির চারপাশের এন-টাইপ টুকরোগুলির সাথে সংযুক্ত দুটি কন্ডাক্টরের মধ্যে বৈদ্যুতিক প্রবাহকে সংশোধন করে।

বেল ল্যাবসের ওয়ার্কবেঞ্চে মরগান স্পার্কস এবং গর্ডন টিল

এই বর্ধিত জংশন ট্রানজিস্টর প্রায় প্রতিটি উপায়ে তার একক বিন্দু পরিচিতি পূর্বপুরুষকে ছাড়িয়ে যায়। বিশেষ করে, এটি আরও নির্ভরযোগ্য এবং অনুমানযোগ্য ছিল, অনেক কম শব্দ তৈরি করেছিল (এবং তাই আরও সংবেদনশীল ছিল), এবং অত্যন্ত শক্তি দক্ষ ছিল - একটি সাধারণ ভ্যাকুয়াম টিউবের চেয়ে এক মিলিয়ন গুণ কম শক্তি খরচ করে। 1951 সালের জুলাই মাসে, বেল ল্যাবস নতুন উদ্ভাবন ঘোষণা করার জন্য আরেকটি সংবাদ সম্মেলন করে। এমনকি প্রথম ট্রানজিস্টর বাজারে পৌঁছানোর আগে, এটি ইতিমধ্যেই অপরিহার্যভাবে অপ্রাসঙ্গিক হয়ে উঠেছে।

এবং এখনও এই মাত্র শুরু ছিল. 1952 সালে, জেনারেল ইলেকট্রিক (GE) জংশন ট্রানজিস্টর, ফিউশন পদ্ধতি তৈরির জন্য একটি নতুন প্রক্রিয়ার বিকাশের ঘোষণা দেয়। এর কাঠামোতে, এন-টাইপ জার্মেনিয়ামের একটি পাতলা স্লাইসের উভয় পাশে ইন্ডিয়ামের দুটি বল (পি-টাইপ দাতা) ফিউজ করা হয়েছিল। এই প্রক্রিয়াটি একটি সংকর ধাতুতে ক্রমবর্ধমান জংশনের চেয়ে সহজ এবং সস্তা ছিল; এই ধরনের একটি ট্রানজিস্টর কম প্রতিরোধ এবং উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি সমর্থন করে।

বেড়ে ওঠা এবং ফিউজড ট্রানজিস্টর

পরের বছর, গর্ডন টিল তার নিজ রাজ্যে ফিরে যাওয়ার সিদ্ধান্ত নেন এবং ডালাসের টেক্সাস ইনস্ট্রুমেন্টস (টিআই) এ চাকরি নেন। কোম্পানিটি Geophysical Services, Inc. হিসাবে প্রতিষ্ঠিত হয়েছিল এবং প্রাথমিকভাবে তেল অনুসন্ধানের জন্য সরঞ্জাম তৈরি করেছিল, TI যুদ্ধের সময় একটি ইলেকট্রনিক্স বিভাগ খুলেছিল এবং এখন ওয়েস্টার্ন ইলেকট্রিক (বেল ল্যাবগুলির উত্পাদন বিভাগ) থেকে লাইসেন্সের অধীনে ট্রানজিস্টর বাজারে প্রবেশ করছে।

টিল তার সাথে ল্যাবরেটরিতে শেখা নতুন দক্ষতা নিয়ে এসেছে: বৃদ্ধির ক্ষমতা এবং খাদ সিলিকন মনোক্রিস্টাল। জার্মেনিয়ামের সবচেয়ে স্পষ্ট দুর্বলতা ছিল তাপমাত্রার প্রতি সংবেদনশীলতা। যখন তাপের সংস্পর্শে আসে, তখন ক্রিস্টালের জার্মেনিয়াম পরমাণুগুলি দ্রুত মুক্ত ইলেকট্রন নির্গত করে এবং এটি ক্রমবর্ধমান পরিবাহীতে পরিণত হয়। 77 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় এটি ট্রানজিস্টরের মতো কাজ করা বন্ধ করে দেয়। ট্রানজিস্টর বিক্রয়ের প্রধান লক্ষ্য ছিল সামরিক - কম দামের সংবেদনশীলতা সহ একটি সম্ভাব্য ভোক্তা এবং স্থিতিশীল, নির্ভরযোগ্য এবং কমপ্যাক্ট ইলেকট্রনিক উপাদানগুলির জন্য একটি বিশাল প্রয়োজন। যাইহোক, তাপমাত্রা-সংবেদনশীল জার্মেনিয়াম অনেক সামরিক অ্যাপ্লিকেশনে, বিশেষ করে মহাকাশ ক্ষেত্রের ক্ষেত্রে কার্যকর হবে না।

