Artikel liyane ing seri:
- Sajarah relay
- Sejarah komputer elektronik
- Sajarah transistor
- riwayat internet
Crucible perang nyetel panggung kanggo tekane transistor. Saka taun 1939 nganti 1945, kawruh teknis ing babagan semikonduktor berkembang banget. Lan ana siji alesan prasaja kanggo iki: radar. Teknologi perang sing paling penting, contone kalebu: ndeteksi serangan udara, nggoleki kapal selam, ngarahake serangan udara wengi menyang target, nargetake sistem pertahanan udara lan bedhil angkatan laut. Insinyur malah wis sinau carane nyepetake radar cilik menyang cangkang artileri supaya bisa njeblug nalika mabur cedhak target - . Nanging, sumber teknologi militer anyar sing kuat iki ana ing lapangan sing luwih tentrem: sinau babagan atmosfer ndhuwur kanggo tujuan ilmiah.
Radar
Ing taun 1901, Perusahaan Telegraf Nirkabel Marconi kasil ngirim pesen nirkabel ngliwati Atlantik, saka Cornwall menyang Newfoundland. Kasunyatan iki ndadékaké èlmu modern dadi bingung. Yen transmisi radio mlaku ing garis lurus (kaya sing kudune), transmisi kasebut ora mungkin. Ora ana garis pandang langsung antarane Inggris lan Kanada sing ora ngliwati Bumi, mula pesen Marconi kudu mabur menyang angkasa. Insinyur Amerika Arthur Kennealy lan fisikawan Inggris Oliver Heaviside kanthi bebarengan lan kanthi bebas ngusulake yen panjelasan kanggo fenomena iki kudu digandhengake karo lapisan gas terionisasi sing ana ing atmosfer ndhuwur, sing bisa nggambarake gelombang radio bali menyang Bumi (Marconi dhewe percaya yen gelombang radio. ngetutake lengkungan lumahing bumi, nanging fisikawan ora ndhukung).
Ing taun 1920-an, para ilmuwan wis ngembangake peralatan anyar sing bisa mbuktekake luwih dhisik anane ionosfer lan banjur sinau strukture. Dheweke nggunakake tabung vakum kanggo ngasilake pulsa radio gelombang cendhak, antena arah kanggo ngirim menyang atmosfer lan ngrekam gema, lan kanggo nduduhake asil. Suwene wektu tundha echo bali, luwih adoh saka ionosfer. Teknologi iki diarani swara atmosfer, lan nyedhiyakake infrastruktur teknis dhasar kanggo pangembangan radar (istilah "radar", saka Deteksi lan Ranging RAdio, ora katon nganti taun 1940-an ing Angkatan Laut AS).
Mung sawetara wektu sadurunge wong sing duwe kawruh, sumber daya lan motivasi sing tepat nyadari potensial kanggo aplikasi terrestrial saka peralatan kasebut (mangkono sejarah radar minangka kebalikan saka sejarah teleskop, sing pisanan ditrapake kanggo panggunaan terrestrial). . Lan kemungkinan wawasan kasebut saya tambah amarga radio nyebar luwih akeh ing saindenging planet, lan luwih akeh wong sing weruh gangguan saka kapal, pesawat lan obyek gedhe liyane. Kawruh babagan teknologi swara atmosfer ndhuwur nyebar ing kaloro (1932-1933), nalika para ilmuwan nyusun peta ionosfer saka stasiun Arktik sing beda-beda. Ora suwe, tim ing Inggris, AS, Jerman, Italia, USSR lan negara liya ngembangake sistem radar sing paling gampang.
karo radar 1935 kang
Banjur perang kedaden, lan pentinge radar kanggo negara-lan sumber daya kanggo berkembang iku-tambah dramatically. Ing Amerika Serikat, sumber daya iki dikumpulake ing organisasi anyar sing diadegake ing 1940 ing MIT, sing dikenal minangka (dijenengi kanthi khusus kanggo nyasarake mata-mata asing lan nggawe kesan yen radioaktivitas diteliti ing laboratorium - ing wektu iku sawetara wong sing percaya karo bom atom). Proyèk Rad Lab, sing ora misuwur kaya Proyek Manhattan, nanging uga ngrekrut fisikawan sing padha pinunjul lan bakat saka kabeh Amerika Serikat menyang pangkat. Lima saka karyawan pisanan laboratorium (kalebu и ) banjur nampa Bebungah Nobel. Ing pungkasan perang, kira-kira 500 dokter ilmu pengetahuan, ilmuwan lan insinyur makarya ing laboratorium, lan total 4000 wong kerja. Setengah yuta dolar - dibandhingake karo kabeh anggaran ENIAC - mung digunakake kanggo Seri Laboratorium Radiasi, rekaman rong puluh pitu volume kabeh kawruh sing dipikolehi saka laboratorium nalika perang (sanajan pamrentah AS mbuwang teknologi radar ora diwatesi. menyang anggaran Rad Lab; sajrone perang, pamrentah tuku radar senilai telung milyar dolar).
