Další články cyklu:
- Historie relé
- Historie elektronických počítačů
- Historie tranzistoru
- Historie internetu
Válečné peklo připravilo půdu pro vznik tranzistoru. Mezi lety 1939 a 1945 se technické znalosti v oblasti polovodičů neuvěřitelně rozrostly. A důvod byl jednoduchý: radar. Nejvýznamnější technologie války, mezi jejímiž příklady použití je: detekce vzdušného útoku, vyhledávání ponorek, směrování nočních leteckých útoků na cíle, navádění protivzdušných prostředků a námořních děl. Inženýři dokonce dokázali vměstnat drobné radary do dělostřeleckých granátů, aby vybuchly při průletu poblíž cíle – . Nicméně zdrojem této nové mocné vojenské technologie byla klidnější oblast: studium horních vrstev atmosféry za vědeckými účely.
Radar
V roce 1901 společnost „Bezdrátový telegraf Marconi“ úspěšně přenesla bezdrátovou zprávu přes Atlantik, z Cornwallu do Newfoundlandu. Tento fakt uvedl moderní vědu do rozpaků. Pokud se rádiové signály pohybují po přímce (jak by měly), taková přenos by neměl být možný. Mezi Anglií a Kanadou neexistuje přímá viditelnost, která by neprocházela Zemí, takže zpráva Marconiho musela vzlétnout do vesmíru. Americký inženýr Arthur Kennelly a britský fyzik Oliver Heaviside současně a nezávisle naznačili, že vysvětlení fenomen by mělo souviset se vrstevnatým ionizovaným plynem v horních vrstvách atmosféry, který je schopen odrážet rádiové vlny zpět k Zemi (sám Marconi věřil, že rádiové vlny sledují zakřivení povrchu Země, ale fyzici ho nepodporovali).
Do 20. let 20. století vyvinuli vědci nová zařízení, která nejprve dokázala existenci ionosféry a poté studovat její strukturu. Používali elektronká zařízení k generování krátkovlnných rádioimpulsů, směrové antény k jejich vysílání vzhůru do atmosféry a registraci echa, a k demonstraci výsledků. Čím delší byla prodleva návratu echa, tím dál musela být ionosféra. Tato technologie byla nazvána atmosférickým sondováním a poskytla základní technickou infrastrukturu pro vznik radaru (termín „radar“, od RAdio Detection And Ranging, se objevil až v 40. letech v námořnictvu USA).
Že lidé s potřebnými znalostmi, zdroji a motivací pochopili potenciál pozemního využití tohoto zařízení, byla jen otázka času (historie radaru je tedy opačná než historie dalekohledu, který byl původně určen pro pozemní použití). A pravděpodobnost takového osvícení se zvyšovala s tím, jak se rádio stále více šířilo po planetě, a stále více lidí si začínalo všímat rušení pocházejícího od nedalekých plavidel, letadel a dalších velkých objektů. Znalosti z oblasti technologií sondování horních vrstev atmosféry se rozšířily během druhého (1932-1933), kdy vědci z různých arktických stanic vytvářeli mapu ionosféry. Brzy poté týmy z Británie, USA, Německa, Itálie, SSSR a dalších zemí vyvinuly své nejjednodušší radarové systémy.
se svým radarem z roku 1935.
Pak přišla válka a důležitost radarů pro země – a zdrojů na jejich vývoj – prudce vzrostla. V USA se tyto zdroje soustředily kolem nové organizace založené v roce 1940 na MIT, známé jako (byla pojmenována tak, aby uvedla zahraniční špehy v omyl a vytvořila dojem, že se v laboratoři zkoumá radioaktivita – tehdy ještě málokdo věřil v atomové bomby). Projekt Rad Lab, který se neproslavil tolik jako Manhattan Project, přesto získal do svých řad stejně výjimečné a talentované fyziky z celých USA. Pět z prvních zaměstnanců laboratoře (včetně a ) následně získalo Nobelovy ceny. Na konci války v laboratoři pracovalo kolem 500 doktorů věd, vědců a inženýrů, a celkem tam bylo 4000 lidí. Půl milionu dolarů – což je srovnatelné s celkovým rozpočtem na vytvoření ENIAC – bylo vynaloženo pouze na vydání Radiation Laboratory Series, dvaceti sedmi svazků, kde bylo popsáno veškeré znalosti získané v laboratoři během války (přitom výdaje vlády USA na radarové technologie nebyly omezeny rozpočtem Rad Lab; během války vláda zakoupila radary v hodnotě tří miliard dolarů).
