Artaigilean eile san t-sreath:
- Eachdraidh an t-sealaidheachd
- Eachdraidh coimpiutairean dealanach
- Eachdraidh an transistor saor an asgaidh
- Eachdraidh eadar-lìon
Chuir am breabadair cogaidh an àrd-ùrlar airson an transistor a thighinn. Bho 1939 gu 1945, leudaich eòlas teignigeach ann an raon semiconductors gu mòr. Agus bha aon adhbhar sìmplidh ann airson seo: radar. An teicneòlas cogaidh as cudromaiche, le eisimpleirean dhiubh a’ toirt a-steach: lorg ionnsaighean adhair, lorg bàtaichean-aigeann, a’ stiùireadh ionnsaighean adhair oidhche gu targaidean, ag amas air siostaman dìon adhair agus gunnaichean nèibhidh. Tha innleadairean eadhon air ionnsachadh mar a chuireas iad radairean beaga bìodach a-steach do shligean làmhachais gus an spreadh iad agus iad ag itealaich faisg air an targaid - . Ach, bha stòr an teicneòlais armachd ùr chumhachdach seo ann an raon nas sìtheile: sgrùdadh air an àile àrd airson adhbharan saidheansail.
Radar
Ann an 1901, shoirbhich leis a’ Chompanaidh Marconi Wireless Telegraph teachdaireachd gun uèir thairis air a’ Chuan Siar, bhon Chòrn gu Talamh an Èisg. Tha an fhìrinn seo air saidheans an latha an-diugh a thoirt gu troimh-chèile. Ma bhios craolaidhean rèidio a’ siubhal ann an loidhne dhìreach (mar a bu chòir dhaibh), bu chòir gum biodh an leithid de chraoladh do-dhèanta. Chan eil sealladh dìreach eadar Sasainn agus Canada nach eil a 'dol thairis air an Talamh, agus mar sin bha aig teachdaireachd Marconi ri itealaich dhan fhànais. Mhol an innleadair Ameireaganach Arthur Kennealy agus am fiosaig Breatannach Oliver Heaviside aig an aon àm agus gu neo-eisimeileach gum feum am mìneachadh airson an iongantas seo a bhith co-cheangailte ri còmhdach de ghas ionized a tha suidhichte san àile àrd, comasach air tonnan rèidio a nochdadh air ais chun Talamh (bha Marconi fhèin den bheachd gu robh tonnan rèidio lean an t-uachdar air uachdar na Talmhainn, ge-tà, cha do chuir fiosaig taic ris).
Ro na 1920an, bha luchd-saidheans air uidheamachd ùr a leasachadh a rinn e comasach an toiseach dearbhadh gu robh an ionosphere ann agus an uairsin sgrùdadh a dhèanamh air a structar. Chleachd iad pìoban falamh gus buillean rèidio tonn-ghoirid a ghineadh, antennas stiùiridh airson an cur suas don àile agus na mac-talla a chlàradh, agus gus na toraidhean a thaisbeanadh. Mar as fhaide a bhios an dàil tilleadh mac-talla, is ann as fhaide air falbh a dh’ fheumas an ionosphere a bhith. B 'e fuaim àile a bh' air an teicneòlas seo, agus thug e seachad am bun-structar teicnigeach bunaiteach airson leasachadh radar (cha do nochd am facal "radar", bho RAdio Detection And Ranging, gu na 1940an ann an Cabhlach na SA).
Cha robh ann ach beagan ùine mus do thuig daoine leis an eòlas, na goireasan agus an togradh ceart an comas airson cleachdadh talmhaidh a leithid de uidheamachd (mar sin tha eachdraidh radar mu choinneamh eachdraidh an teileasgop, a chaidh a dhealbhadh an toiseach airson cleachdadh talmhainn) . Agus mheudaich an coltas gum biodh an leithid de shealladh ann mar a bha rèidio a’ sgaoileadh barrachd is barrachd air feadh a’ phlanaid, agus barrachd dhaoine a’ mothachadh gun robh eadar-theachd bho shoithichean, plèanaichean agus nithean mòra eile faisg air làimh. Eòlas air teicneòlasan fuaim àile àrd a’ sgaoileadh tron dàrna fear (1932-1933), nuair a chuir luchd-saidheans ri chèile mapa den ionosphere bho dhiofar stèiseanan Artaigeach. Goirid às deidh sin, leasaich sgiobaidhean ann am Breatainn, na SA, a 'Ghearmailt, an Eadailt, an USSR agus dùthchannan eile na siostaman radar as sìmplidh aca.