MIT Building 20, ngendi Rad Lab dumunung
Salah sawijining wilayah riset utama ing Rad Lab yaiku radar frekuensi dhuwur. Radar awal nggunakake dawa gelombang sing diukur ing meter. Nanging balok frekuensi sing luwih dhuwur kanthi dawa gelombang sing diukur ing centimeters-microwaves-diijini kanggo antena sing luwih kompak lan kurang kasebar ing jarak sing adoh, njanjeni kaluwihan sing luwih gedhe ing jangkoan lan akurasi. Radar gelombang mikro bisa pas ing irung pesawat lan ndeteksi obyek sing ukurane periskop kapal selam.
Sing pisanan ngrampungake masalah iki yaiku tim fisikawan Inggris saka Universitas Birmingham. Ing taun 1940 padha ngembangake "", sing makarya kaya "singsot" elektromagnetik, ngowahi pulsa listrik kanthi acak dadi sinar gelombang mikro sing kuat lan tepat. Pemancar gelombang mikro iki kaping sewu luwih kuat tinimbang pesaing sing paling cedhak; iku mbukak dalan kanggo praktis pemancar radar frekuensi dhuwur. Nanging, dheweke butuh kanca, panrima sing bisa ndeteksi frekuensi dhuwur. Lan ing wektu iki kita bali menyang sajarah semikonduktor.
Magnetron cross-section
Kapindho rawuhe kumis kucing
Ternyata tabung vakum ora cocog kanggo nampa sinyal radar gelombang mikro. Jurang antarane katoda panas lan anoda kadhemen nggawe kapasitansi, nyebabake sirkuit nolak kanggo operate ing frekuensi dhuwur. Teknologi paling apik sing kasedhiya kanggo radar frekuensi dhuwur yaiku "kuno""- sepotong kawat cilik sing ditekan ing kristal semikonduktor. Sawetara wong wis nemokake iki kanthi mandiri, nanging sing paling cedhak karo crita kita yaiku kedadeyan ing New Jersey.
Ing taun 1938, Bell Labs dikontrak karo Angkatan Laut kanggo ngembangake radar kontrol geni ing jarak 40 cm - luwih cendhek, lan frekuensi luwih dhuwur tinimbang radar sing ana ing jaman magnetron pra-resonan. Karya riset utama tindak menyang divisi saka laboratorium ing Holmdel, kidul Staten Island. Ora let suwe para peneliti ngerti apa sing dibutuhake kanggo panrima frekuensi dhuwur, lan ora suwe insinyur George Southworth nggoleki toko radio ing Manhattan kanggo nggoleki detektor kumis kucing lawas. Kaya sing dikarepake, kerjane luwih apik tinimbang detektor lampu, nanging ora stabil. Dadi Southworth nggoleki elektrokimia sing jenenge Russell Ohl lan njaluk supaya nyoba nambah keseragaman respon detektor kristal siji-titik.
Ol minangka wong sing rada aneh, sing nganggep pangembangan teknologi minangka nasibe, lan ngomong babagan wawasan periodik kanthi visi masa depan. Contone, dheweke nyatakake yen ing taun 1939 dheweke ngerti babagan panemuan penguat silikon ing mangsa ngarep, nanging nasibe wis ditemtokake kanggo wong liya sing bisa nemokake. Sawise sinau Welasan opsi, kang mapan ing silikon minangka zat paling apik kanggo panrima Southworth. Masalahe yaiku kemampuan kanggo ngontrol isi materi kanggo ngontrol sifat listrik. Ing wektu kasebut, ingot silikon industri wis nyebar, digunakake ing pabrik baja, nanging ing produksi kasebut ora ana sing keganggu, umpamane, isi 1% fosfor ing silikon. Njaluk bantuan saka sawetara metallurgists, Ol metu kanggo njupuk kosong luwih resik saka sadurunge wis bisa.