সিলিকন অনেক বেশি স্থিতিশীল ছিল, কিন্তু ইস্পাতের তুলনায় অনেক বেশি গলনাঙ্কের দামে এসেছিল। উচ্চ-মানের ট্রানজিস্টর তৈরির জন্য অত্যন্ত বিশুদ্ধ স্ফটিক প্রয়োজন ছিল এই কারণে এটি প্রচুর অসুবিধা সৃষ্টি করেছিল। গরম গলিত সিলিকন যা কিছুর মধ্যে ছিল তা থেকে দূষিত পদার্থ শোষণ করবে। টিল এবং টিআই-তে তার দল ডুপন্ট থেকে অতি-বিশুদ্ধ সিলিকন নমুনা ব্যবহার করে এই চ্যালেঞ্জগুলি কাটিয়ে উঠতে সক্ষম হয়েছিল। 1954 সালের মে মাসে, ওহিওর ডেটনে একটি ইনস্টিটিউট অফ রেডিও ইঞ্জিনিয়ারিং সম্মেলনে, টিল দেখিয়েছিলেন যে তার পরীক্ষাগারে উত্পাদিত নতুন সিলিকন ডিভাইসগুলি গরম তেলে নিমজ্জিত হয়েও কাজ করতে থাকে।

সফল আপস্টার্টস

অবশেষে, ট্রানজিস্টর প্রথম আবিষ্কৃত হওয়ার প্রায় সাত বছর পরে, এটি এমন উপাদান থেকে তৈরি করা যেতে পারে যার সাথে এটি সমার্থক হয়ে উঠেছে। এবং আমাদের মাইক্রোপ্রসেসর এবং মেমরি চিপগুলিতে ব্যবহৃত আকৃতি মোটামুটি অনুরূপ ট্রানজিস্টরগুলির উপস্থিতির আগে প্রায় একই পরিমাণ সময় কেটে যাবে।

1955 সালে, বেল ল্যাবসের বিজ্ঞানীরা সফলভাবে একটি নতুন ডোপিং প্রযুক্তির সাহায্যে সিলিকন ট্রানজিস্টর তৈরি করতে শিখেছিলেন - একটি তরল গলে অমেধ্যের কঠিন বল যোগ করার পরিবর্তে, তারা অর্ধপরিবাহীর কঠিন পৃষ্ঠে গ্যাসীয় সংযোজন প্রবর্তন করেছিল (তাপীয় বিস্তার) তাপমাত্রা, চাপ এবং পদ্ধতির সময়কাল সাবধানে নিয়ন্ত্রণ করে, তারা ডোপিংয়ের প্রয়োজনীয় গভীরতা এবং ডিগ্রি অর্জন করেছিল। উত্পাদন প্রক্রিয়ার উপর বৃহত্তর নিয়ন্ত্রণ চূড়ান্ত পণ্যের বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্যের উপর বৃহত্তর নিয়ন্ত্রণ দিয়েছে। আরও গুরুত্বপূর্ণ, তাপীয় প্রসারণের ফলে পণ্যটিকে ব্যাচে তৈরি করা সম্ভব হয়েছে—আপনি সিলিকনের একটি বড় স্ল্যাব ডোপ করতে পারেন এবং তারপরে এটিকে ট্রানজিস্টরে কাটাতে পারেন। সামরিক বাহিনী বেল ল্যাবরেটরিজগুলির জন্য তহবিল সরবরাহ করেছিল কারণ উত্পাদন স্থাপনের জন্য উচ্চ অগ্রিম খরচ প্রয়োজন। তাদের একটি অতি-উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি প্রারম্ভিক সতর্কতা রাডার লিঙ্কের জন্য একটি নতুন পণ্যের প্রয়োজন ছিল (“শিশির রেখা"), উত্তর মেরু থেকে উড়ন্ত সোভিয়েত বোমারু বিমান শনাক্ত করার জন্য ডিজাইন করা আর্কটিক রাডার স্টেশনগুলির একটি চেইন, এবং তারা প্রতি ট্রানজিস্টর প্রতি $100 খরচ করতে ইচ্ছুক ছিল (এই দিনগুলি ছিল যখন একটি নতুন গাড়ি $2000 দিয়ে কেনা যেত)।

