🥇Транзисторын түүх, 3-р хэсэг: Дахин зохион бүтээсэн олон тоо

Цувралын бусад нийтлэлүүд:

Зуу гаруй жилийн турш аналог нохой дижитал сүүлээ сэгсэрсээр ирсэн. Бидний мэдрэхүйн чадварыг өргөжүүлэх оролдлого - алсын хараа, сонсгол, тэр ч байтугай тодорхой утгаараа хүрэлцэх чадвар нь инженер, эрдэмтдийг телеграф, утас, радио, радарын илүү сайн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг хайхад хүргэсэн. Энэхүү эрэл хайгуул нь шинэ төрлийн дижитал машин бүтээх арга замыг нээсэн нь зөвхөн азаар байсан юм. Тэгээд би энэ байнгын түүхийг ярихаар шийдлээ чөлөөлөгдөх, энэ үеэр харилцаа холбооны инженерүүд анхны дижитал компьютерийн түүхий эдийг нийлүүлж, заримдаа эдгээр компьютерийг өөрсдөө зохион бүтээж, бүтээж байсан.

Гэвч 1960-аад он гэхэд энэ үр дүнтэй хамтын ажиллагаа дуусч, үүнтэй хамт миний түүх болсон. Транзистор өөрөө сайжруулалтын шавхагдашгүй эх үүсвэр болж өгсөн тул дижитал тоног төхөөрөмж үйлдвэрлэгчид шинэ, сайжруулсан унтраалга хайх шаардлагагүй болсон. Жилээс жилд тэд улам бүр гүнзгийрч, хурдыг нэмэгдүүлэх, зардлыг бууруулах арга замыг үргэлж хайж олдог байв.

Гэсэн хэдий ч транзисторыг зохион бүтээх нь зогссон бол эдгээрийн аль нь ч тохиолдохгүй байсан Бардин, Браттайн нарын бүтээл.

Удаан эхлэл

Bell Labs транзисторыг зохион бүтээснээ зарлахад алдартай хэвлэлүүд тийм ч их урам зориггүй байсан. 1 оны 1948-р сарын XNUMX-ний өдөр The New York Times радиогийн мэдээний доод хэсэгт гурван догол мөрийг үйл явдалд зориулжээ. Түүгээр ч барахгүй энэ мэдээ бусдын араас гарч ирсэн нь илүү чухал гэж үзсэн: жишээлбэл, NBC дээр гарах ёстой байсан "Вальс цаг" радио шоу. Эргээд бодоход бид инээж, тэр байтугай үл мэдэгдэх зохиолчдыг загнахыг хүсч магадгүй юм - тэд хэрхэн дэлхийг орвонгоор нь эргүүлсэн үйл явдлыг таньж чадаагүй юм бэ?

Гэвч эргэн харах нь ойлголтыг гажуудуулж, тухайн үед чимээ шуугиантай далайд алдагдаж байсан дохиог олшруулдаг. 1948 оны транзистор нь таны энэ нийтлэлийг уншиж байгаа компьютеруудын транзисторуудаас тэс өөр байсан (хэрэв та үүнийг хэвлэхээр шийдээгүй бол). Тэд маш их ялгаатай байсан тул ижил нэртэй, тэдгээрийг холбосон өв залгамжлалын тасалдаагүй шугамыг үл харгалзан өөр өөр төрөл зүйл биш юмаа гэхэд өөр өөр зүйл гэж үзэх ёстой. Тэд өөр өөр найрлагатай, өөр өөр бүтэцтэй, өөр өөр үйл ажиллагааны зарчимтай, хэмжээ нь асар их ялгааг дурдахгүй. Бардин, Браттайн нарын бүтээсэн болхи төхөөрөмж нь байнгын шинэ бүтээлээр л дэлхийг болон бидний амьдралыг өөрчилж чадсан юм.

Үнэн хэрэгтээ нэг цэгийн германий транзистор нь хүлээн авснаасаа илүү анхаарал хандуулах ёсгүй байв. Энэ нь вакуум хоолойноос удамшсан хэд хэдэн согогтой байсан. Энэ нь мэдээжийн хэрэг хамгийн авсаархан чийдэнгээс хамаагүй бага байсан. Халуун утас байхгүй нь дулааныг бага гаргаж, бага эрчим хүч зарцуулдаг, шатдаггүй, хэрэглэхээс өмнө халаах шаардлагагүй гэсэн үг юм.