20. budova MIT, kde sídlila Rad Lab
Jednou z hlavních oblastí výzkumu Rad Lab byl vysokofrekvenční radar. Rané radary používaly vlny s délkami měřenými v metrech. Ale paprsky vyšší frekvence, jejichž vlnové délky se měřily v centimetrech – mikrovlny – umožnily použití kompaktnějších antén a méně se rozptylovaly na velké vzdálenosti, což slibovalo velké výhody v dosahu a přesnosti. Mikrovlnné radary by se mohly vejít do nosu letadla a detekovat objekty velikosti periskopu ponorky.
Jako první se tohoto úkolu podařilo dosáhnout týmu britských fyziků z Birmingham University. V roce 1940 vyvinuli „“, který pracoval jako elektromagnetický „píšťalka“, přetvářející neuspořádaný impuls elektrického napětí na mocný a přesně laděný paprsek mikrovln. Tento mikrovlnný vysílač byl tisíckrát mocnější než jeho nejbližší konkurent; otevřel cestu k vytvoření praktických vysokofrekvenčních radarových vysílačů. Potřeboval však partnera, přijímač schopný registrace vysokých frekvencí. A na tomto místě se vracíme k historii polovodičů.
Magnetron v řezu
Druhé příchod kočičího vousu
Ukázalo se, že elektronové lampy nejsou vůbec přizpůsobeny pro příjem mikrovlnných signálů radarů. Mezera mezi horkým katodou a studeným anodou vytváří kapacitu, což způsobuje, že obvod odmítá fungovat na vysokých frekvencích. Nejlepší technologií pro vysokofrekvenční radary z dostupných byla staromódní „“ – malý kousek drátu, přitlačený k polovodičovému krystalu. To nezávisle objevilo několik lidí, nicméně k našemu příběhu je nejblíže to, co se odehrávalo v New Jersey.
V roce 1938 laboratoře Bella uzavřely smlouvu s námořnictvem na vývoj řízení palby radaru v rozsahu 40 cm – to bylo mnohem kratší a tedy vyšší frekvence než u tehdy existujících radarů před obdobím rezonančních magnetronů. Hlavní výzkumnou práci převzalo oddělení laboratoří v Holmdelu na jih od Staten Islandu. Výzkumníkům netrvalo dlouho, aby pochopili, co budou potřebovat pro vysokofrekvenční přijímač, a brzy se inženýr George Southworth procházel obchody s radiovybavením na Manhattanu, aby hledal staré detektory „kočičí vous“. Jak se očekávalo, fungoval mnohem lépe než lampový detektor, ale jeho výkonnost byla nestabilní. Proto Southworth našel elektrochemika Russella Olla a požádal ho, aby se pokusil zlepšit homogenitu odezvy krystalového detektoru s jedním bodem kontaktu.
Ol byl docela osobitý člověk, považující vývoj technologie za svůj osud, a vyprávěl o periodických osvíceních s vizemi budoucnosti. Například tvrdil, že už v roce 1939 věděl o budoucím vynálezu křemíkového zesilovače, ale osud chtěl, aby to vynalezl někdo jiný. Po prostudování desítek variant se rozhodl pro křemík jako nejlepší materiál pro Southworthovy přijímače. Problémem byla možnost kontrolovat obsah materiálu, aby se daly ovládat jeho elektrické vlastnosti. V té době byly široce dostupné průmyslové ingoty z křemíku, které se používaly ve slévárnách, ale v takové výrobě nikoho nezajímalo například 1% fosforu v křemíku. S pomocí několika metalurgů si Oll položil cíl získat mnohem čistší ingoty, než jaké byly dříve dostupné.