সঙ্গে alloying ফটোলিথোগ্রাফি, যা অমেধ্যের অবস্থান নিয়ন্ত্রণ করে, পুরো সার্কিটটিকে সম্পূর্ণরূপে একটি সেমিকন্ডাক্টর সাবস্ট্রেটে এচিং করার সম্ভাবনা উন্মুক্ত করে - এটি একই সাথে 1959 সালে ফেয়ারচাইল্ড সেমিকন্ডাক্টর এবং টেক্সাস ইন্সট্রুমেন্টস দ্বারা চিন্তা করা হয়েছিল।প্ল্যানার প্রযুক্তিফেয়ারচাইল্ড থেকে ট্রানজিস্টরের বৈদ্যুতিক যোগাযোগের সাথে সংযোগকারী ধাতব ফিল্মের রাসায়নিক জমা ব্যবহার করা হয়েছে। এটি ম্যানুয়াল ওয়্যারিং তৈরির প্রয়োজনীয়তা দূর করেছে, উৎপাদন খরচ কমিয়েছে এবং নির্ভরযোগ্যতা বৃদ্ধি করেছে।

অবশেষে, 1960 সালে, দুই বেল ল্যাব ইঞ্জিনিয়ার (জন আতালা এবং ডেভন কান) একটি ফিল্ড-ইফেক্ট ট্রানজিস্টরের জন্য শকলির মূল ধারণাটি বাস্তবায়ন করেন। সেমিকন্ডাক্টরের পৃষ্ঠে অক্সাইডের একটি পাতলা স্তর পৃষ্ঠের অবস্থাগুলিকে কার্যকরভাবে দমন করতে সক্ষম হয়েছিল, যার ফলে অ্যালুমিনিয়াম গেট থেকে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রটি সিলিকনের মধ্যে প্রবেশ করে। এইভাবে MOSFET [মেটাল-অক্সাইড সেমিকন্ডাক্টর ফিল্ড-ইফেক্ট ট্রানজিস্টর] (বা MOS গঠন, মেটাল-অক্সাইড-সেমিকন্ডাক্টর থেকে) জন্মগ্রহণ করেছিল, যা ক্ষুদ্রকরণ করা এত সহজে পরিণত হয়েছিল এবং যা এখনও প্রায় সমস্ত আধুনিক কম্পিউটারে ব্যবহৃত হয় (আকর্ষণীয়ভাবে) , আতাল্লা মিশর থেকে এসেছেন, এবং কাং দক্ষিণ কোরিয়া থেকে এসেছেন, এবং কার্যত আমাদের সমগ্র ইতিহাসের এই দুই ইঞ্জিনিয়ারের ইউরোপীয় শিকড় নেই)।