leis an radar 1935 aige
An uairsin thachair an cogadh, agus mheudaich cudromachd radairean do dhùthchannan - agus na goireasan airson an leasachadh - gu mòr. Anns na Stàitean Aonaichte, chruinnich na goireasan sin timcheall air buidheann ùr a chaidh a stèidheachadh ann an 1940 aig MIT, ris an canar (chaidh ainmeachadh gu sònraichte airson luchd-brathaidh cèin a mhealladh agus a’ bheachd a chruthachadh gun robhas a’ sgrùdadh rèidio-beò san obair-lann - aig an àm sin cha robh mòran dhaoine a’ creidsinn ann am bomaichean atamach). A dh'aindeoin sin, dh'fhastaidh pròiseact Rad Lab, nach do dh'fhàs cho ainmeil ri Pròiseact Manhattan, fiosaigs a bha cho math agus cho tàlantach bho air feadh nan Stàitean Aonaichte gu na h-ìrean aige. Còignear de na ciad luchd-obrach aig an obair-lann (a’ gabhail a-steach и ) às deidh sin fhuair e Duaisean Nobel. Aig deireadh a 'chogaidh, bha mu 500 dotairean saidheans, luchd-saidheans agus innleadairean ag obair anns an obair-lann, agus iomlan de 4000 daoine ag obair. Chaidh leth mhillean dolar - an taca ri buidseat ENIAC gu lèir - a chosg air an t-Sreath Saotharlann Rèididheachd a-mhàin, clàr seachd air fhichead den eòlas a fhuaireadh bhon obair-lann aig àm a’ chogaidh (ged nach robh caiteachas riaghaltas na SA air teicneòlas radar cuingealaichte). gu buidseat Rad Lab; aig àm a’ chogaidh cheannaich an riaghaltas radairean luach trì billean dolar).
Togalach MIT 20, far an robh an Rad Lab suidhichte
B’ e radar àrd-tricead aon de na prìomh raointean sgrùdaidh aig Rad Lab. Chleachd radairean tràth tonnan air an tomhas ann am meatairean. Ach bha sailean tricead nas àirde le tonnan air an tomhas ann an ceudameatairean - microwave - a’ ceadachadh antennas nas toinnte agus cha robh iad cho sgapte thar astaran fada, a’ gealltainn buannachdan nas motha ann an raon agus mionaideachd. Dh’ fhaodadh radairean microwave a dhol a-steach do shròn plèana agus lorgadh nithean meud periscope bàta-tumaidh.
B’ e a’ chiad fhear a fhuair fuasgladh air an duilgheadas seo sgioba de luchd-fiosaig Breatannach bho Oilthigh Birmingham. Ann an 1940 leasaich iad ““, a dh’ obraich mar “fìdeag” electromagnetic, a’ tionndadh buille dealain air thuaiream gu bhith na ghiùlan cumhachdach agus mionaideach de mhicrowave. Bha an inneal-sgaoilidh microwave seo mìle uair nas cumhachdaiche na am farpaiseach as fhaisge; shuidhich e an t-slighe airson luchd-sgaoilidh radar practaigeach àrd-tricead. Ach, bha feum aige air companach, cuidhteas a bha comasach air triceadan àrd a lorg. Agus aig an ìre seo tha sinn a 'tilleadh gu eachdraidh semiconductors.
Tar-roinn Magnetron
An dara teachd uisge-beatha a' chait
Thionndaidh e a-mach nach robh tiùban falamh idir freagarrach airson comharran radar microwave fhaighinn. Tha a’ bheàrn eadar an catod teth agus an anod fuar a’ cruthachadh capacitance, ag adhbhrachadh gum bi a’ chuairt a’ diùltadh obrachadh aig tricead àrd. B’ e an teicneòlas as fheàrr a bha ri fhaighinn airson radar àrd-tricead an seann-fhasanta"“- pìos beag uèir air a bhrùthadh an aghaidh criostal leth-sheoladair. Tha grunn dhaoine air seo a lorg gu neo-eisimeileach, ach is e an rud as fhaisge air an sgeulachd againn na thachair ann an New Jersey.
Ann an 1938, rinn Bell Labs cùmhnant leis a’ Chabhlach gus radar smachd-teine a leasachadh anns an raon 40 cm - tòrr nas giorra, agus mar sin nas àirde ann am tricead, na radairean a th’ ann mar-thà anns an àm magnetron ro-fhuaimneach. Chaidh am prìomh obair rannsachaidh gu roinn deuchainn-lannan ann an Holmdel, deas air Eilean Staten. Cha b’ fhada gus an robh an luchd-rannsachaidh a’ faighinn a-mach dè a dh’ fheumadh iad airson inneal-glacaidh àrd-tricead, agus cha b’ fhada gus an robh an t-innleadair Seòras Southworth a’ sgùradh stòran rèidio ann am Manhattan airson seann lorgairean whisker cat. Mar a bhiodh dùil, bha e ag obair mòran na b 'fheàrr na an lorgaire lampa, ach bha e neo-sheasmhach. Mar sin dh'iarr Southworth air electrochemist air an robh Russell Ohl agus dh'iarr e air feuchainn ri co-ionnanachd freagairt lorgaire criostail aon-phuing a leasachadh.