Гэсэн хэдий ч контактын гадаргуу дээр шороо хуримтлагдах нь эвдрэлд хүргэж, үйлчилгээний хугацааг уртасгах боломжийг үгүйсгэсэн; энэ нь илүү чимээ шуугиантай дохио өгсөн; зөвхөн бага чадал, нарийн давтамжийн мужид ажилласан; дулаан, хүйтэн, чийгшилтэй үед амжилтгүй болсон; мөн үүнийг жигд үйлдвэрлэх боломжгүй байсан. Нэг хүмүүс ижил аргаар бүтээсэн хэд хэдэн транзистор нь өөр өөр цахилгаан шинж чанартай байх болно. Энэ бүхэн нь ердийн чийдэнгээс найм дахин үнэтэй байсан.

Зөвхөн 1952 он хүртэл Bell Labs (болон бусад патент эзэмшигчид) нэг цэгийн транзисторыг практик төхөөрөмж болгоход хангалттай үйлдвэрлэлийн асуудлыг шийдэж чадсан бөгөөд тэр ч байтугай үнийн мэдрэмж харьцангуй бага байсан сонсголын аппаратын зах зээлээс цааш тархаагүй байв. ., батерейны ашиглалтын хувьд ашиг тус нь сул талуудаас илүү байв.

Гэсэн хэдий ч транзисторыг илүү сайн, илүү хэрэгцээтэй зүйл болгон хувиргах анхны оролдлогууд аль хэдийн эхэлсэн байв. Тэд үнэндээ түүний оршин тогтнохыг олон нийт мэдсэн тэр мөчөөс хамаагүй эрт эхэлсэн.

Шоклигийн амбиц

1947 оны сүүлчээр Билл Шокли маш их догдолж Чикаго руу аялжээ. Тэрээр Бардин, Браттайн хоёрын саяхан зохион бүтээсэн транзисторыг хэрхэн ялах талаар тодорхойгүй санаатай байсан ч түүнийг хөгжүүлэх боломж хараахан болоогүй байв. Тиймээс тэрээр ажлынхаа үе шатуудын хооронд амарч зугаалахын оронд Зул сарын баяр, Шинэ жилийн баярыг зочид буудалд өнгөрөөж, дэвтрийн 20 орчим хуудсыг өөрийн санаануудаар дүүргэсэн байна. Тэдний дунд хагас дамжуулагч сэндвичээс бүрдэх шинэ транзисторын санал байсан - n төрлийн хоёр ширхэгийн хооронд p төрлийн германий зүсмэл.

Энэхүү хөзрийн чадварт урамшиж, Шокли Бардин, Браттайн хоёрыг Мюррей Хилл рүү буцахыг шаардаж, транзисторыг зохион бүтээсэн бүх гавьяагаа нэхэмжилжээ. Бардин, Браттайн хоёрыг лабораторид оруулсан талбайн эффектийн тухай түүний санаа биш гэж үү? Энэ нь түүнд патентын бүх эрхийг шилжүүлэх шаардлагатай биш гэж үү? Гэсэн хэдий ч Шоклигийн заль мэх буцав: Bell Labs патентын хуульчид үл мэдэгдэх зохион бүтээгчийг Юлиус Эдгар Лилиенфельд, бараг 20 жилийн өмнө буюу 1930 онд хагас дамжуулагч талбайн нөлөөллийн өсгөгчийг патентжуулсан. Лилиенфельд мэдээж тухайн үеийн материалын төлөв байдлыг харгалзан санаагаа хэзээ ч хэрэгжүүлээгүй, гэхдээ давхцах эрсдэл хэтэрхий их байсан - энэ нь бүрэн дурдахаас зайлсхийх нь дээр байсан. патент дахь талбайн эффект.

Тиймээс Белл лаборатори Шоклид зохион бүтээгчийн өгөөмөр хувийг өгсөн ч тэд зөвхөн Бардин, Брэттейн нарыг патентдаа нэрлэсэн. Гэсэн хэдий ч хийсэн зүйлийг буцаах боломжгүй: Шоклигийн хүсэл эрмэлзэл нь түүний хоёр дэд ажилтантай харилцах харилцааг сүйрүүлсэн. Бардин транзистор дээр ажиллахаа больж, хэт дамжуулагч дээр анхаарлаа төвлөрүүлжээ. Тэрээр 1951 онд лабораторидоо орхисон. Браттайн тэнд үлдсэн ч Шоклитэй дахин хамтран ажиллахаас татгалзаж, өөр бүлэгт шилжүүлэхийг шаардав.