অবশেষে, প্রথম ট্রানজিস্টর আবিষ্কারের তেরো বছর পর, আপনার কম্পিউটারে ট্রানজিস্টরের মতো কিছু আবির্ভূত হয়েছে। এটি তৈরি করা সহজ ছিল এবং জংশন ট্রানজিস্টরের চেয়ে কম শক্তি ব্যবহার করা হয়েছিল, কিন্তু সংকেতগুলিতে সাড়া দিতে বেশ ধীর ছিল। এটি শুধুমাত্র একটি একক চিপে অবস্থিত শত শত বা হাজার হাজার উপাদান সহ বৃহৎ আকারের সমন্বিত সার্কিটগুলির বিস্তারের সাথে, ফিল্ড-ইফেক্ট ট্রানজিস্টরের সুবিধাগুলি সামনে এসেছিল।

ফিল্ড ইফেক্ট ট্রানজিস্টর পেটেন্ট থেকে চিত্রিত

ফিল্ড এফেক্ট ছিল ট্রানজিস্টরের উন্নয়নে বেল ল্যাবসের সর্বশেষ প্রধান অবদান। বেল ল্যাবরেটরিজ (তাদের ওয়েস্টার্ন ইলেকট্রিক সহ), জেনারেল ইলেকট্রিক, সিলভানিয়া এবং ওয়েস্টিংহাউসের মতো প্রধান ইলেকট্রনিক্স নির্মাতারা প্রচুর পরিমাণে সেমিকন্ডাক্টর গবেষণা জমেছে। 1952 থেকে 1965 পর্যন্ত, বেল ল্যাবরেটরিজ একাই এই বিষয়ে দুই শতাধিক পেটেন্ট নিবন্ধন করেছে। তবুও বাণিজ্যিক বাজার দ্রুত টেক্সাস ইন্সট্রুমেন্টস, ট্রানজিট্রন এবং ফেয়ারচাইল্ডের মতো নতুন খেলোয়াড়দের হাতে চলে যায়।

প্রারম্ভিক ট্রানজিস্টরের বাজারটি প্রধান খেলোয়াড়দের দৃষ্টি আকর্ষণ করার জন্য খুবই ছোট ছিল: 18-এর দশকের মাঝামাঝি সময়ে বছরে প্রায় $1950 মিলিয়ন, মোট ইলেকট্রনিক্স বাজারের $2 বিলিয়নের তুলনায়। যাইহোক, এই দৈত্যদের গবেষণা ল্যাবরেটরিগুলি অসাবধানতাবশত প্রশিক্ষণ শিবির হিসাবে কাজ করেছিল। যেখানে তরুণ বিজ্ঞানীরা ছোট সংস্থার কাছে তাদের পরিষেবা বিক্রি করার আগে অর্ধপরিবাহী জ্ঞান শোষণ করতে পারে। 1960-এর দশকের মাঝামাঝি যখন টিউব ইলেকট্রনিক্সের বাজার গুরুতরভাবে সঙ্কুচিত হতে শুরু করে, তখন বেল ল্যাবস, ওয়েস্টিংহাউস এবং বাকিদের জন্য উর্ধ্বতনদের সাথে প্রতিযোগিতা করতে অনেক দেরি হয়ে গিয়েছিল।

ট্রানজিস্টরে কম্পিউটারের রূপান্তর

1950-এর দশকে, ট্রানজিস্টরগুলি চারটি প্রধান এলাকায় ইলেকট্রনিক্স জগতে আক্রমণ করেছিল। প্রথম দুটি ছিল শ্রবণ যন্ত্র এবং বহনযোগ্য রেডিও, যেখানে কম বিদ্যুত খরচ এবং এর ফলে দীর্ঘ ব্যাটারি লাইফ অন্যান্য বিবেচনাকে অগ্রাহ্য করে। তৃতীয়টি ছিল সামরিক ব্যবহার। মার্কিন সেনাবাহিনীর ট্রানজিস্টরগুলি নির্ভরযোগ্য, কমপ্যাক্ট উপাদানগুলির জন্য উচ্চ আশা ছিল যা ফিল্ড রেডিও থেকে ব্যালিস্টিক ক্ষেপণাস্ত্র সব কিছুতে ব্যবহার করা যেতে পারে। যাইহোক, প্রারম্ভিক দিনগুলিতে, ট্রানজিস্টরগুলিতে তাদের ব্যয় তাদের তৎকালীন মূল্যের নিশ্চিতকরণের চেয়ে প্রযুক্তির ভবিষ্যতের উপর বাজির মতো মনে হয়েছিল। এবং অবশেষে, ডিজিটাল কম্পিউটিংও ছিল।