Nalika makarya, dheweke nemokake yen sawetara kristal kasebut mbenerake arus ing arah siji, dene liyane mbenerake arus ing arah liyane. Padha disebut "n-jinis" lan "p-jinis". Analisis luwih lanjut nuduhake manawa macem-macem jinis impurities tanggung jawab kanggo jinis kasebut. Silikon ana ing kolom kaping papat tabel périodik, tegesé duwé papat elektron ing cangkang njaba. Ing kosong silikon murni, saben elektron iki bakal gabungke karo pepadhamu. Impurities saka kolom katelu, ngandika boron, kang wis siji kurang elektron, digawe "bolongan", papan tambahan kanggo gerakan saiki ing kristal. Asil semikonduktor tipe-p (kanthi keluwihan muatan positif). Unsur saka kolom kaping lima, kayata fosfor, nyedhiyakake elektron bebas tambahan kanggo nggawa arus, lan semikonduktor tipe-n dipikolehi.
Struktur kristal silikon
Kabeh riset iki menarik banget, nanging ing taun 1940 Southworth lan Ohl ora nyedhaki nggawe prototipe kerja saka radar frekuensi dhuwur. Ing wektu sing padha, pamrentah Inggris nuntut asil praktis kanthi cepet amarga ancaman saka Luftwaffe, sing wis nggawe detektor gelombang mikro siap-produksi sing kerja bareng karo pemancar magnetron.
Nanging, imbangan kemajuan teknologi bakal cepet-cepet menyang sisih kulon Atlantik. Churchill mutusake kanggo mbukak kabeh rahasia teknis Inggris marang Amerika sadurunge dheweke bener-bener mlebu perang (amarga dheweke nganggep manawa iki bakal kedadeyan). Dheweke percaya yen ana risiko bocor informasi, mula kabeh kemampuan industri ing Amerika Serikat bakal dibuwang kanggo ngrampungake masalah kayata senjata atom lan radar. Misi Sains lan Teknologi Inggris (luwih dikenal minangka ) teka ing Washington ing September 1940 lan nggawa gawan dheweke hadiah arupa keajaiban teknologi.
Panemon daya luar biasa saka magnetron resonansi lan efektifitas saka detektor kristal Inggris ing nampa sinyal revitalized riset Amérika menyang semikonduktor minangka basis saka radar frekuensi dhuwur. Ana akeh karya sing kudu ditindakake, utamane ing ilmu material. Kanggo nyukupi kabutuhan, kristal semikonduktor "kudu diprodhuksi jutaan, luwih akeh tinimbang sadurunge. Sampeyan perlu kanggo nambah rectification, nyuda sensitivitas kejut lan burn-in, lan nyilikake variasi antarane macem-macem klompok kristal.
Silicon Point Kontak Rectifier
Rad Lab wis mbukak departemen riset anyar kanggo nyinaoni sifat kristal semikonduktor lan carane bisa diowahi kanggo nggedhekake properti panrima sing larang. Bahan sing paling njanjeni yaiku silikon lan germanium, mula Rad Lab mutusake kanggo muter kanthi aman lan ngluncurake program paralel kanggo sinau loro: silikon ing Universitas Pennsylvania lan germanium ing Purdue. Raksasa industri kayata Bell, Westinghouse, Du Pont, lan Sylvania miwiti program riset semikonduktor dhewe lan wiwit ngembangake fasilitas manufaktur anyar kanggo detektor kristal.
Liwat upaya gabungan, kemurnian kristal silikon lan germanium diunggahake saka 99% ing wiwitan dadi 99,999% - yaiku, dadi siji partikel impurity saben 100 atom. Ing proses kasebut, kader ilmuwan lan insinyur dadi akrab karo sifat abstrak germanium lan silikon lan nggunakake teknologi kanggo ngontrol: leleh, tuwuh kristal, nambahake impurities sing dibutuhake (kayata boron, sing nambah konduktivitas).
Lan banjur perang rampung. Panjaluk radar ilang, nanging kawruh lan katrampilan sing dipikolehi sajrone perang tetep, lan impen amplifier solid-state ora dilalekake. Saiki balapan nggawe amplifier kasebut. Lan paling ora telung tim ana ing posisi sing apik kanggo menang hadiah iki.