Бусад хүмүүстэй ажиллах чадваргүйн улмаас Шокли лабораториудад ахиц дэвшил гаргаагүй тул тэндээ ч явсан. 1956 онд тэрээр Пало Альто руу буцаж ирээд Shockley Semiconductor хэмээх транзистор компаниа байгуулжээ. Явахаасаа өмнө эхнэр Жаныг умайн хорт хавдраас эдгэрч байхад нь салж, удалгүй гэрлэсэн Эмми Ланнингтай холбоотой болсон. Гэвч түүний Калифорнийн мөрөөдлийн хоёр тал болох шинэ компани, шинэ эхнэр хоёрын зөвхөн нэг нь биелсэн. 1957 онд түүний шилдэг инженерүүд түүний удирдлагын арга барил, компанийг удирдан чиглүүлж байгаад нь уурлаж, түүнийг орхин Fairchild Semiconductor хэмээх шинэ компанийг байгуулжээ.

Шокли 1956 онд

Тиймээс Шокли компанийхаа хоосон бүрхүүлийг орхиж, Стэнфордын цахилгааны инженерийн хэлтэст ажилд орсон. Тэнд тэрээр хамт ажиллагсдаа (мөн түүний хамгийн эртний найз физикч) холдуулсан хэвээр байв. Фред Сейц) түүнийг сонирхож байсан арьс өнгөний доройтлын онолууд ба арьс өнгөний эрүүл ахуй - Өнгөрсөн дайн дууссанаас хойш АНУ-д, ялангуяа эрдэм шинжилгээний хүрээлэлд тийм ч таатай биш байсан сэдвүүд. Тэрээр маргаан дэгдээж, хэвлэл мэдээллийн хэрэгслээр ташуурдуулж, эсэргүүцлээ илэрхийлэхдээ таатай байв. Тэрээр 1989 онд нас барж, хүүхдүүд, хамтран ажиллагсдаасаа хөндийрч, зөвхөн хоёр дахь эхнэр Эмми нь зочилжээ.

Хэдийгээр түүний бизнес эрхлэх гэсэн сул оролдлого бүтэлгүйтсэн ч Шокли үржил шимтэй хөрсөнд үр тарьжээ. Сан Францискогийн булангийн бүсэд олон жижиг цахилгаан барааны фирмүүд үйлдвэрлэгдэж байсан бөгөөд дайны үеэр холбооны засгийн газраас санхүүжүүлж байсан. Шоклигийн санамсаргүй үр хүүхэд Fairchild Semiconductor нь олон арван шинэ компанийг төрүүлсэн бөгөөд тэдгээрийн хэд нь өнөөг хүртэл мэдэгдэж байгаа: Intel болон Advanced Micro Devices (AMD). 1970-аад оны эхэн үед энэ газар "Цахиурын хөндий" гэсэн хошигнол хочтой болжээ. Гэхдээ түр хүлээнэ үү - Бардин, Браттайн нар германий транзисторыг бүтээсэн. Цахиур хаанаас ирсэн бэ?

2009 онд Shockley Semiconductor байрлаж байсан хаягдсан Mountain View сайт иймэрхүү харагдаж байв. Өнөөдөр уг барилгыг нураажээ.

Цахиурын уулзвар руу

Чикагогийн нэгэн зочид буудалд Шоклигийн зохион бүтээсэн шинэ төрлийн транзисторын хувь заяа зохион бүтээгчийнхээс хамаагүй илүү аз жаргалтай байв. Энэ бүхэн нь нэг хүний дан, цэвэр хагас дамжуулагч талстыг ургуулахыг хүссэний ачаар юм. Техасын физикийн химич Гордон Тиал 30-аад онд Белл лабораторид ажилд оржээ. Транзисторын талаар олж мэдсэнийхээ дараа тэрээр тухайн үед хэрэглэж байсан поликристал хольцоос бус цэвэр дан болороос бүтээснээр түүний найдвартай байдал, хүчийг мэдэгдэхүйц сайжруулах боломжтой гэдэгт итгэлтэй болсон. Шокли түүний хүчин чармайлтыг нөөцийг дэмий үрсэн хэрэг хэмээн үгүйсгэв.