B’ e duine caran sònraichte a bh’ ann an Ol, a bha den bheachd gur e leasachadh teicneòlais an dàn dha, agus a bhruidhinn air seallaidhean bho àm gu àm le seallaidhean air an àm ri teachd. Mar eisimpleir, thuirt e gun robh fios aige air ais ann an 1939 mu bhith a 'cruthachadh inneal-sgaoilidh silicon san àm ri teachd, ach gun robh an dàn dha neach eile a chruthachadh. Às deidh dha sgrùdadh a dhèanamh air dusanan de roghainnean, shocraich e air silicon mar an stuth as fheàrr airson luchd-glacaidh Southworth. B’ e an duilgheadas an comas smachd a chumail air susbaint an stuth gus smachd a chumail air na feartan dealain aige. Aig an àm sin, bha ingotan sileacon gnìomhachais farsaing; bha iad air an cleachdadh ann am muilnean stàilinn, ach ann an cinneasachadh mar sin cha robh duine a’ cur dragh air, can, susbaint fosfair 1% ann an sileacon. A' sireadh taic bho chuid de luchd-mheatailt, dh'fheuch Ol ri beàrnan fada nas glaine fhaighinn na bha e comasach roimhe.
Mar a bha iad ag obair, fhuair iad a-mach gun robh cuid de na criostalan aca a' ceartachadh an t-sruth ann an aon taobh, agus cuid eile a' ceartachadh an t-sruth anns an taobh eile. Thug iad “n-type” agus “p-type” orra. Sheall tuilleadh anailis gu robh diofar sheòrsaichean neo-chunbhalachd an urra ris na seòrsaichean sin. Tha silicon anns a' cheathramh colbh den chlàr ràitheil, a' ciallachadh gu bheil ceithir eactronan anns an t-slige a-muigh aige. Ann am bàn de silicon fìor-ghlan, bhiodh gach aon de na dealanan sin còmhla ri nàbaidh. Chruthaich neo-chunbhalachd bhon treas colbh, abair boron, aig a bheil aon dealan nas lugha, “toll,” àite a bharrachd airson gluasad gnàthach sa chriostail. B’ e an toradh semiconductor seòrsa-p (le còrr air cosgaisean adhartach). Thug eileamaidean bhon chòigeamh colbh, leithid fosfar, dealanan an-asgaidh a bharrachd gus sruth a ghiùlan, agus chaidh leth-sheòladair seòrsa n fhaighinn.
Structar criostal sileaconach
Bha an rannsachadh seo gu math inntinneach, ach ann an 1940 cha robh Southworth agus Ohl nas fhaisge air a bhith a 'cruthachadh prototype obrach de radar àrd-tricead. Aig an aon àm, dh’ iarr riaghaltas Bhreatainn toraidhean practaigeach sa bhad mar thoradh air a’ chunnart a bha gu bhith ann bhon Luftwaffe, a bha mar-thà air lorgairean microwave deiseil airson cinneasachadh a chruthachadh ag obair còmhla ri luchd-sgaoilidh magnetron.
Ach, a dh’ aithghearr thig cothromachadh adhartasan teicneòlach gu taobh an iar a’ Chuain Siar. Cho-dhùin Churchill gun deidheadh a h-uile dìomhaireachd teignigeach Breatannach fhoillseachadh dha na h-Ameireaganaich mus deach e a-steach don chogadh (oir bha e den bheachd gun tachradh seo co-dhiù). Bha e den bheachd gum b 'fhiach e an cunnart aoidionachd fiosrachaidh, bhon uair sin a h-uile comasan tionnsgalach na Stàitean Aonaichte a bhith air a thilgeil a-steach gus fuasgladh fhaighinn air duilgheadasan leithid armachd atamach agus radairean. Misean Saidheans is Teicneòlais Bhreatainn (ris an canar nas fheàrr ) ràinig i Washington san t-Sultain 1940 agus thug i a-steach a bagannan tiodhlac ann an cruth mìorbhailean teicneòlach.
