Moʻolelo o ka Transistor, Māhele 3: Hoʻohui hou ʻia

Moʻolelo o ka Transistor, Māhele 3: Hoʻohui hou ʻia

Nā ʻatikala ʻē aʻe ma ka moʻo:

No hoʻokahi haneli mau makahiki, ua wili ka ʻīlio analog i kona huelo kikohoʻe. Ke ho'āʻo nei e hoʻonui i ka hiki o ko mākou mau naʻau - ʻike, lohe, a ma ke ʻano, hoʻopā - alakaʻi ʻia nā ʻenekinia a me nā ʻepekema e ʻimi i nā mea ʻoi aku ka maikaʻi no nā telegraphs, kelepona, radios a me nā radar. Ma muli o ka laki wale nō i ʻike ai kēia ʻimi i ke ala e hana ai i nā ʻano mīkini kikohoʻe hou. A ua hoʻoholo wau e haʻi i ka moʻolelo o kēia mau exaptation, i ka manawa i hoʻolako ai nā ʻenekinia telecommunications i nā mea maka no nā kamepiula kikohoʻe mua, a i kekahi manawa ua hoʻolālā a kūkulu i kēlā mau kamepiula iā lākou iho.

Akā i ka makahiki 1960, ua pau kēia hui ʻana, a me kaʻu moʻolelo. ʻAʻole pono nā mea hana o nā lako kikohoʻe e nānā i nā honua o ke kelepona, kelepona a me ka lekiō no nā hoʻololi hou a hoʻomaikaʻi ʻia, ʻoiai ʻo ka transistor ponoʻī i hāʻawi i kahi kumu pau ʻole o ka hoʻomaikaʻi. I kēlā me kēia makahiki ʻeli lākou i ka hohonu a hohonu, e ʻimi mau ana i nā ala e hoʻonui nui ai i ka wikiwiki a hoʻemi i ke kumukūʻai.

Eia naʻe, ʻaʻohe o kēia i hiki ke hana inā ua kū ka mea i hana ʻia o ka transistor hana a Bardeen a me Brattain.

Hoʻomaka lohi

ʻAʻole nui ka hoihoi i ka nūpepa kaulana no ka hoʻolaha ʻana o Bell Labs i ka mea i hana ʻia o ka transistor. Ma Iulai 1, 1948, ua hoʻolaʻa ka New York Times i ʻekolu paukū i ka hanana ma lalo o kāna hōʻike Radio News. Eia kekahi, ua puka mai kēia nūhou ma hope o nā mea ʻē aʻe, i manaʻo ʻia he ʻoi aku ka mea nui: no ka laʻana, ka hōʻike lekiō lōʻihi "Waltz Time", i manaʻo ʻia e hōʻike ʻia ma NBC. I ka nānā ʻana, makemake paha mākou e ʻakaʻaka, a i ʻole e ʻāhewa i nā mea kākau ʻike ʻole - pehea lākou i ʻike ʻole ai i ka hanana i hoʻohuli i ka honua i lalo?

Moʻolelo o ka Transistor, Māhele 3: Hoʻohui hou ʻia

Akā hoʻololi ka hindsight i ka ʻike, hoʻonui i nā hōʻailona nona ka mea nui a mākou i ʻike ai ua nalowale i ke kai o ka walaʻau i kēlā manawa. He ʻokoʻa loa ka transistor o 1948 mai nā transistors o nā kamepiula āu e heluhelu nei i kēia ʻatikala (koe ke ʻole ʻoe i hoʻoholo e paʻi iā ia). Ua ʻokoʻa loa lākou, ʻoiai ka inoa like, a me ka laina ʻole o ka hoʻoilina e pili ana iā lākou, pono lākou e noʻonoʻo ʻia he ʻano ʻano like ʻole, inā ʻaʻole he ʻano genera. Loaʻa iā lākou nā haku mele like ʻole, nā ʻano hana like ʻole, nā loina hana like ʻole, ʻaʻole e haʻi i ka ʻokoʻa nui o ka nui. Ma muli wale nō o ka hana hou ʻana i hiki ai i ka mea hana clumsy i kūkulu ʻia e Bardeen lāua ʻo Brattain ke hoʻololi i ka honua a me ko mākou ola.

ʻO ka ʻoiaʻiʻo, ʻaʻole i kūpono ka nānā ʻana o ka transistor germanium hoʻokahi ma mua o ka loaʻa ʻana. Ua loaʻa iā ia kekahi mau hemahema i hoʻoili ʻia mai ka paipu māmā. ʻOiaʻiʻo, ʻoi aku ka liʻiliʻi ma mua o nā kukui paʻa loa. ʻO ka loaʻa ʻole o kahi filament wela, ʻo ia ka mea i hoʻoemi ʻia ka wela, hoʻemi i ka ikehu, ʻaʻole i wela, a ʻaʻole pono e hoʻomehana ʻia ma mua o ka hoʻohana ʻana.