V průběhu práce objevili, že některé jejich krystaly usměrňují proud jedním směrem, zatímco jiné naopak. Nazvali je "n-typ" a "p-typ". Další analýza ukázala, že za tyto typy odpovídají různé druhy příměsí. Křemík se nachází ve čtvrtém sloupci periodické tabulky, což znamená, že má čtyři elektrony na vnější vrstvě. V tyčce z čistého křemíku by se každý z těchto elektronů spojil se sousedem. Příměsi ze třetího sloupce, dejme tomu bor, který má o jeden elektron méně, vytvářely "díru", dodatečný prostor pro pohyb proudu v krystalu. Výsledkem byl polovodič p-typu (s přebytkem kladných nábojů). Prvky z pátého sloupce, jako například fosfor, dodávaly další volné elektrony pro přenos proudu, a vznikal polovodič n-typu.
Krystalická struktura křemíku
Všechna tato výzkumy byla velmi zajímavá, avšak do roku 1940 se Southworth s Olem nepřiblížili k vytvoření funkčního prototypu vysokofrekvenčního radaru. Britská vláda přitom požadovala okamžité praktické výsledky kvůli hrozbě ze strany Luftwaffe, která již vyvinula mikrovlnné detektory připravené k výrobě, pracující v páru s magnetronovými vysílači.
Nicméně brzy se technické pokroky začnou přiklánět na západní stranu Atlantiku. Churchill se rozhodl odhalit všechny technické tajemství Británie Američanům ještě předtím, než skutečně vstoupil do války (neboť, jak předpokládal, to stejně mělo nastat). Domníval se, že stojí za riskování úniku informací, protože pak by všechny průmyslové kapacity USA byly zaměřeny na řešení takových úkolů, jako je jaderné zbraně a radary. Britská vědecko-technická mise (známější jako ) dorazila do Washingtonu v září 1940 a přivezla v zavazadle dárek v podobě technických zázraků.
Odhalení neuvěřitelné síly rezonance magnetronu a účinnost britských krystalických detektorů při příjmu jeho signálu oživila americké výzkumy v oblasti polovodičů jako základu pro vysokofrekvenční radary. Bylo potřeba vykonat mnoho práce, především v oblasti materiálového inženýrství. Aby bylo možné uspokojit požadavky, bylo třeba vyrábět polovodičové krystaly miliony kusů, mnohem víc než bylo dříve možné. Bylo nutné zlepšit usměrnění, snížit citlivost na nárazy a pravděpodobnost vyhoření a minimalizovat rozdíly mezi různými šaržemi krystalů.
Křemíkový usměrňovač s bodovým kontaktem
V Rad Lab otevřeli nové výzkumné oddělení pro studium vlastností polovodičových krystalů a toho, jak je možné je upravit pro maximalizaci cenných vlastností jako přijímače. Nejvíce slibné materiály byly křemík a germánium, a proto se v Rad Lab rozhodli pro jistotu spustit paralelní programy pro studium obou: křemík na Pennsylvánské univerzitě a germánium na Purdue. Takoví průmysloví giganti jako Bell, Westinghouse, Du Pont a Sylvania začali vlastní programy výzkumu polovodičů a začali vyvíjet nové výrobní kapacity pro krystalické detektory.
Společnými silami se podařilo zvýšit čistotu krystalů křemíku a germánia z 99 % na 99,999 % — tedy na jednu částici nečistoty na 100 000 atomů. V průběhu tohoto procesu se vědecký a inženýrský personál blíže seznámil s abstraktními vlastnostmi germánia a křemíku a aplikovanými technologiemi pro jejich kontrolu: tání, růst krystalů, přidávání potřebných příměsí (například bóru, který zvyšoval vodivost).
A pak válka skončila. Poptávka po radarech zmizela, ale znalosti a dovednosti získané během války nikam nezmizely a sen o polovodičovém zesilovači nebyl zapomenut. Nyní byla závodní situace o vytvoření takového zesilovače. A alespoň tři týmy byly v dobré pozici k zisku této ceny.