Le lorg cumhachd iongantach an magnetron athshondach agus èifeachdas lorgairean criostal Bhreatainn ann a bhith a’ faighinn a chomharran ath-bheòthachadh rannsachadh Ameireagaidh air semiconductors mar bhunait radar àrd-tricead. Bha tòrr obrach ri dhèanamh, gu sònraichte ann an saidheans stuthan. Gus coinneachadh ris an iarrtas, dh'fheumadh criostalan semiconductor “a bhith air an toirt a-mach anns na milleanan, fada a bharrachd na bha comasach roimhe. Bha e riatanach ceartachadh a leasachadh, cugallachd clisgeadh agus losgadh a-steach a lughdachadh, agus lughdachadh eadar-dhealachadh eadar diofar bhuilleagan de chriostalan. ”
Ceartaiche conaltraidh Silicon Point
Tha an Rad Lab air roinnean rannsachaidh ùra fhosgladh gus sgrùdadh a dhèanamh air feartan criostalan semiconductor agus mar as urrainnear an atharrachadh gus feartan glacadair luachmhor a mheudachadh. B’ e silicon agus germanium na stuthan as gealltanach, agus mar sin cho-dhùin an Rad Lab a chluich sàbhailte agus chuir iad air bhog prògraman co-shìnte gus an dà chuid a sgrùdadh: silicon aig Oilthigh Pennsylvania agus germanium aig Purdue. Thòisich fuamhairean gnìomhachais leithid Bell, Westinghouse, Du Pont, agus Sylvania na prògraman rannsachaidh leth-chonnsair aca fhèin agus thòisich iad a’ leasachadh goireasan saothrachaidh ùra airson lorgairean criostal.
Tro cho-oidhirpean, chaidh purrachd criostalan silicon agus germanium àrdachadh bho 99% aig an toiseach gu 99,999% - is e sin, gu aon ghràin neo-chunbhalachd gach 100 dadaman. Anns a 'phròiseas, dh'fhàs buidheann de luchd-saidheans agus innleadairean eòlach gu dlùth air feartan eas-chruthach germanium agus silicon agus chuir iad teicneòlasan an sàs airson smachd a chumail orra: a' leaghadh, a 'fàs criostalan, a' cur ris na neo-dhìomhaireachd riatanach (leithid boron, a tha a 'meudachadh giùlan).
Agus an uairsin thàinig an cogadh gu crìch. Dh'fhalbh an t-iarrtas airson radar, ach dh'fhuirich an t-eòlas agus na sgilean a fhuaireadh aig àm a 'chogaidh, agus cha deach an aisling mu amplifier stàite cruaidh a dhìochuimhneachadh. A-nis bha an rèis airson a leithid de amplifier a chruthachadh. Agus bha co-dhiù trì sgiobaidhean ann an suidheachadh math airson an duais seo a bhuannachadh.
Lafayette an Iar
B’ e a’ chiad fhear buidheann bho Oilthigh Purdue air a stiùireadh le fiosaig a rugadh san Ostair air an robh Carl Lark-Horowitz. Thug e leis fhèin roinn fiosaig an oilthigh a-mach à doilleireachd tro a thàlant agus a bhuaidh agus thug e buaidh air co-dhùnadh Rad Lab a bhith an urra ris an obair-lann aige le rannsachadh germanium.
Carl Lark-Horowitz ann an 1947, sa mheadhan, a 'cumail pìob
Tràth anns na 1940n, bhathas den bheachd gur e sileacon an stuth ab' fheàrr airson ceartadairean radar, ach bha an stuth a bha dìreach fon sin air a' chlàr ràitheil cuideachd a' coimhead airidh air tuilleadh sgrùdaidh. Bha buannachd phractaigeach aig Germanium air sgàth a ìre leaghaidh nas ìsle, a rinn e na b 'fhasa obrachadh leis: mu 940 ceum, an coimeas ri 1400 ceum airson silicon (cha mhòr an aon rud ri stàilinn). Mar thoradh air an ìre leaghaidh àrd, bha e air leth duilich bàn a dhèanamh nach leigeadh a-steach don t-sileacon leaghte, ga thruailleadh.
Mar sin, chuir Lark-Horowitz agus a cho-obraichean seachad an cogadh gu lèir a 'sgrùdadh feartan ceimigeach, dealain agus corporra germanium. B 'e an cnap-starra as cudromaiche "bholtaids air ais": stad luchd-ceartachaidh germanium, aig bholtadh glè ìosal, a' ceartachadh an t-sruth agus leig leotha sruthadh an taobh eile. Loisg an cuisle sruth cùil na pàirtean eile den radar. Rinn aon de na h-oileanaich ceumnaiche aig Lark-Horowitz, Seymour Benzer, sgrùdadh air an duilgheadas seo airson còrr air bliadhna, agus mu dheireadh leasaich e stuth stèidhichte air staoin a chuir stad air buillean cùil aig bholtaids suas ri ceudan de bholt. Goirid às deidh sin, thòisich Western Electric, roinn saothrachaidh Bell Labs, a ’toirt a-mach ceartadairean Benzer airson cleachdadh armachd.