Eia naʻe, ʻo ka hōʻiliʻili ʻana o ka lepo ma ka ʻili pili i alakaʻi i nā hemahema a hōʻole i ka hiki ke ola lōʻihi; ua hāʻawi mai i kahi hōʻailona walaʻau; hana wale ma nā mana haʻahaʻa a ma kahi alapine haiki; hāʻule i mua o ka wela, ke anu a me ka haʻahaʻa; ʻaʻole hiki ke hana like ʻia. ʻO kekahi mau transistors i hana ʻia ma ke ʻano like e ka poʻe like e loaʻa i nā ʻano uila like ʻole. A ua hiki mai kēia mau mea a pau ma ke kumu kūʻai ʻewalu manawa i ko ke kukui maʻamau.

ʻAʻole a hiki i ka makahiki 1952 i hoʻoponopono ai ʻo Bell Labs (a me nā mea patent ʻē aʻe) i nā pilikia hana i lawa no nā transistors helu hoʻokahi e lilo i mau mea pono, a ʻaʻole naʻe lākou i hoʻolaha nui aku ma mua o ka mākeke kōkua lohe, kahi i haʻahaʻa loa ai ke kumu kūʻai. a ʻoi aku ka maikaʻi o ke ola pākaukau ma mua o nā hemahema.

Eia naʻe, ua hoʻomaka mua nā ho'āʻo mua e hoʻohuli i ka transistor i mea maikaʻi a maikaʻi hoʻi. Ua hoʻomaka maoli lākou ma mua o ka manawa i ʻike ai ka lehulehu i kona ola ʻana.

ʻO kā Shockley makemake

Ma ka hopena o 1947, hele ʻo Bill Shockley i Chicago me ka hauʻoli nui. Loaʻa iā ia nā manaʻo pohihihi e pili ana i ka lanakila ʻana iā Bardeen lāua ʻo Brattain transistor i hana hou ʻia, akā ʻaʻole i loaʻa ka manawa e hoʻomohala ai. No laila ma kahi o ka leʻaleʻa i ka hoʻomaha ma waena o nā pae o ka hana, ua hoʻohana ʻo ia i ka Kalikimaka a me ka Makahiki Hou ma ka hōkele, e hoʻopiha ana ma kahi o 20 mau ʻaoʻao o kahi puke me kāna mau manaʻo. Ma waena o lākou he noi no kahi transistor hou i loaʻa i kahi sandwich semiconductor - kahi ʻāpana o ka germanium p-type ma waena o ʻelua mau ʻāpana n-type.

Ua hoʻoikaika ʻia e kēia ace i kona lima, ua koi ʻo Shockley iā Bardeen lāua ʻo Brattain no ko lāua hoʻi ʻana i Murray Hill, e koi ana i ka hōʻaiʻē āpau no ka hoʻokumu ʻana i ka transistor. ʻAʻole anei ʻo ia kona manaʻo no ka hopena kahua i loaʻa iā Bardeen lāua ʻo Brattain i loko o ka hale hana? ʻAʻole pono kēia e hoʻoili i nā kuleana āpau i ka patent iā ia? Eia naʻe, ua hoʻihoʻi hou ka hoʻopunipuni a Shockley: Ua ʻike nā loio patent Bell Labs i ka mea ʻike ʻole ʻia. Julius Edgar Lilienfeld, Patented a semiconductor field effect amplifier aneane 20 makahiki ma mua, i ka makahiki 1930. Lilienfeld, 'oiaʻiʻo, ʻaʻole i hoʻokō i kona manaʻo, hāʻawi ʻia i ke kūlana o nā mea i kēlā manawa, akā ʻoi aku ka nui o ka pilikia o ka overlap - ʻoi aku ka maikaʻi o ka pale ʻana i ka haʻi ʻana. ka hopena kahua ma ka patent

No laila, ʻoiai ua hāʻawi ʻo Bell Labs iā Shockley i kahi ʻāpana manawaleʻa o ka hōʻaiʻē o ka mea hana, ua kapa wale lākou iā Bardeen lāua ʻo Brattain i ka patent. Eia naʻe, ʻaʻole hiki ke hoʻopau ʻia ka mea i hana ʻia: Ua hoʻopau nā manaʻo o Shockley i kāna pilina me ʻelua mau subordinates. Ua ho'ōki ʻo Bardeen i ka hana ʻana ma ka transistor a ua hoʻomau i ka superconductivity. Ua haʻalele ʻo ia i nā hale hana i ka makahiki 1951. Noho ʻo Brattain ma laila, akā hōʻole ʻo ia e hana hou me Shockley, a koi ʻo ia e hoʻoneʻe ʻia i kahi hui ʻē aʻe.