কম্পিউটারের ক্ষেত্রে, ভ্যাকুয়াম টিউব সুইচগুলির ত্রুটিগুলি সুপরিচিত ছিল, যুদ্ধের আগে কিছু সংশয়বাদীরা এমনকি বিশ্বাস করেছিল যে একটি ইলেকট্রনিক কম্পিউটারকে ব্যবহারিক ডিভাইস করা যায় না। যখন একটি ডিভাইসে হাজার হাজার বাতি সংগ্রহ করা হয়েছিল, তখন তারা বিদ্যুৎ খেয়েছিল, প্রচুর পরিমাণে তাপ উত্পাদন করেছিল এবং নির্ভরযোগ্যতার দিক থেকে, কেউ কেবল তাদের নিয়মিত বার্নআউটের উপর নির্ভর করতে পারে। অতএব, কম-পাওয়ার, শীতল এবং থ্রেডলেস ট্রানজিস্টর কম্পিউটার নির্মাতাদের ত্রাণকর্তা হয়ে উঠেছে। একটি পরিবর্ধক হিসাবে এর অসুবিধাগুলি (উদাহরণস্বরূপ, শোরগোল আউটপুট) একটি সুইচ হিসাবে ব্যবহার করার সময় এমন সমস্যা ছিল না। একমাত্র বাধা ছিল খরচ, এবং যথাসময়ে এটি দ্রুত পতন শুরু করবে।

ট্রানজিস্টরাইজড কম্পিউটারের সাথে প্রথম দিকের সমস্ত আমেরিকান পরীক্ষা-নিরীক্ষা একটি প্রতিশ্রুতিশীল নতুন প্রযুক্তির সম্ভাবনা অন্বেষণ করার সামরিক আকাঙ্ক্ষা এবং উন্নত সুইচগুলিতে যাওয়ার প্রকৌশলীদের আকাঙ্ক্ষার সংযোগস্থলে ঘটেছে।

বেল ল্যাবস 1954 সালে ইউএস এয়ার ফোর্সের জন্য TRADIC তৈরি করেছিল যে ট্রানজিস্টরগুলি একটি ডিজিটাল কম্পিউটারকে বোমারু বিমানে ইনস্টল করতে, অ্যানালগ নেভিগেশন প্রতিস্থাপন এবং লক্ষ্য অর্জনে সহায়তা করতে সক্ষম করবে কিনা। এমআইটি লিঙ্কন ল্যাবরেটরি 0 সালে একটি বিস্তৃত বায়ু প্রতিরক্ষা প্রকল্পের অংশ হিসাবে TX-1956 কম্পিউটার তৈরি করেছিল। মেশিনটি পৃষ্ঠের বাধা ট্রানজিস্টরের আরেকটি রূপ ব্যবহার করেছিল, যা উচ্চ-গতির কম্পিউটিংয়ের জন্য উপযুক্ত। ফিলকো নৌবাহিনীর সাথে একটি চুক্তির অধীনে তার SOLO কম্পিউটার তৈরি করেছিল (কিন্তু আসলে NSA-এর অনুরোধে), এটি 1958 সালে সমাপ্ত করে (সারফেস ব্যারিয়ার ট্রানজিস্টরের আরেকটি রূপ ব্যবহার করে)।