Lafayette Kulon
Sing pisanan yaiku klompok saka Universitas Purdue sing dipimpin dening fisikawan asal Austria sing jenenge Carl Lark-Horowitz. Dheweke dhewe-dhewe nggawa departemen fisika universitas metu saka obscurity liwat bakat lan pengaruhe lan dipengaruhi kaputusan Rad Lab kanggo ngandelake laboratorium karo riset germanium.
Carl Lark-Horowitz ing taun 1947, tengah, nyekel pipa
Ing wiwitan taun 1940-an, silikon dianggep minangka bahan sing paling apik kanggo penyearah radar, nanging materi sing ana ing sangisore tabel périodik uga katon pantes kanggo sinau luwih lanjut. Germanium nduweni kaluwihan praktis amarga titik leleh sing luwih murah, sing luwih gampang digarap: kira-kira 940 derajat, dibandhingake karo 1400 derajat kanggo silikon (meh padha karo baja). Amarga titik leleh sing dhuwur, angel banget kanggo nggawe kothong sing ora bocor menyang silikon sing dilebur, ngrusak.
Mulane, Lark-Horowitz lan kanca-kancane ngentekake kabeh perang kanggo sinau babagan kimia, sifat listrik lan fisik germanium. Rintangan sing paling penting yaiku "voltase mbalikke": penyearah germanium ing voltase sithik banget mandheg mbenerake arus lan ngidini mili menyang arah sing ngelawan. Pulsa arus mbalikke ngobong komponen sing isih ana ing radar. Salah siji mahasiswa lulusan Lark-Horowitz, Seymour Benzer, sinau masalah iki luwih saka setahun lan pungkasanipun ngembangaken aditif basis timah sing mandegake pulses mbalikke ing voltase nganti atusan volt. Ora suwe, Western Electric, divisi manufaktur Bell Labs, wiwit nerbitake rectifier Benzer kanggo panggunaan militer.
Sinau babagan germanium ing Purdue terus sawise perang. Ing wulan Juni 1947, Benzer, sing wis dadi profesor, nglaporake anomali sing ora biasa: ing sawetara eksperimen, osilasi frekuensi dhuwur muncul ing kristal germanium. Lan kancane Ralph Bray terus sinau "resistance volumetrik" ing proyek sing diwiwiti nalika perang. Resistance volume diterangake carane listrik mili ing kristal germanium ing titik kontak saka rectifier. Bray nemokake yen pulsa voltase dhuwur nyuda resistensi germanium tipe-n kanggo arus kasebut. Tanpa ngerti, dheweke nyekseni sing diarani. operator muatan "minoritas". Ing semikonduktor tipe-n, keluwihan muatan negatif minangka operator muatan mayoritas, nanging "bolongan" positif uga bisa nggawa arus, lan ing kasus iki, pulsa voltase dhuwur nggawe bolongan ing struktur germanium, nyebabake operator muatan minoritas katon. .
Bray lan Benzer cedhak banget karo amplifier germanium tanpa disadari. Benzer nyekel Walter Brattain, ilmuwan Bell Labs, ing konferensi ing Januari 1948 kanggo ngrembug babagan seret volumetrik karo dheweke. Dheweke ngusulake supaya Brattain nyelehake kontak titik liyane ing jejere sing pertama sing bisa nindakake arus, lan banjur bisa ngerti apa sing kedadeyan ing ngisor permukaan. Brattain kanthi tenang setuju karo proposal iki lan lunga. Kaya sing bakal kita deleng, dheweke ngerti banget babagan eksperimen kasebut.
Oney-sous-Bois
Klompok Purdue duweni teknologi lan basis teoretis kanggo nggawe lompatan menyang transistor. Nanging dheweke mung bisa kesandhung kanthi ora sengaja. Padha kasengsem ing sifat fisik materi, lan ora ing panelusuran kanggo jinis anyar saka piranti. Kahanan sing beda banget dumadi ing Aunes-sous-Bois (Prancis), ing ngendi loro mantan peneliti radar saka Jerman, Heinrich Welker lan Herbert Mathare, mimpin tim sing tujuane nggawe piranti semikonduktor industri.