Гэсэн хэдий ч Teal тууштай байж, механик инженер Жон Литлийн тусламжтайгаар хайлсан германиас жижигхэн болор үр гаргаж авдаг төхөөрөмжийг бүтээж амжилтанд хүрсэн. Германы цөмийн эргэн тойронд хөргөхдөө болор бүтцийг өргөжүүлж, тасралтгүй, бараг цэвэр хагас дамжуулагч тор үүсгэсэн. 1949 оны хавар гэхэд Teal and Little нар захиалгаар болор бүтээж чадсан бөгөөд туршилтаар тэд поликристалл өрсөлдөгчдөөсөө хол хоцорч байгааг харуулсан. Ялангуяа тэдгээрт нэмсэн жижиг зөөвөрлөгчид дотор нь зуун микросекунд эсвэл бүр илүү удаан (бусад болор дээжинд араваас илүүгүй микросекунд) амьдрах боломжтой байв.

Одоо Тиал илүү их нөөц бололцоотой болж, багийнхаа бүрэлдэхүүнд илүү олон хүнийг элсүүлсэн бөгөөд тэдний дунд Техасаас Белл лабораторид ирсэн өөр нэг физик химич Морган Спаркс байсан. Тэд тохирох хольцын бөмбөлгүүдийг нэмж p-type эсвэл n-type германий болгохын тулд хайлмалыг өөрчилж эхлэв. Жилийн дотор тэд германий npn сэндвичийг хайлмалдаа шууд ургуулахаар технологио сайжруулсан. Энэ нь Шоклигийн таамаглаж байсанчлан яг ажиллав: p төрлийн материалаас ирсэн цахилгаан дохио нь түүнийг тойрсон n төрлийн хэсгүүдэд холбогдсон хоёр дамжуулагчийн хоорондох цахилгаан гүйдлийг модуляцлуулсан.

Морган Спаркс, Гордон Тиал нар Белл лабораторийн ажлын ширээний ард

Энэхүү өсөн нэмэгдэж буй уулзвар транзистор нь бараг бүх талаараа нэг цэгтэй холбоо барих өвөг дээдсээсээ давж гардаг. Ялангуяа энэ нь илүү найдвартай, урьдчилан таамаглах боломжтой, дуу чимээ багатай (тиймээс илүү мэдрэмтгий) бөгөөд эрчим хүчний маш хэмнэлттэй байсан - ердийн вакуум хоолойноос сая дахин бага эрчим хүч зарцуулдаг. 1951 оны XNUMX-р сард Bell Labs дахин хэвлэлийн бага хурал хийж, шинэ бүтээлээ зарлав. Анхны транзистор зах зээлд гарахаас өмнө энэ нь ямар ч хамааралгүй болсон байв.

Гэсэн хэдий ч энэ нь зөвхөн эхлэл байсан. 1952 онд Женерал Электрик (GE) холболтын транзистор хийх шинэ процесс, хайлуулах аргыг боловсруулж байгаагаа зарлав. Үүний хүрээнд n төрлийн германий нимгэн зүсмэлийн хоёр талд индий (p төрлийн донор) хоёр бөмбөлөг хайлуулсан. Энэ үйл явц нь хайлш дахь өсөн нэмэгдэж буй уулзвараас илүү хялбар бөгөөд хямд байсан; ийм транзистор нь бага эсэргүүцэл өгч, өндөр давтамжийг дэмждэг.

Өсөн нэмэгдэж буй болон хайлсан транзисторууд

Дараа жил нь Гордон Тил төрөлх муждаа буцаж очихоор шийдэж, Даллас дахь Texas Instruments (TI) компанид ажилд орсон. Тус компани нь Geophysical Services, Inc. нэртэйгээр байгуулагдсан бөгөөд анх газрын тосны хайгуулын тоног төхөөрөмж үйлдвэрлэдэг байсан бөгөөд TI нь дайны үед электроникийн салбар нээсэн бөгөөд одоо Western Electric (Bell Labs-ийн үйлдвэрлэлийн хэлтэс) лицензийн дагуу транзисторын зах зээлд нэвтэрч байна.