Lean an sgrùdadh air germanium aig Purdue às deidh a’ chogaidh. Anns an Ògmhios 1947, thug Benzer, a bha na ollamh mar-thà, cunntas air neo-riaghailteachd neo-àbhaisteach: ann an cuid de dheuchainnean, nochd oscillations àrd-tricead ann an criostalan germanium. Agus lean a cho-obraiche Ralph Bray air a’ sgrùdadh “volummetric resistance” air pròiseact a thòisich aig àm a’ chogaidh. Thug strì an aghaidh meud cunntas air mar a tha dealan a’ sruthadh anns a’ chriostail germanium aig àite conaltraidh an ceartachaidh. Lorg Bré gun robh buillean bholtachd àrd a’ lughdachadh gu mòr an aghaidh n-seòrsa germanium ris na sruthan sin. Gun fhios dha, chunnaic e an t-ainm ris an canar. luchd-giùlan chìsean “mion-chuid”. Ann an semiconductors seòrsa n, tha an cus cosgais àicheil mar an neach-giùlan cosgais mòr-chuid, ach faodaidh “tuill” dearbhach sruth a ghiùlan cuideachd, agus anns a’ chùis seo, chruthaich buillean àrd-bholtaid tuill ann an structar germanium, ag adhbhrachadh gum bi luchd-giùlan mion-chìsean a ’nochdadh. .
Thàinig Bray agus Benzer gu math faisg air an amplifier germanium gun a bhith mothachail. Rug Benzer air Walter Brattain, neach-saidheans Bell Labs, aig co-labhairt san Fhaoilleach 1948 gus beachdachadh air slaodadh tomhas-lìonaidh còmhla ris. Mhol e gum biodh Brattain a’ cur fios puing eile ri taobh a’ chiad fhear a b’ urrainn sruth a ghiùlan, agus an uairsin is dòcha gum biodh iad comasach air tuigsinn dè bha a’ tachairt fon uachdar. Dh’ aontaich Brattain gu sàmhach ris a’ mholadh seo agus dh’fhalbh i. Mar a chì sinn, bha fios aige ro mhath dè a dh’ fhaodadh a leithid de dheuchainn fhoillseachadh.
Oney-sous-Bois
Bha an dà chuid an teicneòlas agus am bunait teòiridheach aig a’ bhuidheann Purdue airson leum a dh’ ionnsaigh an transistor. Ach cha b 'urrainn dhaibh a bhith air tuiteam air ach le tubaist. Bha ùidh aca ann an feartan fiosaigeach an stuth, agus chan ann a bhith a 'lorg seòrsa ùr de dh' inneal. Bha suidheachadh gu math eadar-dhealaichte ann an Aunes-sous-Bois (An Fhraing), far an robh dithis a bha na neach-rannsachaidh radar às a’ Ghearmailt, Heinrich Welker agus Herbert Mathare, os cionn sgioba a bha ag amas air innealan semiconductor gnìomhachais a chruthachadh.
Rinn Welker sgrùdadh an toiseach agus an uairsin theagaisg e fiosaig aig Oilthigh Munich, air a ruith leis an teòiriche ainmeil Arnold Sommerfeld. Bho 1940, dh'fhàg e slighe fìor teòiridheach agus thòisich e ag obair air radar airson an Luftwaffe. Dh'fhàs Mathare (bho thùs Beilgeach) suas ann an Aachen, far an do rinn e sgrùdadh air fiosaig. Chaidh e a-steach do roinn rannsachaidh an fhuamhaire rèidio Gearmailteach Telefunken ann an 1939. Aig àm a’ chogaidh, ghluais e an obair aige à Berlin an ear chun na h-abaid ann an Silesia gus creach adhair nan Caidreach a sheachnadh, agus an uairsin air ais chun iar gus an t-Arm Dearg a sheachnadh, agus mu dheireadh thuit e ann an làmhan arm Aimeireaganach.
Coltach ris na co-fharpaisich aca anns a 'Cho-bhanntachd Anti-Hitler, bha fios aig na Gearmailtich tràth anns na 1940n gu robh lorgairean criostail nan deagh ghlacadairean airson radar, agus gur e silicon agus germanium na stuthan as gealltanach airson an cruthachadh. Dh’fheuch Mathare agus Welker aig àm a’ chogaidh ri cleachdadh èifeachdach nan stuthan sin ann an ceartadairean a leasachadh. Às deidh a’ chogaidh, chaidh an dithis a cheasnachadh bho àm gu àm mun obair armachd aca, agus mu dheireadh fhuair iad cuireadh bho oifigear fiosrachaidh Frangach gu Paris ann an 1946.
Fhuair Compagnie des Freins & Signaux ("companaidh breicichean is chomharran"), roinn Frangach de Westinghouse, cùmhnant bho ùghdarras fòn na Frainge gus ceartadairean stàite cruaidh a chruthachadh agus dh'iarr e air luchd-saidheans Gearmailteach an cuideachadh. Is dòcha gu bheil an leithid de chaidreachas de nàimhdean o chionn ghoirid a ’coimhead neònach, ach bha an rèiteachadh seo gu math fàbharach dha gach taobh. Cha robh comas aig na Frangaich, a chaidh a’ chùis ann an 1940, eòlas fhaighinn ann an raon semiconductors, agus bha cruaidh fheum aca air sgilean nan Gearmailteach. Cha b’ urrainn dha na Gearmailtich leasachadh a dhèanamh ann an raointean àrd-theicnigeach sam bith ann an dùthaich far an robh daoine a’ fuireach agus a bha fo chogadh, agus mar sin leum iad air a’ chothrom cumail orra ag obair.