West Lafayette
První skupinou byla skupina z Purdue University, vedená rakouského původu fyzikem Karlem Lark-Horowitzem. Díky svému talentu a vlivu dokázal osamoceně vyvést fyzikální oddělení univerzity z zapomnění a ovlivnil rozhodnutí Rad Lab svěřit jeho laboratoři výzkum germánia.
Karel Lark-Horowitz v roce 1947, uprostřed, s dýmkou
Na začátku 40. let byl křemík považován za nejlepší materiál pro radarové usměrňovače, avšak materiál umístěný hned pod ním v periodické tabulce se také zdál být hodný dalšího zkoumání. Germánium mělo praktickou výhodu díky nižší teplotě tání, která činila přibližně 940 stupňů, ve srovnání s 1400 stupni pro křemík (prakticky jako u oceli). Vzhledem k vysoké teplotě tání bylo extrémně obtížné vyrobit polotovar, který by se neroztavil v kapalném křemíku, čímž by se kontaminoval.
Proto Lark-Horowitz se svými kolegy strávili celou válku zkoumáním chemických, elektrických a fyzikálních vlastností germánia. Největší překážkou bylo „zpětné napětí“: germaniové usměrňovače při velmi nízkém napětí přestávaly usměrňovat proud a umožňovaly mu proudit zpět. Impuls zpětného proudu spaloval ostatní komponenty radaru. Jeden z postgraduálních studentů Lark-Horowitze, Seymour Benzer, více než rok studoval tento problém a nakonec vyvinul přísadu na bázi olova, která zastavila zpětné impulsy při napětích až do sta voltů. Krátce poté Western Electric, výrobní divize Bellovy laboratoře, začala dodávat usměrňovače pracující podle Benzerova schématu pro vojenské účely.
Studium germánia na Purdue pokračovalo i po válce. V červnu 1947, Benzer, již jako profesor, oznámil neobvyklou anomálii: v některých experimentech se v krystalech germánia objevovaly vysokofrekvenční oscilace. Jeho kolega Ralph Bray pokračoval ve studiu "objemového odporu" podle projektu, zahájeného během války. Objemový odpor popisoval, jak elektrický proud protéká krystalem germánia v bodě kontaktu usměrňovače. Bray zjistil, že impulsy vysokého napětí výrazně snižovaly odpor typu n vůči těmto proudům. Nevěděl přitom, že byl svědkem tzv. "nepodstatných" nosičů náboje. V polovodičích typu n přebytečný záporný náboj slouží jako hlavní nosič náboje, ale kladné "díry" také mohou přenášet proud, a v tomto případě vysokonapěťové impulsy vytvářely díry ve germaniové struktuře, což vedlo k pojmenování nepodstatných nosičů náboje.
Bray a Benzer se nebezpečně přiblížili k germaniovému zesilovači, aniž by si toho byli vědomi. Benzer na konferenci v lednu 1948 zastihl Waltera Brattaina, vědce z Bell Laboratories, aby s ním prodiskutoval objemový odpor. Navrhl Brattainovi umístit další bodový kontakt blízko prvního, který by mohl vést proud, a tak by možná mohli pochopit, co se děje pod povrchem. Brattain tiše souhlasil s tímto návrhem a odešel. Jak později uvidíme, měl příliš dobrou představu o tom, co by podobný experiment mohl odhalit.
Onésu-Bois
Tým z Purdue disponoval jak technologiemi, tak teoretickými základy k tomu, aby učinil skok směrem k tranzistoru. Ale narazit na něj mohli jen náhodou. Zajímali se o fyzikální vlastnosti materiálu, nikoli o hledání zařízení nového typu. Naprosto jiná situace panovala v Onésu-Bois (Francie), kde dva bývalí výzkumníci radarů z Německa, Heinrich Welker a Herbert Mattere, vedli tým, jehož cílem bylo vytvoření průmyslových polovodičových zařízení.