Teal лабораторид сурсан шинэ ур чадваруудыг авчирсан: өсөх чадвар хайлш цахиурын монокристалууд. Германы хамгийн тод сул тал нь температурт мэдрэмтгий байсан. Талст дахь германий атомууд халуунд өртөхөд чөлөөт электронуудыг хурдан хаяж, улмаар дамжуулагч болж хувирдаг. 77 хэмийн температурт транзистор шиг ажиллахаа больсон. Транзисторын борлуулалтын гол зорилго нь цэргийнхэн байсан - үнийн бага мэдрэмжтэй, тогтвортой, найдвартай, авсаархан электрон эд ангиудын асар их хэрэгцээтэй боломжит хэрэглэгч. Гэсэн хэдий ч температурт мэдрэмтгий германи нь олон цэргийн хэрэглээнд, ялангуяа сансрын салбарт хэрэглэгдэхгүй.

Цахиур нь илүү тогтвортой байсан ч гантай харьцуулахад илүү өндөр хайлах цэгийн өртөгтэй байсан. Өндөр чанартай транзистор бүтээхэд маш цэвэр талст шаардлагатай байсан тул энэ нь асар их хүндрэл учруулсан. Халуун хайлсан цахиур нь ямар ч тигель дотор байгаа бохирдлыг шингээдэг. Teel болон түүний TI дахь баг DuPont-ийн хэт цэвэр цахиурын дээжийг ашиглан эдгээр сорилтыг даван туулж чадсан. 1954 оны XNUMX-р сард Охайо мужийн Дейтон хотод болсон Радио инженерийн хүрээлэнгийн бага хурал дээр Тиал өөрийн лабораторид үйлдвэрлэсэн цахиурын шинэ төхөөрөмж нь халуун тосонд дүрсэн ч үргэлжлүүлэн ажилласаар байгааг харуулсан.

Амжилттай эхлэлүүд

Эцэст нь транзисторыг анх зохион бүтээснээс хойш долоон жилийн дараа түүнийг ижил утгатай болсон материалаас хийж болно. Бидний микропроцессор болон санах ойн чипүүдэд ашигладаг хэлбэртэй бараг төстэй транзисторууд гарч ирэхээс өмнө ойролцоогоор ижил хугацаа өнгөрөх болно.

1955 онд Bell Labs-ийн эрдэмтэд шинэ допингийн технологиор цахиурын транзистор хийж сурсан - шингэн хайлмагт хатуу бөмбөлөг хольц нэмэхийн оронд хагас дамжуулагчийн хатуу гадаргууд хийн нэмэлтийг нэвтрүүлсэн.дулааны тархалт). Температур, даралт, процедурын үргэлжлэх хугацааг сайтар хянаж, допингийн шаардлагатай гүн, зэрэгт хүрсэн. Үйлдвэрлэлийн процесст илүү их хяналт тавих нь эцсийн бүтээгдэхүүний цахилгаан шинж чанарыг илүү хянах боломжийг олгосон. Хамгийн чухал нь дулааны тархалт нь бүтээгдэхүүнийг багцаар нь үйлдвэрлэх боломжийг олгосон - та том цахиур хавтанг доплож, дараа нь транзистор болгон хувааж болно. Цэргийнхэн Bell Laboratories-ийг санхүүжүүлж байсан, учир нь үйлдвэрлэлийг эхлүүлэхэд өндөр зардал шаардагддаг. Тэдэнд хэт өндөр давтамжийн эрт анхааруулах радарын холбоосын шинэ бүтээгдэхүүн хэрэгтэй байв.Шүүдэр шугам"), Хойд туйлаас нисэж буй Зөвлөлтийн бөмбөгдөгч онгоцуудыг илрүүлэх зорилготой Арктикийн радарын станцуудын сүлжээ бөгөөд тэд нэг транзистор тутамд 100 доллар төлөхөд бэлэн байсан (энэ үед шинэ машиныг 2000 доллараар худалдаж авах боломжтой байсан).

-тэй хайлшлах фотолитографи, хольцын байршлыг хянадаг байсан нь бүхэл бүтэн хэлхээг нэг хагас дамжуулагч субстрат дээр сийлбэрлэх боломжийг нээж өгсөн бөгөөд үүнийг 1959 онд Fairchild Semiconductor болон Texas Instruments нар нэгэн зэрэг бодож байжээ.Хавтгай технологиFairchild-аас транзисторын цахилгаан контактуудыг холбосон металл хальсыг химийн аргаар хуримтлуулсан. Энэ нь гар утас үүсгэх хэрэгцээг арилгаж, үйлдвэрлэлийн зардлыг бууруулж, найдвартай байдлыг нэмэгдүүлсэн.