Welker pisanan sinau lan banjur mulang fisika ing Universitas Munich, dikelola dening ahli teori terkenal Arnold Sommerfeld. Wiwit taun 1940, dhèwèké ninggalaké jalur teoretis lan wiwit nggarap radar kanggo Luftwaffe. Mathare (asli Belgia) tuwuh ing Aachen, ing kana dheweke sinau fisika. Dheweke gabung karo departemen riset raksasa radio Jerman Telefunken ing taun 1939. Sajrone perang, dheweke mindhah karyane saka Berlin wétan menyang biara ing Silesia kanggo nyegah serangan udara Sekutu, lan banjur bali menyang kulon kanggo nyegah Tentara Abang sing maju, pungkasane tiba ing tangan tentara Amerika.
Kaya saingan ing Koalisi Anti-Hitler, Jerman ngerti ing awal taun 1940-an yen detektor kristal minangka panrima sing cocog kanggo radar, lan silikon lan germanium minangka bahan sing paling apik kanggo nggawe. Mathare lan Welker nyoba sajrone perang kanggo nambah efisiensi bahan kasebut ing rectifier. Sawisé perang, loro-lorone padha diinterogasi sacara periodik babagan pakaryan militèr, lan pungkasané nampa undhangan saka perwira intelijen Prancis menyang Paris ing taun 1946.
Compagnie des Freins & Signaux ("perusahaan rem lan sinyal"), divisi Prancis Westinghouse, nampa kontrak saka panguwasa telpon Prancis kanggo nggawe rectifier solid-state lan njaluk ilmuwan Jerman kanggo mbantu. Aliansi mungsuh anyar iki bisa uga katon aneh, nanging pengaturan iki dadi apik kanggo loro-lorone. Prancis, sing dikalahake ing taun 1940, ora duwe kabisan kanggo entuk kawruh ing babagan semikonduktor, lan dheweke mbutuhake katrampilan Jerman. Jerman ora bisa nindakake pembangunan ing sembarang lapangan teknologi dhuwur ing negara dikuwasani lan perang-suwek, supaya padha mlumpat ing kesempatan kanggo terus kerja.
Welker lan Mathare nyiyapake markas ing omah loro-crita ing pinggiran Aunes-sous-Bois Paris, lan kanthi bantuan tim teknisi, dheweke kasil ngluncurake penyearah germanium ing pungkasan taun 1947. Banjur padha dadi luwih serius. hadiah: Welker bali kanggo kapentingan ing superkonduktor, lan Mathare kanggo amplifier.
Herbert Mathare ing taun 1950
Sajrone perang, Mathare nyobi karo rectifier kontak loro-titik - "duodeodes" - ing upaya kanggo ngurangi gangguan sirkuit. Dheweke nerusake eksperimen lan ora suwe nemokake kumis kucing nomer loro, sing ana 1/100 yuta meter saka sing pertama, kadhangkala bisa ngowahi arus sing mili liwat kumis pisanan. Dheweke nggawe amplifier solid state, sanajan ora ana gunane. Kanggo entuk kinerja sing luwih dipercaya, dheweke nguripake Welker, sing wis entuk pengalaman ekstensif nggarap kristal germanium nalika perang. Tim Welker dadi luwih gedhe, conto kristal germanium sing luwih murni, lan nalika kualitas materi saya apik, amplifier kontak titik Mathare dadi dipercaya ing wulan Juni 1948.
Gambar sinar-X saka "transistron" adhedhasar sirkuit Mathare, sing nduweni rong titik kontak karo germanium
Mathare malah duwe model teoretis babagan kedadeyan: dheweke percaya yen kontak kaping pindho nggawe bolongan ing germanium, nyepetake arus liwat kontak pertama, nyedhiyakake operator muatan minoritas. Welker ora setuju karo dheweke, lan percaya yen kedadeyan kasebut gumantung saka efek lapangan. Nanging, sadurunge bisa nggarap piranti utawa teori kasebut, dheweke ngerti manawa klompok Amerika wis ngembangake konsep sing padha - amplifier germanium kanthi rong kontak titik - nem wulan sadurunge.
Murray Hill
Ing pungkasan perang, Mervyn Kelly ngowahi grup riset semikonduktor Bell Labs sing dipimpin dening Bill Shockley. Proyèk iki tambah akeh, entuk dana luwih akeh, lan pindhah saka bangunan laboratorium asli ing Manhattan menyang kampus sing berkembang ing Murray Hill, New Jersey.