Ma muli o kona hiki ʻole ke hana pū me nā poʻe ʻē aʻe, ʻaʻole i holomua ʻo Shockley i nā hale hana, no laila ua haʻalele ʻo ia ma laila. I ka makahiki 1956, ua hoʻi ʻo ia i ka home i Palo Alto e hoʻomaka i kāna hui transistor ponoʻī, ʻo Shockley Semiconductor. Ma mua o kona haʻalele ʻana, ua hoʻokaʻawale ʻo ia mai kāna wahine ʻo Jean ʻoiai ʻo ia e ola ana mai ka maʻi maʻi ʻōpū, a ua komo pū me Emmy Lanning, āna i male koke ai. Akā ʻo nā hapa ʻelua o kāna moeʻuhane Kaleponi - he hui hou a he wahine hou - hoʻokahi wale nō i hoʻokō ʻia. I ka makahiki 1957, ʻo kāna mau ʻenekinia maikaʻi loa, huhū ʻia e kāna ʻano hoʻokele a me ke kuhikuhi āna e lawe ai i ka hui, haʻalele iā ia e loaʻa kahi hui hou, ʻo Fairchild Semiconductor.

Moʻolelo o ka Transistor, Māhele 3: Hoʻohui hou ʻia
Shockley i ka makahiki 1956

No laila ua haʻalele ʻo Shockley i ka pūpū ʻole o kāna hui a lawe i kahi hana ma ke keʻena ʻenekinia uila ma Stanford. Ma laila ʻo ia i hoʻomau ai i ka hoʻokaʻawale ʻana i kāna mau hoa hana (a me kāna hoaaloha kahiko, ʻo ka physicist Fred Seitz) nā manaʻo o ka hoʻohaʻahaʻa lāhui i hoihoi iā ia a hoʻomaʻemaʻe lāhui - nā kumuhana i kaulana ʻole ʻia ma ʻAmelika Hui Pū ʻIa mai ka hopena o ke kaua hope loa, ʻoi aku hoʻi i nā pōʻai kula. Ua hauʻoli ʻo ia i ka hoʻāla ʻana i nā hoʻopaʻapaʻa, ka hahau ʻana i ka pāpā a hoʻokumu i nā kūʻē. Ua make ʻo ia i ka makahiki 1989, ua kaʻawale ʻo ia mai kāna mau keiki a me kāna mau hoa hana, a ua kipa ʻia ʻo ia e kāna wahine aloha aloha ʻelua, ʻo Emmy.

ʻOiai ʻaʻole i hāʻule kāna mau hoʻāʻo nāwaliwali i ka ʻoihana, ua kanu ʻo Shockley i kahi hua ma ka lepo momona. Ua hoʻokumu ʻia nā ʻoihana uila liʻiliʻi ma Kapalakiko Bay Area, i hoʻopau ʻia me ke kālā mai ke aupuni federal i ka wā o ke kaua. ʻO Fairchild Semiconductor, nā keiki pōʻino a Shockley, i hoʻoulu i nā ʻoihana hou, ʻelua mau mea i ʻike ʻia i kēia lā: Intel a me Advanced Micro Devices (AMD). Ma nā makahiki 1970 mua, ua loaʻa i ka wahi ka inoa hoʻomāʻewaʻewa ʻo "Silicon Valley." Akā e kali i kahi minuke - ua hana ʻo Bardeen lāua ʻo Brattain i ka transistor germanium. No hea mai ke silika?

Moʻolelo o ka Transistor, Māhele 3: Hoʻohui hou ʻia
ʻO kēia ke ʻano o ka paena Mountain View i haʻalele ʻia i mālama ʻia ma mua o Shockley Semiconductor i ka makahiki 2009. I kēia lā ua wāwahi ʻia ka hale.

I ke Alanui Silika

ʻO ka hopena o kahi ʻano transistor hou, i hana ʻia e Shockley ma kahi hōkele ʻo Chicago, ʻoi aku ka hauʻoli ma mua o ka mea nāna i hana. Mahalo nui i ka makemake o ke kanaka e ulu i nā kristal semiconductor hoʻokahi. ʻO Gordon Teal, he kanaka kemika kino mai Texas i aʻo i ka germanium ʻaʻole pono ia manawa no kāna kauka kauka, ua lawe ʻo ia i kahi hana ma Bell Labs i ka makahiki 30. Ma hope o ke aʻo ʻana e pili ana i ka transistor, ua ʻike ʻo ia e hiki ke hoʻomaikaʻi maikaʻi ʻia kona hilinaʻi a me kona mana ma ka hana ʻana mai kahi aniani hoʻokahi maʻemaʻe, ʻaʻole mai nā hui polycrystalline i hoʻohana ʻia. Ua hōʻole ʻo Shockley i kāna mau hoʻoikaika ʻana ma ke ʻano he hoʻopau waiwai.