Velker nejprve studoval a poté vyučoval fyziku na Mnichovské univerzitě, kterou vedl známý teoretik Arnold Sommerfeld. Od roku 1940 opustil čistě teoretickou dráhu a začal pracovat na radaru pro Luftwaffe. Matare (belgického původu) vyrůstal v Aachenu, kde studoval fyziku. V roce 1939 se připojil k výzkumnému oddělení německého radiogiganta Telefunken. Během války přesunul svou práci z Berlína na východ do kláštera v Slezsku, aby se vyhnul bombardování sil proti Hitlerovi, a poté zpět na západ, aby unikl postupující Rudé armádě, a nakonec se dostal do zajetí americké armády.
Stejně jako jejich protivníci z Antihitlerovské koalice, Němci na začátku 40. let věděli, že krystalové detektory byly ideálními přijímači pro radary a že křemík a germanium byly nejvíce slibné materiály pro jejich výrobu. Matare a Velker se během války snažili zlepšit účinné využití těchto materiálů v usměrňovačích. Po válce oba podléhali periodickým výslechům ohledně své vojenské práce a nakonec dostali pozvání od francouzského špeha do Paříže v roce 1946.
Compagnie des Freins & Signaux („společnost brzd a signálů“), francouzská divize Westinghouse, získala smlouvu od francouzského telefonního úřadu na výrobu polovodičových usměrňovačů a hledala německé vědce, aby jim pomohli. Takové spojenectví nedávných nepřátel se může zdát podivné, nicméně tato dohoda se ukázala jako dosti výhodná pro obě strany. Francouzi, poražení v roce 1940, neměli možnost získat znalosti v oblasti polovodičů a zoufale potřebovali dovednosti Němců. Němci nemohli pokračovat ve vývoji jakýchkoli vysoce technologických oblastí v okupované a válkou zničené zemi, a proto se chopili příležitosti pokračovat v práci.
Velker a Matare zřídili základnu ve dvoupatrovém domě v předměstí Paříže, v Onne-sous-Bois, a s pomocí týmu techniků zavedli úspěšnou výrobu germanových usměrňovačů do konce roku 1947. Poté se zaměřili na vážnější cíle: Velker se vrátil ke svým zájmům o supravodiče, zatímco Matare se pustil do zesilovačů.
Herbert Matare v roce 1950
Během války Mataré experimentoval s usměrňovači se dvěma kontaktními body – „duodiodami“ – ve snaze snížit šum v obvodu. Obnovil své pokusy a brzy zjistil, že druhý „vous“, umístěný 1/100 milionu metru od prvního, někdy dokázal modulovat proud procházející prvním vousem. Vytvořil pevnolátkový zesilovač, i když poněkud k ničemu. Aby dosáhl spolehlivějšího výkonu, obrátil se na Welkera, který měl velké zkušenosti s germanovými krystaly během války. Welkerův tým pěstoval větší a čistší vzorky germanových krystalů, a společně s vylepšením kvality materiálu se v červnu 1948 staly Mataréovy usměrňovače s kontaktem spolehlivými.
Rentgenový snímek „tranzistoru“ na základě Mataréovy schématu, který má dva kontaktní body s germanem
Mataré dokonce měl teoretický model toho, co se děje: věřil, že druhý kontakt vytváří v germaniu díry, urychlující tok proudu přes první kontakt, dodávající nepodstatné nositele náboje. Welker s ním nesouhlasil a myslel si, že to, co se děje, závisí na jakémsi polním efektu. Nicméně, než mohli pracovat na zařízení nebo teorii, zjistili, že skupina Američanů vyvinula přesně stejnou koncepci – germanový zesilovač se dvěma kontaktními body – o šest měsíců dříve.
Murray Hill
Na konci války reformoval Merwin Kelly výzkumnou skupinu laboratoří Bell, která se zabývala polovodiči pod vedením Billa Shockleyho. Projekt se rozrostl, získal více financí a přestěhoval se z původní budovy laboratoří na Manhattanu na rozšiřující se kampus v Murray Hill (New Jersey).