Kampus Murray Hill, ca. 1960
Kanggo kenalan maneh karo semikonduktor canggih (sawise wektu ing riset operasi nalika perang), Shockley ngunjungi laboratorium Holmdel Russell Ohl ing musim semi 1945. Ohl ngentekake taun perang nggarap silikon lan ora mbuwang wektu. Dheweke nuduhake Shockley penguat mentah saka konstruksi dhewe, sing diarani "desister." Dheweke njupuk rectifier kontak titik silikon lan ngirim arus saka baterei liwat. Ketoke, panas saka baterei nyuda resistensi ing titik kontak, lan nguripake rectifier dadi amplifier sing bisa ngirim sinyal radio sing mlebu menyang sirkuit sing cukup kuat kanggo nguwasani speaker.
Efek kasebut kasar lan ora bisa dipercaya, ora cocog kanggo komersialisasi. Nanging, iku cukup kanggo konfirmasi mratelakake panemume Shockley sing bisa nggawe amplifier semikonduktor, lan iki kudu dadi prioritas kanggo riset ing bidang elektronik ngalangi. Iki uga rapat karo tim Ola sing nggawe Shockley yakin yen silikon lan germanium kudu ditliti dhisik. Padha mameraken sifat electrical atraktif, lan fellow metallurgists Ohl Jack Skaff lan Henry Theurer wis ngrambah sukses apik tenan ing akeh, purifying, lan doping kristal iki sak perang, ngluwihi kabeh teknologi kasedhiya kanggo bahan semikonduktor liyane. Klompok Shockley ora bakal mbuwang wektu maneh kanggo amplifier tembaga oksida sadurunge perang.
Kanthi bantuan Kelly, Shockley wiwit ngrakit tim anyar. Pemain kunci kalebu Walter Brattain, sing mbantu Shockley kanthi nyoba pertama ing amplifier solid-state (ing 1940), lan John Bardeen, fisikawan enom lan karyawan Bell Labs anyar. Bardeen bisa uga duwe kawruh sing paling akeh babagan fisika negara padhet saka anggota tim kasebut - disertasi dheweke nggambarake tingkat energi elektron ing struktur logam natrium. Dheweke uga dadi anak didik liyane saka John Hasbrouck Van Vleck, kaya Atanasov lan Brattain.
Lan kaya Atanasov, disertasi Bardeen lan Shockley mbutuhake petungan sing rumit. Dheweke kudu nggunakake teori semikonduktor mekanik kuantum, sing ditetepake dening Alan Wilson, kanggo ngetung struktur energi bahan nggunakake kalkulator desktop Monroe. Kanthi bantuan nggawe transistor, dheweke, nyatane, nyumbang kanggo nylametake mahasiswa pascasarjana saka karya kasebut.
Pendekatan pisanan Shockley menyang amplifier solid-state gumantung ing apa sing diarani "". Dheweke nundha piring logam liwat semikonduktor n-jinis (karo keluwihan biaya negatif). Nerapake muatan positif menyang piring narik elektron sing berlebihan menyang permukaan kristal, nggawe kali muatan negatif sing bisa mili arus listrik. Sinyal sing digedhekake (diwakili dening tingkat pangisian daya ing wafer) kanthi cara iki bisa ngowahi sirkuit utama (liwat lumahing semikonduktor). Efisiensi skema iki disaranake dening kawruh teoretis babagan fisika. Nanging, sanajan akeh eksperimen lan eksperimen, skema kasebut ora bisa digunakake.
Ing Maret 1946, Bardeen wis nggawe teori sing wis dikembangake kanthi apik sing nerangake sebabe: permukaan semikonduktor ing tingkat kuantum tumindak kanthi beda saka njero. Muatan negatif sing ditarik menyang permukaan dadi kepepet ing "kahanan permukaan" lan ngalangi medan listrik saka penetrating piring menyang materi. Tim liyane nemokake analisis iki menarik, lan ngluncurake program riset anyar ing telung dalan:
- Mbuktekake anane negara permukaan.
- Sinau sipate.
- Temokake carane ngalahake dheweke lan nggawe kerjane .