Akā naʻe, hoʻomau ʻo Teal a loaʻa i ka kūleʻa, me ke kōkua ʻana o ka ʻenekinia ʻenehana ʻo John Little, e hana ana i kahi mea hana e unuhi i kahi hua aniani liʻiliʻi mai ka germanium hehee. I ka hoʻomaʻamaʻa ʻana o ka germanium a puni ka nucleus, ua hoʻonui ʻo ia i kona ʻano aniani, e hana ana i kahi lattice semiconducting mau a kokoke. Ma ka pūnāwai o 1949, hiki iā Teal a me Little ke hana i nā kristal e kauoha ai, a ua hōʻike nā hoʻokolohua ua mamao loa lākou ma hope o kā lākou mau mea hoʻokūkū polycrystalline. ʻO ka mea nui, hiki i nā mea lawe liʻiliʻi i hoʻohui ʻia iā lākou ke ola i loko no hoʻokahi haneli microseconds a i ʻole ʻoi aku ka lōʻihi (ma mua o ʻumi microseconds i loko o nā laʻana kristal ʻē aʻe).

I kēia manawa hiki iā Teal ke loaʻa i nā kumu waiwai hou aʻe, a hoʻopaʻa hou i nā poʻe hou aku i kāna hui, a ma waena o lākou kekahi mea kemika kino i hele mai i Bell Labs mai Texas - Morgan Sparks. Hoʻomaka lākou e hoʻololi i ka hoʻoheheʻe ʻana e hana i ke ʻano p-type a i ʻole n-type germanium ma o ka hoʻohui ʻana i nā pahu o nā haumia kūpono. I loko o hoʻokahi makahiki, ua hoʻomaikaʻi lākou i ka ʻenehana i hiki iā lākou ke ulu i ka sandwich germanium npn pololei i ka heheʻe. A ua hana pololei ia e like me kā Shockley i wānana ai: he hōʻailona uila mai ka mea p-type i hoʻololi i ke au uila ma waena o nā mea hoʻokele ʻelua i hoʻopili ʻia i nā ʻano n-type a puni ia.

Moʻolelo o ka Transistor, Māhele 3: Hoʻohui hou ʻia
ʻO Morgan Sparks lāua ʻo Gordon Teal ma kahi papa hana ma Bell Labs

ʻOi aku ka maikaʻi o kēia transistor junction ulu i kona kupuna hoʻopili kiko hoʻokahi ma nā ʻano āpau. ʻO ka mea nui, ʻoi aku ka hilinaʻi a me ka wānana, hoʻemi iki ka walaʻau (a no laila ʻoi aku ka maʻalahi), a ʻoi aku ka maikaʻi o ka ikehu - e hoʻopau ana i hoʻokahi miliona mau manawa liʻiliʻi i ka ikehu ma mua o kahi paipu maʻamau. I Iulai 1951, ua mālama ʻo Bell Labs i kahi kūkā nūhou e hoʻolaha i ka mea hou. ʻOiai ma mua o ka hiki ʻana o ka transistor mua i ka mākeke, ua lilo ia i mea ʻole.

A he hoʻomaka wale nō kēia. I ka makahiki 1952, ua hoʻolaha ʻo General Electric (GE) i ka hoʻomohala ʻana i kahi kaʻina hana hou no ka hana ʻana i nā transistors hui, ke ʻano hui. Ma kona ʻano, ua hoʻohui ʻia ʻelua pōpō indium (mea hāʻawi ʻano-p) ma nā ʻaoʻao ʻelua o kahi ʻāpana lahilahi o ka germanium ʻano n. ʻOi aku ka maʻalahi a ʻoi aku ka liʻiliʻi o kēia kaʻina hana ma mua o ka ulu ʻana i nā hui i loko o kahi alloy; ʻo ia transistor i hāʻawi i ka liʻiliʻi kūʻē a kākoʻo i nā alapine kiʻekiʻe.

Moʻolelo o ka Transistor, Māhele 3: Hoʻohui hou ʻia
Nā transistors ulu a hui pū ʻia

I ka makahiki aʻe, ua hoʻoholo ʻo Gordon Teal e hoʻi i kona mokuʻāina a lawe i kahi hana ma Texas Instruments (TI) ma Dallas. Ua hoʻokumu ʻia ka hui ʻo Geophysical Services, Inc., a ua hana mua ʻo ia i nā mea hana no ka ʻimi ʻaila, ua wehe ʻo TI i kahi māhele uila i ka wā o ke kaua, a ke komo nei i ka mākeke transistor ma lalo o ka laikini mai Western Electric (ka māhele hana o Bell Labs).