Kampus v Murray Hill, cca 1960
Aby se znovu seznámil s pokročilými polovodiči (po tom, co během války zkoumal operační výzkum), na jaře 1945 navštívil Shockley laboratoř Russella Oala v Holmdelu. Ol strávil roky války prací na křemíku a neztrácel čas. Ukázal Shockleymu hrubý zesilovač vlastní konstrukce, nazvaný "deziester". Vzal křemíkový usměrňovač s bodovým kontaktem a zapnul činnost pomocí baterie. Zdá se, že teplo z baterie snížilo odpor v bodě kontaktu a přeměnilo usměrňovač na zesilovač schopný přenášet příchozí rádiové signály do obvodu silného požadavku pro napájení reproduktoru.
Efekt byl hrubý a nespolehlivý, nevhodný pro komercializaci. Nicméně stačilo to k potvrzení Shockleyho názoru o možnosti vytvoření polovodičového zesilovače a že by to mělo být prioritním zaměřením výzkumu v oblasti tuhé elektroniky. Tato setkání s Oalovým týmem také přesvědčila Shockleyho, že studium křemíku a germania by mělo být prioritou. Ukazovali atraktivní elektrické vlastnosti, a navíc Oalovi kolegové, metalurgové Jack Skaff a Henry Tabor, dosáhli úžasných úspěchů v pěstování, čištění a přidávání přísad do těchto krystalů během války, předstihujíc všechny technologie dostupné pro jiné polovodičové materiály. Shockleyho skupina se už nehodlala zdržovat předválečnými zesilovači z oxidu mědi.
S pomocí Kellyho začal Shockley shromážďovat nový tým. Mezi klíčovými hráči byl Walter Brattain, který pomáhal Shockleymu s jeho prvním pokusem o vytvoření polovodičového zesilovače (v roce 1940), a John Bardeen, mladý fyzik a nový zaměstnanec Bellových laboratoří. Bardeen měl pravděpodobně nejširší znalosti o fyzice pevných látek ze všech členů týmu – jeho disertace popisovala energetické úrovně elektronů ve struktuře kovového sodíku. Také byl dalším chráněncem Johna Hazebrooka Van Flecka, stejně jako Atanasoff a Brattain.
A jako u Atanasova, disertace Bardina a Shockley vyžadovaly složité výpočty. Museli používat kvantově-mechanickou teorii polovodičů, kterou definoval Alan Wilson, aby vypočítali energetickou strukturu materiálů pomocí stolního kalkulátoru Monroe. Pomáhajíc při vývoji tranzistoru, v podstatě přispěli k osvobození budoucích postgraduálních studentů od takové práce.
První přístup Shockleyho k pevnému zesilovači spočíval na tom, co později nazvali „“. Zavěsil kovovou desku nad polovodičem typu n (s nadbytkem záporných nábojů). Aplikace kladného náboje na desku vytahovala překročení elektronů na povrch krystalu, čímž se vytvářela řeka záporných nábojů, kterou mohl snadno proudit elektrický proud. Zesílený signál (představovaný úrovní náboje na desce) tak mohl modulovat základní obvod (procházející povrchem polovodiče). Funkčnost této schématu mu napověděly jeho teoretické znalosti fyziky. Ale i přes mnoho pokusů a experimentů schéma nikdy nefungovalo.
Do března 1946 vytvořil Bardin docela dobře propracovanou teorii, která vysvětlovala příčinu tohoto: povrch polovodiče na kvantové úrovni se chová jinak než jeho vnitřnosti. Záporné náboje, vytažené na povrch, končí v pasti "povrchových stavů" a blokují pronikání elektrického pole z desky do materiálu. Ostatní členové týmu považovali tuto analýzu za přesvědčivou a spustili nový výzkumný program ve třech oblastech:
- Dokázat existenci povrchových stavů.
- Prozkoumat jejich vlastnosti.
- Vymyslet, jak je překonat a vytvořit funkční .
Po více než roce a půl výzkumů a experimentů provedl 17. listopadu 1947 Brettain průlom. Objevil, že když umístí tekutinu naplněnou ionty, například vodu, mezi desku a polovodič, elektrické pole z desky bude tlačit ionty k polovodiči, kde neutrálně zneutralizují náboje uvězněné v povrchových stavech. Nyní mohl řídit elektrické chování kusu křemíku změnou náboje na desce. Tento úspěch podal Bardinovi myšlenku na nový přístup k výrobě zesilovače: obklopit kontaktní bod usměrňovače elektrolytickou vodou a poté použít druhý vodič ve vodě k řízení povrchových stavů a tím kontrolovat úroveň vodivosti základního kontaktu. Tak se Bardin a Brettain dostali na cílovou rovinku.