Эцэст нь 1960 онд Bell Labs-ийн хоёр инженер (Жон Аталла, Дэвон Кан) хээрийн транзисторын анхны концепцийг хэрэгжүүлсэн. Хагас дамжуулагчийн гадаргуу дээрх оксидын нимгэн давхарга нь гадаргуугийн төлөв байдлыг үр дүнтэй дарах чадвартай байсан бөгөөд энэ нь хөнгөн цагааны хаалганы цахилгаан талбарыг цахиур руу нэвчүүлэхэд хүргэсэн. Ийнхүү MOSFET [металл ислийн хагас дамжуулагч талбар нөлөөллийн транзистор] (эсвэл металл-оксид-хагас дамжуулагчаас MOS бүтэц) үүссэн бөгөөд үүнийг жижигрүүлэхэд маш хялбар болсон бөгөөд орчин үеийн бараг бүх компьютерт (сонирхолтой нь) ашиглагдаж байна. , Аталла Египтээс, Канг Өмнөд Солонгосоос ирсэн бөгөөд манай түүхийн бараг зөвхөн энэ хоёр инженер Европ үндэсгүй байдаг).

Эцэст нь, анхны транзисторыг зохион бүтээснээс хойш арван гурван жилийн дараа таны компьютерт транзистортой төстэй зүйл гарч ирэв. Энэ нь холболтын транзисторыг бодвол үйлдвэрлэхэд хялбар бөгөөд бага эрчим хүч хэрэглэдэг байсан ч дохионд хариу үйлдэл үзүүлэхэд нэлээд удаан байв. Зөвхөн нэг чип дээр байрлах хэдэн зуу, мянган бүрэлдэхүүн хэсгүүд бүхий том хэмжээний нэгдсэн схемүүд олширсоноор л хээрийн эффектийн транзисторын давуу талууд гарч ирэв.

Талбайн эффектийн транзисторын патентаас авсан зураг

Талбайн эффект нь Bell Labs-ийн транзисторыг хөгжүүлэхэд оруулсан сүүлчийн томоохон хувь нэмэр байв. Bell Laboratories (Western Electric компанитай), General Electric, Sylvania, Westinghouse зэрэг электроникийн томоохон үйлдвэрлэгчид хагас дамжуулагчийн судалгааг маш их цуглуулсан. 1952-1965 онуудад зөвхөн Bell Laboratories энэ сэдвээр хоёр зуу гаруй патентыг бүртгэсэн. Гэсэн хэдий ч арилжааны зах зээл Texas Instruments, Transitron, Fairchild зэрэг шинэ тоглогчдын гарт хурдан орсон.

Анхны транзисторын зах зээл томоохон тоглогчдын анхаарлыг татахад хэтэрхий жижиг байсан: 18-иад оны дундуур электрон барааны нийт зах зээл нь 1950 тэрбум доллартай харьцуулахад жилд 2 сая доллар байсан. Гэсэн хэдий ч эдгээр аварга том хүмүүсийн судалгааны лаборатори нь санамсаргүйгээр сургалтын бааз болж байв. Залуу эрдэмтэд жижиг фирмүүдэд үйлчилгээгээ борлуулахаас өмнө хагас дамжуулагчийн мэдлэгийг шингээж авах боломжтой. 1960-аад оны дундуур гуурсан электрон барааны зах зээл ноцтой буурч эхлэхэд Bell Labs, Westinghouse болон бусад нь эхлэлтэй хүмүүстэй өрсөлдөхөд хэтэрхий оройтсон байв.

Компьютерийг транзистор руу шилжүүлэх

1950-иад онд транзисторууд дөрвөн үндсэн чиглэлээр электроникийн ертөнцөд нэвтэрсэн. Эхний хоёр нь сонсголын аппарат болон зөөврийн радио байсан бөгөөд бага эрчим хүч зарцуулж, батерейны урт наслалт нь бусад зүйлийг үгүйсгэдэг. Гурав дахь нь цэргийн хэрэглээ байв. АНУ-ын арми транзисторыг хээрийн радионоос авахуулаад баллистик пуужин хүртэл ашиглах боломжтой найдвартай, авсаархан бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд их найдаж байсан. Гэсэн хэдий ч эхний өдрүүдэд транзисторуудад зарцуулсан мөнгө нь тухайн үеийн үнэ цэнийг батлахаас илүүтэй технологийн ирээдүйтэй бооцоо тавьсан мэт санагдаж байв. Эцэст нь дижитал тооцоолол бий болсон.