Ua lawe pū ʻo Teal me ia i nā mākau hou i aʻo ʻia i loko o nā hale hana: ka hiki ke ulu a huikau monocrystals silika. ʻO ka nāwaliwali loa o ka germanium ʻo ia kona ʻike i ka mahana. Ke ʻike ʻia i ka wela, hoʻokahe koke nā atom germanium i loko o ke aniani i nā electrons manuahi, a lilo ia i mea alakaʻi. Ma kahi mahana o 77 °C ua pau ka hana like me ka transistor. ʻO ka pahuhopu nui o ke kūʻai aku ʻana o ka transistor ʻo ia ka pūʻali koa - he mea kūʻai aku me ka haʻahaʻa kumu kūʻai haʻahaʻa a me ka pono nui no nā ʻāpana uila paʻa, hilinaʻi a paʻa. Eia nō naʻe, ʻaʻole pono ka germanium e pili ana i ka wela i nā noi koa he nui, ʻoi aku ka nui ma ke kahua aerospace.

ʻOi aku ka paʻa o ka silikoni, akā hiki mai ke kumukūʻai o kahi helu heheʻe ʻoi aku ka kiʻekiʻe, e like me ke kila. Ua pilikia nui kēia, no ka mea, ua koi ʻia nā kristal maʻemaʻe e hana i nā transistors kiʻekiʻe. Hiki ke hoʻoheheʻe ʻia ka silika hoʻoheheʻe wela i nā mea haumia mai kēlā me kēia kīʻaha i loko. Ua hiki iā Teel a me kāna hui ma TI ke lanakila i kēia mau pilikia me ka hoʻohana ʻana i nā laʻana silicon ultra-pure mai DuPont. Ma Mei 1954, ma kahi hui Institute of Radio Engineering ma Dayton, Ohio, ua hōʻike ʻo Teal e hoʻomau ka hana ʻana o nā mea hana silika hou i hana ʻia i loko o kāna keʻena ʻoiai i ka wā i hoʻokomo ʻia i ka ʻaila wela.

Nā upstarts holomua

ʻO ka hope loa, ma kahi o ʻehiku mau makahiki ma hope o ka hana mua ʻia ʻana o ka transistor, hiki ke hana ʻia mai ka mea i hoʻohālikelike ʻia. A ma kahi o ka manawa like e hala ma mua o ka ʻike ʻia ʻana o nā transistors e like me ke ʻano i hoʻohana ʻia i kā mākou microprocessors a me nā ʻāpana hoʻomanaʻo.

I ka makahiki 1955, ua aʻo maikaʻi nā ʻepekema ʻo Bell Labs i ka hana ʻana i nā transistors silicon me kahi ʻenehana doping hou - ma kahi o ka hoʻohui ʻana i nā pōpō paʻa o nā haumia i ka hoʻoheheʻe wai, ua hoʻokomo lākou i nā mea hoʻohui kinoea i loko o ka ʻili paʻa o ka semiconductor (hoolaha wela). Ma ka mālama pono ʻana i ka mahana, kaomi a me ka lōʻihi o ke kaʻina hana, ua hoʻokō pono lākou i ka hohonu a me ke kiʻekiʻe o ka doping. ʻOi aku ka mana ma luna o ke kaʻina hana i hāʻawi i ka mana nui ma luna o nā waiwai uila o ka huahana hope. ʻO ka mea nui aʻe, ʻo ka hoʻopuehu wela i hiki ke hana i ka huahana i nā pūʻulu - hiki iā ʻoe ke dope i kahi papa silika nui a ʻokiʻoki i loko o nā transistors. Hāʻawi ka pūʻali koa i ke kālā no Bell Laboratories no ka mea ʻo ka hoʻonohonoho ʻana i ka hana e pono ai ke kumukūʻai kiʻekiʻe. Pono lākou i kahi huahana hou no kahi loulou radar hōʻike mua loa ("laina hau"), he kaulahao o nā keena radar Arctic i hoʻolālā ʻia e ʻike i nā pōkā Soviet e lele ana mai ka Pole ʻĀkau, a ua mākaukau lākou e hoʻokuʻu i $100 no ka transistor (ʻo ia nā lā i hiki ke kūʻai ʻia kahi kaʻa hou no $2000).

Alloying me photolithography, ka mea nāna i hoʻomalu i ka wahi o nā haumia, ua wehe i ka hiki ke hoʻopaʻa i ke kaapuni holoʻokoʻa ma luna o kahi substrate semiconductor - ua manaʻo ʻia kēia e Fairchild Semiconductor a me Texas Instruments i ka makahiki 1959.ʻenehana papahana" mai Fairchild i hoʻohana i ka hoʻomoe kemika o nā kiʻiʻoniʻoni metala e hoʻopili ana i nā pilina uila o ka transistor. Ua kāpae ʻia ka pono e hana i nā wili lima, hoʻemi i nā kumukūʻai hana a hoʻonui i ka hilinaʻi.