Stèidhich Welker agus Mathare prìomh oifisean ann an taigh dà-sgeulachd ann am bruach-mòr Paris de Aunes-sous-Bois, agus le cuideachadh bho sgioba de theicneòlaichean, chuir iad air bhog ceartadairean germanium gu soirbheachail ro dheireadh 1947. An uairsin thionndaidh iad gu bhith na bu mhiosa. duaisean: Thill Welker gu ùidh ann an superconductors, agus Mathare gu amplifiers.
Herbert Mathare ann an 1950
Aig àm a’ chogaidh, rinn Mathare deuchainn air ceartadairean conaltraidh dà-phuing - “duodeodes” - ann an oidhirp fuaim cuairteachaidh a lughdachadh. Thòisich e a-rithist air na deuchainnean aige agus cha b’ fhada gus an d’ fhuair e a-mach gum faodadh uisge-beatha dàrna cat, a bha suidhichte 1/100 milleanmh mheatair bhon chiad fhear, uaireannan atharrachadh a dhèanamh air an t-sruth a bha a’ sruthadh tron chiad uisge-beatha. Chruthaich e amplifier stàite cruaidh, ged a bha e caran gun fheum. Gus coileanadh nas earbsaiche a choileanadh, thionndaidh e gu Welker, a fhuair eòlas farsaing ag obair le criostalan germanium aig àm a 'chogaidh. Dh’ fhàs sgioba Welker sampaill nas motha agus na bu fhìor-ghlan de chriostalan germanium, agus mar a thàinig piseach air càileachd an stuth, dh’fhàs amplifiers conaltraidh puing Mathare earbsach ron Ògmhios 1948.
Ìomhaigh X-ray de “transistron” stèidhichte air cuairt Mathare, aig a bheil dà phuing conaltraidh le germanium
Bha eadhon modal teòiridheach aig Mathare de na bha a’ tachairt: bha e den bheachd gun do rinn an dàrna conaltradh tuill anns a’ Ghearmailteach, a’ luathachadh gluasad sruth tron chiad conaltradh, a’ toirt seachad luchd-giùlan mion-chìsean. Cha do dh'aontaich Welker ris, agus bha e den bheachd gu robh na bha a 'tachairt an urra ri seòrsa de bhuaidh làraich. Ach, mus b' urrainn dhaibh an inneal no an teòiridh obrachadh a-mach, dh'ionnsaich iad gu robh buidheann de dh'Ameireaganaich air an aon bhun-bheachd a leasachadh - amplifier germanium le ceangal dà phuing - sia mìosan roimhe sin.
Cnoc Mhoireach
Aig deireadh a’ chogaidh, rinn Mervyn Kelly ath-leasachadh air a’ bhuidheann rannsachaidh leth-sheòladair Bell Labs air a stiùireadh le Bill Shockley. Dh’ fhàs am pròiseact, fhuair e barrachd maoineachaidh, agus ghluais e bhon togalach obair-lann tùsail aige ann am Manhattan gu àrainn a bha a’ leudachadh ann am Murray Hill, New Jersey.
Àrainn Cnoc Mhoireach, ca. 1960
Gus eòlas fhaighinn air semiconductors adhartach (às deidh a chuid ùine ann an rannsachadh gnìomhachd aig àm a’ chogaidh), thadhail Shockley air obair-lann Russell Ohl’s Holmdel as t-earrach 1945. Chuir Ohl seachad bliadhnaichean a’ chogaidh ag obair air sileaconach agus cha do chaith e ùine sam bith. Sheall e do Shockley amplifier amh den obair-togail aige fhèin, ris an canadh e “miann.” Ghabh e inneal ceartachaidh puing silicon agus chuir e sruth bhon bhataraidh troimhe. A rèir coltais, lughdaich an teas bhon bhataraidh an aghaidh thairis air an àite-conaltraidh, agus thionndaidh e an ceartaiche gu amplifier a bha comasach air comharran rèidio a chuir a-steach gu cuairt a bha cumhachdach gu leòr airson cumhachd a thoirt do neach-labhairt.