Компьютерийн салбарт вакуум хоолойн унтраалгын дутагдалтай талуудыг сайн мэддэг байсан бөгөөд дайн эхлэхээс өмнө зарим үл итгэгчид электрон компьютерийг практик төхөөрөмж болгох боломжгүй гэж үздэг байв. Мянга мянган чийдэнг нэг төхөөрөмжид цуглуулахад тэд цахилгаан эрчим хүчийг идэж, асар их хэмжээний дулаан ялгаруулж, найдвартай байдлын хувьд зөвхөн байнгын шаталтад л найдаж болно. Тиймээс бага чадалтай, сэрүүн, утасгүй транзистор нь компьютер үйлдвэрлэгчдийн аврагч болсон. Түүний өсгөгчийн сул тал (жишээлбэл, илүү чимээ шуугиантай гаралт) нь унтраалга болгон ашиглахад тийм ч асуудал биш байсан. Ганц саад тотгор нь зардал байсан бөгөөд цаг нь ирэхээр огцом буурч эхэлнэ.

Транзисторжуулсан компьютертэй хийсэн Америкийн бүх анхны туршилтууд нь шинэ технологийн боломжуудыг судлах цэргийн хүчний хүсэл, инженерүүдийн сайжруулсан унтраалга руу шилжих хүсэл эрмэлзэлийн уулзвар дээр явагдсан.

Bell Labs нь 1954 онд АНУ-ын Агаарын цэргийн хүчинд зориулж TRADIC-ийг бүтээж, транзисторууд нь бөмбөгдөгч онгоцонд дижитал компьютер суулгаж, аналог навигацийг сольж, зорилтот зорилтыг олж авахад туслах боломжтой эсэхийг шалгах боломжтой байв. MIT Линкольн лаборатори TX-0 компьютерийг 1956 онд агаарын довтолгооноос хамгаалах өргөн хүрээний төслийн нэг хэсэг болгон бүтээжээ. Уг машин нь өндөр хурдны тооцоололд тохирсон гадаргуугийн хаалт транзисторын өөр хувилбарыг ашигласан. Филко өөрийн SOLO компьютерээ Тэнгисийн цэргийн хүчинтэй байгуулсан гэрээний дагуу (гэхдээ NSA-ын хүсэлтээр) 1958 онд дуусгасан (гадаргуугийн саадтай транзисторын өөр хувилбарыг ашиглан).

Хүйтэн дайны үед нөөц багатай байсан Баруун Европт энэ түүх тэс өөр байсан. Манчестерийн транзистор компьютер гэх мэт машинууд, Харвелл КАДЕТ (Өөр нэр ENIAC төслөөс санаа авч, араас нь бичсэн) болон Австри Mailüfterl Эхний үеийн нэг цэгийн транзисторыг оруулаад бүтээгчдийн цуглуулж чадах нөөцийг ашигласан хажуугийн төслүүд байв.

Транзистор ашигласан анхны компьютерийн нэрний талаар маш их маргаан байдаг. Мэдээжийн хэрэг, "эхний", "транзистор", "компьютер" гэх мэт үгсийн зөв тодорхойлолтыг сонгоход л хамаатай. Ямар ч байсан түүх хаана төгсдөгийг бид мэднэ. Транзисторжуулсан компьютерийг арилжаалах нь бараг тэр даруй эхэлсэн. Жилээс жилд ижил үнэтэй компьютерууд улам бүр хүчирхэг болж, ижил чадалтай компьютерууд хямдарч, энэ үйл явц нь таталцал, эрчим хүч хэмнэлтийн хажуугаар хуулийн зэрэглэлд дэвшсэн нь маш няцашгүй мэт санагдаж байв. Аль хайрга хамгийн түрүүнд нурсан талаар маргах хэрэг байна уу?

Мурын хууль хаанаас гардаг вэ?

Шилжүүлэгчийн түүхийн төгсгөл дөхөж байгаа үед энэ уналт юунаас үүдэлтэй вэ? Яагаад Мурын хууль байдаг вэ (эсвэл байсан - бид өөр удаа энэ талаар маргах болно)? Вакуум хоолой, релений тухай хууль байдаггүйтэй адил онгоц, тоос сорогчдод зориулсан Мурын хууль байдаггүй.