ʻO ka hope loa, i ka makahiki 1960, ua hoʻokō ʻelua mau ʻenekini Bell Labs (John Atalla lāua ʻo Davon Kahn) i ka manaʻo kumu mua o Shockley no kahi transistor hopena. Hiki i kahi ʻāpana lahilahi o ka oxide ma ka ʻili o ka semiconductor ke hoʻopaʻa maikaʻi i nā mokuʻāina o ka ʻili, e hoʻokomo i ke kahua uila mai ka puka alumini e komo i loko o ke silikona. No laila ua hānau ʻia ka MOSFET [metal-oxide semiconductor field-effect transistor] (a i ʻole MOS structure, mai metala-oxide-semiconductor), i lilo i mea maʻalahi loa e hoʻoemi, a ua hoʻohana mau ʻia i nā kamepiula hou a pau. , No ʻAigupita mai ʻo Atalla, a no Korea Hema ʻo Kang, a ʻo kēia mau ʻenekini ʻelua wale nō mai kā mākou mōʻaukala holoʻokoʻa ʻaʻohe kumu ʻEulopa).

ʻO ka hope, he ʻumikumamākolu mau makahiki ma hope o ka ʻike ʻia ʻana o ka transistor mua, ua ʻike ʻia kekahi mea e like me ka transistor i kāu kamepiula. Ua maʻalahi ka hana a hoʻohana i ka mana liʻiliʻi ma mua o ka transistor junction, akā lohi loa ka pane ʻana i nā hōʻailona. ʻO ia wale nō me ka hoʻonui ʻia ʻana o nā kaapuni hoʻohui nui, me nā haneli a i ʻole mau tausani o nā ʻāpana i loaʻa ma kahi pahu hoʻokahi, i hiki mai ai ka maikaʻi o nā transistors field-effect.

Moʻolelo o ka Transistor, Māhele 3: Hoʻohui hou ʻia
Hōʻike mai ka pānaʻi transistor patent

ʻO ka hopena kahua ʻo ia ʻo Bell Labs i hāʻawi nui i ka hoʻomohala ʻana o ka transistor. ʻO nā mea hana uila nui e like me Bell Laboratories (me kā lākou Western Electric), General Electric, Sylvania a me Westinghouse ua hōʻiliʻili i ka nui o ka noiʻi semiconductor. Mai 1952 a 1965, Bell Laboratories wale nō i hoʻopaʻa inoa ma mua o ʻelua haneli mau patent ma kēia kumuhana. Akā ua hāʻule koke ka mākeke kalepa i nā lima o nā mea pāʻani hou e like me Texas Instruments, Transitron, a me Fairchild.

He liʻiliʻi loa ka mākeke transistor mua e huki i ka manaʻo o nā mea pāʻani nui: ma kahi o $ 18 miliona i ka makahiki i ka waena o 1950s, ke hoʻohālikelike ʻia me ka mākeke uila holoʻokoʻa he $ 2 biliona. kahi e hiki ai i nā ʻepekema ʻōpio ke komo i ka ʻike semiconductor ma mua o ka neʻe ʻana aku e kūʻai aku i kā lākou lawelawe i nā ʻoihana liʻiliʻi. I ka hoʻomaka ʻana o ka emi ʻana o ka mākeke uila paipu i ka waena o 1960s, ua lohi loa ia no Bell Labs, Westinghouse a me nā mea ʻē aʻe e hoʻokūkū me ka poʻe upstarts.

ʻO ka hoʻololi o nā kamepiula i nā transistors

I ka makahiki 1950, ua hoʻouka nā transistors i ka honua uila ma ʻehā mau wahi nui. ʻO nā mea mua ʻelua he mau mea hoʻolohe a me nā lekiō lawe lima, kahi e hoʻohana ai i ka mana haʻahaʻa a me ka hopena o ke ola pākaukau lōʻihi ma mua o nā manaʻo ʻē aʻe. ʻO ke kolu ka hoʻohana pūʻali koa. Ua manaʻolana ka US Army no nā transistors ma ke ʻano he mea hilinaʻi a paʻa i hiki ke hoʻohana ʻia i nā mea āpau mai nā radios kahua a i nā missiles ballistic. Eia nō naʻe, i nā lā mua, ʻoi aku ka nui o kā lākou hoʻolilo ʻana i nā transistors i ka bet i ka wā e hiki mai ana o ka ʻenehana ma mua o ka hōʻoia ʻana i ko lākou waiwai. A ʻo ka mea hope loa, aia nō hoʻi ka helu helu kikohoʻe.