Bha a’ bhuaidh amh agus neo-earbsach, mì-fhreagarrach airson malairt. Ach, bha e gu leòr gus dearbhadh a dhèanamh air beachd Shockley gun robh e comasach amplifier semiconductor a chruthachadh, agus gum bu chòir seo a bhith na phrìomhachas airson rannsachadh ann an raon electronics solid-state. B 'e a' choinneamh seo cuideachd le sgioba Ola a thug cinnteach dha Shockley gum bu chòir silicon agus germanium a sgrùdadh an toiseach. Bha iad a’ taisbeanadh feartan dealain tarraingeach, agus bha na co-mheatailtean aig Ohl Jack Skaff agus Henry Theurer air soirbheachadh iongantach a choileanadh ann a bhith a’ fàs, a’ glanadh, agus a’ dòpadh nan criostalan sin aig àm a’ chogaidh, a’ dol thairis air a h-uile teicneòlas a bha ri fhaighinn airson stuthan leth-chonnsair eile. Cha robh buidheann Shockley gu bhith a’ caitheamh barrachd ùine air amplifiers copair ocsaid ron chogadh.
Le cuideachadh Kelly, thòisich Shockley a' cur ri chèile sgioba ùr. Am measg nam prìomh chluicheadairean bha Walter Brattain, a chuidich Shockley leis a’ chiad oidhirp aige air amplifier stàite cruaidh (ann an 1940), agus John Bardeen, fiosaig òg agus neach-obrach ùr Bell Labs. Is dòcha gu robh an eòlas as fharsainge aig Bardeen air fiosaig stàite cruaidh aig ball sam bith den sgioba - thug an tràchdas aige cunntas air ìrean lùtha nan dealanan ann an structar sodium meatailt. Bha e cuideachd na protégé eile de John Hasbrouck Van Vleck, mar Atanasov agus Brattain.
Agus mar Atanasov, bha tràchdas Bardeen agus Shockley a' cur feum air àireamhachadh uabhasach toinnte. B’ fheudar dhaibh an teòiridh cuantamach meacanaigeach de semiconductors, air a mhìneachadh le Alan Wilson, obrachadh a-mach structar lùth stuthan a’ cleachdadh àireamhair deasg Monroe. Le bhith a’ cuideachadh le bhith a’ cruthachadh an transistor, chuir iad, gu dearbh, ri bhith a’ sàbhaladh oileanaich cheumnachaidh san àm ri teachd bho leithid de dh’ obair.
Bha a’ chiad dòigh-obrach aig Shockley a thaobh amplifier stàite cruaidh an urra ris an rud ris an canar nas fhaide air adhart “". Chuir e stad air truinnsear meatailt thairis air semiconductor seòrsa n (le còrr air cosgaisean àicheil). Le bhith a’ cur cosgais adhartach air a’ phlàta tharraing cus dealanan gu uachdar a’ chriostail, a’ cruthachadh abhainn de chìsean àicheil tro am b’ urrainn do shruth dealain sruthadh gu furasta. Dh’ fhaodadh an comharra meudaichte (air a riochdachadh leis an ìre cosgais air an wafer) san dòigh seo am prìomh chuairt atharrachadh (a’ dol seachad air uachdar an leth-chonnsair). Chaidh èifeachdas an sgeama seo a mholadh dha leis an eòlas teòiridheach aige air fiosaig. Ach, a dh'aindeoin mòran dheuchainnean agus dheuchainnean, cha do dh'obraich an sgeama.
Ron Mhàrt 1946, bha Bardeen air teòiridh adhartach a chruthachadh a mhìnich an adhbhar airson seo: tha uachdar semiconductor aig ìre cuantamach ga ghiùlan fhèin ann an dòigh eadar-dhealaichte bhon taobh a-staigh. Thèid cosgaisean àicheil a thèid a tharraing chun uachdar a ghlacadh ann an “stàitean uachdar” agus cuiridh iad casg air an raon dealain bho bhith a’ dol a-steach don truinnsear a-steach don stuth. Fhuair an còrr den sgioba am mion-sgrùdadh seo làidir, agus chuir iad prògram rannsachaidh ùr air bhog air trì slighean:
- Dèan dearbhadh gu bheil stàitean uachdar ann.
- Dèan sgrùdadh air na feartan aca.
- Faigh a-mach mar a nì thu a’ chùis orra agus toirt air obrachadh .
Às deidh bliadhna gu leth de rannsachadh agus deuchainneachd, air 17 Samhain, 1947, rinn Brattain adhartas mòr. Fhuair e a-mach nan cuireadh e leaghan làn ion, leithid uisge, eadar wafer agus semiconductor, bhiodh raon dealain bhon wafer a’ putadh na h-ian a dh’ ionnsaigh an leth-chonnsair, far am biodh iad a’ neodachadh chosgaisean glaiste ann an stàitean uachdar. A-nis b’ urrainn dha smachd a chumail air giùlan dealain pìos sileaconach le bhith ag atharrachadh a’ chìs air an wafer. Thug an soirbheachas seo beachd do Bardeen airson dòigh-obrach ùr airson amplifier a chruthachadh: timcheall air puing conaltraidh an ceartachaidh le uisge electrolyte, agus an uairsin cleachd dàrna uèir san uisge gus smachd a chumail air suidheachadh an uachdar, agus mar sin smachd a chumail air ìre seoltachd na prìomh fios. Mar sin ràinig Bardeen agus Brattain an loidhne crìochnachaidh.