Bardinova myšlenka zafungovala, nicméně zesílení bylo slabé a fungovalo na velmi malých frekvencích, které byly pro lidské ucho nedostupné – proto bylo bezcenné jako telefonní nebo rádiový zesilovač. Bardin navrhl přepnout na germanium odolné vůči zpětnému napětí, získané na Purdue, protože si myslel, že na jeho povrchu se bude shromažďovat méně nábojů. Najednou získali ohromné zesílení, ale v opačném než očekávaném směru. Objevili účinek minoritních nosičů – místo očekávaných elektronů zesiloval proud procházející germanem díry pocházející z elektrolytu. Proud na vodiči v elektrolytu vytvořil vrstvu typu p (oblast nadměrných kladných nábojů) na povrchu germania typu n.
Následující experimenty ukázaly, že elektrolyt vůbec nebyl potřeba: jednoduše umístěním dvou kontaktních bodů blízko k sobě na povrchu germania bylo možné modulovat proud z jednoho z nich na druhý. Aby je co nejvíce přiblížil, obalil Brettain trojúhelníkový kus plastiku kouskem zlaté fólie a poté opatrně rozřezal fólii na konci. Poté pomocí pružiny přitlačil trojúhelník k germania, čímž se okraje řezu dotýkaly jeho povrchu ve vzdálenosti 0,05 mm. To dalo prototypu tranzistoru z laboratoří Bell jeho charakteristický vzhled:
Prototyp tranzistoru Brettaina a Bardina
Stejně jako zařízení Matara a Welkera, to bylo v podstatě klasické "kočičí vous", jen s dvěma kontaktními body místo jednoho. Dne 16. prosince dosáhlo významného zesílení výkonu a napětí, a frekvence 1000 Hz v rozsahu slyšitelnosti. O týden později, po menších vylepšeních, Bardin a Brettain dosáhli zesílení napětí 100krát a výkonu 40krát, a demonstrovali ředitelům Bella, že jejich zařízení dokáže reprodukovat slyšitelnou řeč. John Pierce, další člen týmu vývoje pevných zařízení, vymyslel termín "tranzistor" inspirovaný názvem Bellova usměrňovače na oxidě mědi, varistoru.
Následujících šest měsíců laboratoř držela nový vynález v tajnosti. Vedení chtělo mít jistotu, že budou mít náskok v realizaci komerčních možností tranzistoru, než si ho někdo jiný přivlastní. Tisková konference byla naplánována na 30. června 1948, přesně včas, aby zbořila všechny sny Welkera a Matara o nesmrtelnosti. Mezitím se skupina pro výzkum polovodičů tiše rozpadla. Když slyšel o úspěších Bardina a Brettaina, jejich šéf, Bill Shockley, začal pracovat na tom, aby si přivlastnil veškerou slávu. A přestože hrál jen pozorovatelskou roli, v veřejné prezentaci získal stejnou, ne-li větší reklamu – což je patrné z této zveřejněné fotografie, na které je přímo u laboratorního stolu:
Reklamní fotografie z roku 1948 – Bardin, Shockley a Brettain
Shockleymu však nestačila rovná sláva. A ještě před tím, než se kdokoli mimo laboratoře Bella dozvěděl o tranzistoru, začal se jeho opětovným vynálezem, aby si ho přivlastnil. A to bylo pouze první z mnoha podobných opětovných vynálezů.
Co si ještě přečíst
- Robert Buderi, Vynález, který změnil svět (1996)
- Michael Riordan, "Jak Evropa minula tranzistor," IEEE Spectrum (1. listopadu 2005)
- Michael Riordan a Lillian Hoddeson, Krystalový oheň (1997)
- Armand Van Dormael, "Francouzský tranzistor," (1994)
Zdroj: habr.com