Ma ke kahua kamepiula, ua ʻike maikaʻi ʻia nā hemahema o nā hoʻololi ʻana o ka pahu hau, me kekahi poʻe kānalua ma mua o ke kaua me ka manaʻoʻiʻo ʻaʻole hiki ke hana ʻia kahi kamepiula uila i mea hana pono. I ka hōʻiliʻili ʻia ʻana o nā kaukani kukui i hoʻokahi mea hana, ua ʻai lākou i ka uila, e hana ana i ka nui o ka wela, a ma ke ʻano o ka hilinaʻi, hiki i kekahi ke hilinaʻi i ko lākou puhi mau. No laila, ua lilo ka transistor haʻahaʻa haʻahaʻa, ʻoluʻolu, a me ka threadless i mea hoʻopakele o nā mea hana kamepiula. ʻO kona mau hemahema ma ke ʻano he amplifier (noisier output, no ka laʻana) ʻaʻole ia he pilikia ke hoʻohana ʻia ma ke ʻano he hoʻololi. ʻO ke kumu kūʻai wale nō ke keʻakeʻa, a i ka manawa kūpono e hoʻomaka ana e hāʻule nui.

ʻO nā hoʻokolohua mua o ʻAmelika me nā kamepiula transistorized i hana ʻia ma ke ʻano o ka makemake o ka pūʻali e ʻimi i ka hiki o kahi ʻenehana hou e hoʻohiki nei a me ka makemake o nā ʻenekinia e neʻe i nā hoʻololi maikaʻi.

Ua kūkulu ʻo Bell Labs i ka TRADIC no ka US Air Force i ka makahiki 1954 e ʻike inā hiki i nā transistors ke hoʻokomo i kahi kamepiula kikohoʻe ma luna o kahi bomber, e pani ana i ka hoʻokele analog a kōkua i ka ʻimi ʻana i nā pahuhopu. Ua hoʻomohala ʻo MIT Lincoln Laboratory i ka kamepiula TX-0 ma ke ʻano he papahana pale ea nui i ka makahiki 1956. Ua hoʻohana ka mīkini i kekahi ʻano ʻē aʻe o ka transistor pale pale, kūpono no ka hoʻopili wikiwiki. Ua kūkulu ʻo Philco i kāna kamepiula SOLO ma lalo o kahi ʻaelike me ka Navy (akā ʻoiaʻiʻo ma ke noi ʻana o ka NSA), hoʻopau iā ia i ka makahiki 1958 (me ka hoʻohana ʻana i kahi ʻano ʻē aʻe o ka transistor pale ākea).

Ma ʻEulopa Komohana, ʻaʻole i hāʻawi ʻia i nā kumuwaiwai i ka wā o ke Kaua anuanu, ʻokoʻa loa ka moʻolelo. Nā mīkini e like me ka Manchester Transistor Computer, Harwell CADET (kekahi inoa i hoʻoulu ʻia e ka papahana ENIAC, a i ʻōlelo ʻia i hope), a me Austrian Mailüfterl he mau papahana ʻaoʻao i hoʻohana i nā kumuwaiwai i hiki i kā lākou mau mea hana ke ʻimi pū—me ka hanauna mua o nā transistors helu hoʻokahi.

Nui nā hoʻopaʻapaʻa e pili ana i ke poʻo inoa o ka kamepiula mua e hoʻohana i nā transistors. ʻOiaʻiʻo, i ka koho ʻana i nā wehewehe kūpono no nā huaʻōlelo e like me "first," "transistor," a me "computer." I kekahi hihia, ʻike mākou i kahi e pau ai ka moʻolelo. Hoʻomaka koke ka hoʻolaha ʻana o nā kamepiula transistorized. I kēlā me kēia makahiki, ua ʻoi aku ka ikaika o nā lolouila no ke kumu kūʻai like, a ʻoi aku ka maikaʻi o nā kamepiula o ka mana like, a ʻo kēia kaʻina hana me he mea lā i hiki ʻole ke hoʻokiʻekiʻe ʻia i ke kūlana o ke kānāwai, ma hope o ka umekaumaha a me ka mālama ʻana i ka ikehu. Pono kākou e hoʻopaʻapaʻa e pili ana i ka ʻiliʻili hea ka mea i hāʻule mua?

No hea mai ke kanawai o Moore?

Ke hoʻokokoke nei mākou i ka hopena o ka moʻolelo o ka hoʻololi, pono e nīnau: he aha ke kumu o kēia hāʻule ʻana? No ke aha i ola ai ke kānāwai o Moore (a i ʻole - e hoʻopaʻapaʻa mākou no ia manawa aʻe)? ʻAʻohe kānāwai o Moore no nā mokulele a i ʻole nā ​​mea hoʻomaʻemaʻe, e like me ka mea ʻaʻohe mea no nā paipu a me nā relay.