Sawise setaun setengah taun riset lan eksperimen, tanggal 17 November 1947, Brattain nggawe terobosan. Dheweke nemokake yen dheweke nyelehake cairan sing diisi ion, kayata banyu, ing antarane wafer lan semikonduktor, medan listrik saka wafer bakal nyurung ion kasebut menyang semikonduktor, ing ngendi dheweke bakal netralake biaya sing kepepet ing kahanan permukaan. Saiki dheweke bisa ngontrol prilaku listrik saka sepotong silikon kanthi ngganti pangisian daya ing wafer. Sukses iki menehi Bardeen idea kanggo pendekatan anyar kanggo nggawe amplifier: ngubengi titik kontak saka rectifier karo banyu elektrolit, lan banjur nggunakake kabel kapindho ing banyu kanggo ngontrol kondisi lumahing, lan kanthi mangkono ngontrol tingkat konduktivitas utama. kontak. Dadi Bardeen lan Brattain tekan garis finish.
Ide Bardeen makarya, nanging amplifikasi banget lan dioperasikake kanthi frekuensi sing sithik banget ora bisa diakses kuping manungsa - mula ora ana gunane minangka amplifier telpon utawa radio. Bardeen nyaranake ngalih menyang germanium tahan voltase mundur sing diprodhuksi ing Purdue, percaya yen biaya sing luwih sithik bakal dikumpulake ing permukaane. Dumadakan padha nampa Tambah kuat, nanging ing arah ngelawan saka apa samesthine. Dheweke nemokake efek pembawa minoritas - tinimbang elektron sing dikarepake, arus sing mili liwat germanium digedhekake dening bolongan sing teka saka elektrolit. Arus ing kabel ing elektrolit nggawe lapisan p-jinis (wilayah muatan positif keluwihan) ing lumahing germanium jinis-n.
Eksperimen sakteruse nuduhake yen ora ana elektrolit sing dibutuhake: mung kanthi nyelehake rong titik kontak ing permukaan germanium, bisa ngowahi arus saka siji menyang arus ing sisih liyane. Kanggo nggawa wong-wong mau kanthi cedhak, Brattain mbungkus selembar foil emas ing plastik segi telu banjur dipotong kanthi ati-ati ing pungkasane. Banjur, kanthi nggunakake spring, dheweke mencet segitiga marang germanium, minangka asil saka rong pinggiran potong ndemek permukaane kanthi jarak 0,05 mm. Iki menehi prototipe transistor Bell Labs tampilan sing khas:
Prototipe transistor Brattain lan Bardeen
Kaya piranti Mathare lan Welker, iku, ing asas, klasik "kumis kucing", mung karo rong titik kontak tinimbang siji. Ing tanggal 16 Desember, ngasilake daya lan voltase sing signifikan, lan frekuensi 1000 Hz ing sawetara swara. Seminggu sabanjure, sawise perbaikan cilik, Bardeen lan Brattain nambah voltase kaping 100 lan daya ping 40, lan nuduhake marang direktur Bell manawa piranti kasebut bisa ngasilake ucapan sing bisa dirungokake. John Pierce, anggota liya saka tim pangembangan solid-state, nyipta istilah "transistor" sawise jeneng rectifier oksida tembaga Bell, varistor.
Sajrone nem sasi sabanjure, laboratorium nyimpen kreasi anyar kanthi rahasia. Manajemen pengin mesthekake yen dheweke wis miwiti komersialisasi transistor sadurunge wong liya entuk tangane. Konferensi pers dijadwalake tanggal 30 Juni 1948, pas wektune kanggo ngrusak impen Welker lan Mathare babagan keabadian. Sauntara kuwi, klompok riset semikonduktor kanthi tenang ambruk. Sawise krungu babagan prestasi Bardeen lan Brattain, pimpinane, Bill Shockley, wiwit kerja kanggo njupuk kabeh pujian kanggo awake dhewe. Lan sanajan dheweke mung main peran pengamatan, Shockley nampa publisitas sing padha, yen ora luwih, ing presentasi umum - kaya sing katon ing foto sing dirilis iki ing aksi kasebut, ing jejere bangku lab:
Foto publisitas 1948 - Bardeen, Shockley lan Brattain
Nanging, ketenaran sing padha ora cukup kanggo Shockley. Lan sadurunge ana wong ing njaba Bell Labs ngerti babagan transistor, dheweke sibuk nggawe maneh dhewe. Lan iki mung pisanan saka akeh reinventions kuwi.
Apa maneh kanggo maca
- Robert Buderi, The Invention That Changed the World (1996)
- Michael Riordan, "How Europe Missed the Transistor," IEEE Spectrum (Nov. 1, 2005)
- Michael Riordan lan Lillian Hoddeson, Crystal Fire (1997)
- Armand Van Dormael, "Transistor 'Prancis'," (1994)
Source: www.habr.com