Dh’obraich beachd Bardeen, ach bha an leudachadh lag agus ag obrachadh aig triceadan glè ìosal nach fhaighear gu cluais an duine - mar sin bha e gun fheum mar inneal-leudachaidh fòn no rèidio. Mhol Bardeen atharrachadh gu germanium a bha an aghaidh bholtachd cùil a chaidh a thoirt a-mach aig Purdue, a’ creidsinn gun cruinnicheadh nas lugha de chìsean air an uachdar aige. Gu h-obann fhuair iad àrdachadh cumhachdach, ach air an taobh eile bho na bha dùil. Lorg iad a’ bhuaidh giùlan beag-chuid - an àite nan dealanan ris an robh dùil, chaidh an sruth a bha a’ sruthadh tro germanium a mheudachadh le tuill a’ tighinn bhon electrolyte. Chruthaich an sruth air an uèir anns an electrolyte còmhdach seòrsa p (roinn de chosgaisean ro adhartach) air uachdar an n-seòrsa germanium.
Sheall deuchainnean às dèidh sin nach robh feum air electrolyte idir: dìreach le bhith a 'cur dà phuing conaltraidh faisg air uachdar germanium, bha e comasach an sruth atharrachadh bho aon dhiubh chun an t-sruth air an taobh eile. Gus an toirt cho faisg 's as urrainn, phaisg Brattain pìos de pholl òir timcheall air pìos plastaig triantanach agus an uairsin gheàrr e am foil gu cùramach aig an deireadh. An uairsin, a 'cleachdadh fuaran, bhrùth e an triantan an aghaidh a' Ghearmailtis, agus mar thoradh air an sin bha dà oir a 'gheàrr a' bualadh air an uachdar aige aig astar 0,05 mm. Thug seo coltas sònraichte air prototype transistor Bell Labs:
Prototype transistor Brattain agus Bardeen
Coltach ri inneal Mathare agus Welker, b 'e "feadag cat" clasaigeach a bh' ann, ann am prionnsabal, dìreach le dà phuing conaltraidh an àite aon. Air 16 Dùbhlachd, thug e a-mach àrdachadh mòr ann an cumhachd agus bholtachd, agus tricead 1000 Hz anns an raon èisteachd. Seachdain às deidh sin, às deidh leasachaidhean beaga, bha Bardeen agus Brattain air bholtachd àrdachadh 100 tursan agus cumhachd 40 uair, agus sheall iad do stiùirichean Bell gum b’ urrainn don inneal aca òraid a chluinneadh. Choisinn John Pierce, ball eile den sgioba leasachaidh stàite cruaidh, an teirm “transistor” às deidh ainm ceartaiche copar ocsaid Bell, an varistor.
Airson na sia mìosan a tha romhainn, chùm an obair-lann an cruthachadh ùr na dhìomhaireachd. Bha an luchd-riaghlaidh airson dèanamh cinnteach gum biodh deagh thoiseach aca air malairt an transistor mus d’ fhuair duine sam bith eile làmh air. Chaidh co-labhairt naidheachd a chlàradh airson 30 Ògmhios, 1948, dìreach ann an àm gus aislingean Welker agus Mathare mu neo-bhàsmhorachd a bhriseadh. Aig an aon àm, thuit a’ bhuidheann rannsachaidh leth-chonnsair gu sàmhach. Às deidh dhaibh cluinntinn mu na rinn Bardeen agus Brattain, thòisich an ceannard aca, Bill Shockley, ag obair gus a h-uile creideas a ghabhail dha fhèin. Agus ged nach do chluich e ach pàirt amharc, fhuair Shockley follaiseachd co-ionann, mura h-eil barrachd, anns an taisbeanadh poblach - mar a chithear san dealbh seo a chaidh fhoillseachadh dheth ann an tiugh na h-obrach, dìreach ri taobh being obair-lann:
Dealbh follaiseachd 1948 - Bardeen, Shockley agus Brattain
Ach, cha robh cliù co-ionann gu leòr dha Shockley. Agus mus robh fios aig duine taobh a-muigh Bell Labs mun transistor, bha e trang ag ath-chruthachadh dha fhèin. Agus cha b’ e seo ach a’ chiad fhear de dh’ iomadh ath-innleachd den leithid.
Dè eile a leughadh
- Robert Buderi, An innleachd a dh’atharraich an saoghal (1996)
- Mìcheal Riordan, “Mar a chaill an Roinn Eòrpa an Transistor,” IEEE Spectrum (1 Samhain, 2005)
- Mìcheal Riordan agus Lillian Hoddeson, Crystal Fire (1997)
- Armand Van Dormael, “An Transistor‘ Frangach ’,” (1994)
Source: www.habr.com