পশ্চিম ইউরোপে, স্নায়ুযুদ্ধের সময় সম্পদ কম ছিল, গল্পটি ছিল খুব ভিন্ন। ম্যানচেস্টার ট্রানজিস্টর কম্পিউটারের মতো মেশিন, হারওয়েল ক্যাডেট (ENIAC প্রকল্প থেকে অনুপ্রাণিত আরেকটি নাম, এবং পিছনের দিকে বানান করা হয়েছে), এবং অস্ট্রিয়ান Mailüfterl ছিল পার্শ্ব প্রকল্প যা তাদের নির্মাতারা একসাথে স্ক্র্যাপ করতে পারে এমন সংস্থানগুলি ব্যবহার করে—প্রথম প্রজন্মের একক-পয়েন্ট ট্রানজিস্টর সহ।

ট্রানজিস্টর ব্যবহার করা প্রথম কম্পিউটারের শিরোনাম নিয়ে অনেক বিতর্ক রয়েছে। "প্রথম," "ট্রানজিস্টর" এবং "কম্পিউটার" এর মতো শব্দগুলির জন্য সঠিক সংজ্ঞা বেছে নেওয়ার জন্য অবশ্যই এটি সবই নেমে আসে। যাই হোক, আমরা জানি গল্পের শেষ কোথায়। ট্রানজিস্টরাইজড কম্পিউটারের বাণিজ্যিকীকরণ প্রায় অবিলম্বে শুরু হয়। বছরের পর বছর, একই দামের কম্পিউটারগুলি আরও বেশি শক্তিশালী হয়ে উঠল, এবং একই শক্তির কম্পিউটারগুলি সস্তা হয়ে উঠল, এবং এই প্রক্রিয়াটি এতটাই অসহনীয় বলে মনে হয়েছিল যে এটি মাধ্যাকর্ষণ এবং শক্তির সংরক্ষণের পরে আইনের পদে উন্নীত হয়েছিল। আমাদের কি তর্ক করার দরকার আছে কোন নুড়িটি প্রথম ভেঙে পড়েছিল?

মুরের আইন কোথা থেকে আসে?

আমরা যখন সুইচের গল্পের শেষের দিকে যাচ্ছি, তখন এটা জিজ্ঞাসা করা মূল্যবান: এই পতনের কারণ কী? কেন মুরের আইন বিদ্যমান (বা বিদ্যমান - আমরা অন্য সময় এটি সম্পর্কে তর্ক করব)? এরোপ্লেন বা ভ্যাকুয়াম ক্লিনারগুলির জন্য মুরের কোনও আইন নেই, যেমন ভ্যাকুয়াম টিউব বা রিলেগুলির জন্য কেউ নেই।

উত্তর দুটি অংশ আছে:

একটি আর্টিফ্যাক্ট বিভাগ হিসাবে একটি সুইচের যৌক্তিক বৈশিষ্ট্য।
ট্রানজিস্টর তৈরিতে বিশুদ্ধভাবে রাসায়নিক প্রক্রিয়া ব্যবহার করার ক্ষমতা।

প্রথমত, সুইচের সারাংশ সম্পর্কে। বেশিরভাগ শিল্পকর্মের বৈশিষ্ট্যগুলি অবশ্যই ক্ষমাহীন শারীরিক সীমাবদ্ধতার বিস্তৃত পরিসরকে সন্তুষ্ট করতে হবে। একটি যাত্রীবাহী বিমানকে অনেক লোকের সম্মিলিত ওজনকে সমর্থন করতে হবে। একটি ভ্যাকুয়াম ক্লিনার অবশ্যই একটি নির্দিষ্ট শারীরিক এলাকা থেকে একটি নির্দিষ্ট সময়ের মধ্যে একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ ময়লা চুষতে সক্ষম হবে। বিমান এবং ভ্যাকুয়াম ক্লিনার ন্যানোস্কেলে কমিয়ে দিলে অকেজো হবে।

একটি সুইচ, একটি স্বয়ংক্রিয় সুইচ যা কখনও মানুষের হাত স্পর্শ করেনি, এর শারীরিক সীমাবদ্ধতা অনেক কম। এটির অবশ্যই দুটি ভিন্ন রাজ্য থাকতে হবে এবং এটি অবশ্যই অন্যান্য অনুরূপ সুইচগুলির সাথে যোগাযোগ করতে সক্ষম হবে যখন তাদের রাজ্যগুলি পরিবর্তন হবে৷ অর্থাৎ, এটি চালু এবং বন্ধ করতে সক্ষম হওয়া উচিত। ট্রানজিস্টর সম্পর্কে এত বিশেষ কি? কেন অন্যান্য ধরনের ডিজিটাল সুইচগুলি এই ধরনের সূচকীয় উন্নতির অভিজ্ঞতা অর্জন করেনি?