ʻElua ʻāpana o ka pane:

  1. Nā waiwai kūpono o ka hoʻololi ma ke ʻano he ʻano mea hana.
  2. ʻO ka hiki ke hoʻohana i nā kaʻina hana kemika maʻemaʻe e hana i nā transistors.

ʻO ka mea mua, e pili ana i ke ʻano o ka hoʻololi. Pono nā waiwai o ka hapa nui o nā mea waiwai e hoʻokō i nā ʻano koʻikoʻi kino kala ʻole. Pono ka mokulele mokulele e kākoʻo i ke kaumaha o nā kānaka he nui. Hiki i ka mea ho'oma'ema'e ho'oma'ema'e ke omo i ka nui o ka lepo i kekahi manawa mai kekahi wahi kino. He mea ʻole nā ​​mokulele a me nā mea hoʻomaʻemaʻe hoʻomaʻemaʻe inā hoʻemi ʻia i ka nanoscale.

ʻO kahi hoʻololi, kahi hoʻololi maʻalahi ʻaʻole i hoʻopā ʻia e ka lima kanaka, ʻoi aku ka liʻiliʻi o nā palena kino. Pono ʻelua mau mokuʻāina ʻē aʻe, a hiki iā ia ke kamaʻilio me nā hoʻololi like ʻē aʻe ke loli ko lākou mokuʻāina. ʻO ia hoʻi, ʻo ia wale nō ka mea e hiki ai ke hana, ʻo ka hoʻāla a hoʻopau. He aha ka mea kūikawā e pili ana i nā transistors? No ke aha i ʻike ʻole ai nā ʻano hoʻololi kikohoʻe ʻē aʻe i nā hoʻomaikaʻi exponential?

Eia mākou i ka lua o ka ʻoiaʻiʻo. Hiki ke hana ʻia nā transistors me ka hoʻohana ʻana i nā kaʻina kemika me ka ʻole o ka hana mechanical. Mai ka hoʻomaka ʻana, ʻo kahi mea nui o ka hana transistor ka hoʻohana ʻana i nā haumia kemika. A laila hele mai ke kaʻina hana planar, ka mea i hoʻopau i ka hana mechanical hope loa mai ka hana ʻana-ka hoʻopili ʻana i nā uea. ʻO ka hopena, ua hoʻopau ʻo ia i ka palena kino hope loa i ka miniaturization. ʻAʻole pono ka nui o nā transistors no nā manamana lima kanaka—a i ʻole kekahi mea hana mīkini. Ua hana ʻia ia e ke kemika maʻalahi, ma kahi ʻano liʻiliʻi liʻiliʻi: ka waikawa i ke kālai ʻana, ka māmā e hoʻomalu i nā ʻāpana o ka ʻili e kūʻē i ke kālai ʻana, a me ka mahu e hoʻokomo i nā haumia a me nā kiʻiʻoniʻoni metala i loko o nā ala i kahakaha ʻia.

No ke aha e pono ai ka miniaturization? ʻO ka hōʻemi ʻana i ka nui i hāʻawi i ka galaxy holoʻokoʻa o nā hopena ʻaoʻao ʻoluʻolu: hoʻonui i ka wikiwiki o ka hoʻololi ʻana, hoʻemi ʻia ka hoʻohana ʻana i ka ikehu a me ke kumukūʻai o nā kope pākahi. Ua alakaʻi kēia mau mea hoʻoikaika ikaika i nā mea a pau e ʻimi i nā ala e hōʻemi hou ai i nā hoʻololi. A ua hele ka ʻoihana semiconductor mai ka hana ʻana i nā hoʻololi e like me ka nui o ka manamana lima i ka hōʻiliʻili ʻana i nā ʻumi miliona o nā hoʻololi i ka millimeter square i ke ola o ke kanaka hoʻokahi. Mai ka noi ʻana i ʻewalu kālā no ka hoʻololi hoʻokahi a hiki i ka hāʻawi ʻana i iwakālua miliona mau hoʻololi no ke kālā.

Moʻolelo o ka Transistor, Māhele 3: Hoʻohui hou ʻia
Intel 1103 puʻupuʻu hoʻomanaʻo mai 1971. ʻAʻole ʻike hou ʻia e ka maka nā transistors pākahi, ʻumi micrometers wale nō ka nui. A mai ia manawa mai, ua emi hou lakou he tausani.

He aha hou aʻe e heluhelu ai:

  • ʻO Ernest Bruan lāua ʻo Stuart MacDonald, Revolution in Miniature (1978)
  • ʻO Michael Riordan lāua ʻo Lillian Hoddeson, Crystal Fire (1997)
  • ʻO Joel Shurkin, Broken Genius (1997)

Source: www.habr.com

Pākuʻi i ka manaʻo hoʻopuka