Хариулт нь хоёр хэсэгтэй:

Олдворын ангилал болох шилжүүлэгчийн логик шинж чанарууд.
Транзистор хийхдээ цэвэр химийн процессыг ашиглах чадвар.

Нэгдүгээрт, шилжүүлэгчийн мөн чанарын тухай. Ихэнх олдворуудын шинж чанар нь бие махбодийн өршөөлгүй олон хязгаарлалтыг хангах ёстой. Зорчигч тээврийн онгоц олон хүний жинг даах ёстой. Тоос сорогч нь тодорхой физик хэсгээс тодорхой хэмжээний шороог тодорхой хугацаанд сорох чадвартай байх ёстой. Онгоц болон тоос сорогчийг нано хэмжээст болгон бууруулбал ямар ч хэрэггүй болно.

Шилжүүлэгч нь хүний гараар хэзээ ч хүрч байгаагүй автомат унтраалга нь бие махбодийн хязгаарлалтаас хамаагүй бага байдаг. Энэ нь хоёр өөр төлөвтэй байх ёстой бөгөөд төлөв өөрчлөгдөхөд бусад ижил төстэй унтраалгатай холбогдох боломжтой байх ёстой. Өөрөөр хэлбэл, энэ нь асаах, унтраах чадвартай байх ёстой. Транзисторын хувьд юугаараа онцлог вэ? Бусад төрлийн дижитал унтраалга яагаад ийм экспоненциал сайжруулалтыг хийгээгүй вэ?

Эндээс бид хоёр дахь баримт руу орлоо. Транзисторыг механик оролцоогүйгээр химийн процесс ашиглан хийж болно. Анхнаасаа транзисторын үйлдвэрлэлийн гол элемент нь химийн хольцыг ашиглах явдал байв. Дараа нь хавтгай процесс эхэлсэн бөгөөд энэ нь үйлдвэрлэлийн хамгийн сүүлийн механик үе шат болох утсыг холбох ажлыг арилгасан. Үүний үр дүнд тэрээр жижигрүүлэх хамгийн сүүлийн физик хязгаарлалтаас салсан. Транзисторууд хүний хуруу эсвэл ямар ч механик төхөөрөмжид хангалттай том байх шаардлагагүй болсон. Энэ бүгдийг энгийн химийн аргаар, санаанд багтамгүй бага хэмжээгээр хийсэн: сийлбэрлэхийн тулд хүчил, гадаргуугийн аль хэсэг нь сийлбэрийг эсэргүүцэхийг хянах гэрэл, сийлсэн замд бохирдол, металл хальсыг оруулах уур.

Яагаад жижигрүүлэх шаардлагатай байна вэ? Хэмжээг багасгах нь бүхэл бүтэн галактикийг тааламжтай гаж нөлөөг бий болгосон: шилжих хурд нэмэгдэж, эрчим хүчний хэрэглээ багасч, хувь хүний хуулбарын өртөг багассан. Эдгээр хүчирхэг урамшуулал нь свичийг цаашид багасгах арга замыг хайхад хүн бүрийг хүргэсэн. Хагас дамжуулагчийн үйлдвэр нь нэг хүний насан туршдаа хурууны хумсны хэмжээтэй унтраалга хийхээс эхлээд нэг миллиметр квадрат тутамд хэдэн арван сая унтраалга савлах хүртэл шилжсэн. Нэг шилжүүлэгчийн хувьд найман доллар гуйхаас эхлээд нэг доллараар хорин сая шилжүүлэгч санал болгох хүртэл.

1103 оны Intel 1971 санах ойн чип. Зөвхөн хэдэн арван микрометр хэмжээтэй бие даасан транзисторууд нүдэнд харагдахаа больсон. Түүнээс хойш тэд дахин мянга дахин буурчээ.

Өөр юу унших вэ:

Эрнест Бруан, Стюарт МакДональд, Бяцхан зургийн хувьсгал (1978)
Майкл Риордан, Лилиан Ходдесон, Кристал гал (1997)
Жоэл Шуркин, Эвдэрсэн суут ухаантан (1997)

Эх сурвалж: www.habr.com

Транзисторын түүх, 3-р хэсэг: Дахин зохион бүтээсэн олон тоо