এখানে আমরা দ্বিতীয় সত্যে আসি। যান্ত্রিক হস্তক্ষেপ ছাড়াই রাসায়নিক প্রক্রিয়া ব্যবহার করে ট্রানজিস্টর তৈরি করা যেতে পারে। প্রথম থেকেই, ট্রানজিস্টর উৎপাদনের একটি মূল উপাদান ছিল রাসায়নিক অমেধ্য ব্যবহার। তারপরে প্ল্যানার প্রক্রিয়াটি এসেছিল, যা উত্পাদন থেকে শেষ যান্ত্রিক পদক্ষেপটি বাদ দিয়েছিল - তারগুলি সংযুক্ত করা। ফলস্বরূপ, তিনি ক্ষুদ্রকরণের সর্বশেষ শারীরিক সীমাবদ্ধতা থেকে মুক্তি পান। ট্রানজিস্টর আর মানুষের আঙ্গুলের জন্য যথেষ্ট বড় হওয়ার দরকার নেই—বা কোনো যান্ত্রিক যন্ত্র। এটি সবই সহজ রসায়ন দ্বারা করা হয়েছিল, একটি অকল্পনীয়ভাবে ছোট স্কেলে: এসিড টু এচ, আলো নিয়ন্ত্রণ করতে পৃষ্ঠের কোন অংশগুলি এচিং প্রতিরোধ করবে এবং বাষ্প খোদাই করা ট্র্যাকগুলিতে অমেধ্য এবং ধাতব ফিল্ম প্রবর্তন করবে।

মিনিয়েচারাইজেশন কেন আদৌ প্রয়োজনীয়? আকার হ্রাস করা আনন্দদায়ক পার্শ্ব প্রতিক্রিয়াগুলির একটি সম্পূর্ণ গ্যালাক্সি দিয়েছে: বর্ধিত স্যুইচিং গতি, শক্তি খরচ হ্রাস এবং পৃথক কপিগুলির ব্যয়। এই শক্তিশালী প্রণোদনাগুলি প্রত্যেককে সুইচগুলি আরও কমানোর উপায়গুলি অনুসন্ধান করতে পরিচালিত করেছে। এবং সেমিকন্ডাক্টর শিল্প একটি আঙুলের নখের আকারের সুইচগুলি তৈরি করা থেকে শুরু করে একজন ব্যক্তির জীবদ্দশায় প্রতি বর্গ মিলিমিটারে কয়েক মিলিয়ন সুইচ প্যাকেজিং করে। এক সুইচের জন্য আট ডলার চাওয়া থেকে শুরু করে এক ডলারের জন্য বিশ মিলিয়ন সুইচ দেওয়া পর্যন্ত।

1103 থেকে ইন্টেল 1971 মেমরি চিপ। স্বতন্ত্র ট্রানজিস্টর, মাত্র দশ মাইক্রোমিটার আকারের, আর চোখে দেখা যায় না। এবং তারপর থেকে তারা আরও হাজার গুণ কমেছে।

আর কি পড়তে হবে:

আর্নেস্ট ব্রুয়ান এবং স্টুয়ার্ট ম্যাকডোনাল্ড, মিনিয়েচারে বিপ্লব (1978)
মাইকেল রিওর্ডান এবং লিলিয়ান হডেসন, ক্রিস্টাল ফায়ার (1997)
জোয়েল শুরকিন, ব্রোকেন জিনিয়াস (1997)

উত্স: www.habr.com

ট্রানজিস্টরের ইতিহাস, পার্ট 3: পুনঃউদ্ভাবিত একাধিক