ट्रान्जिस्टरको इतिहास, भाग 3: बहुविध पुन: आविष्कार

श्रृंखलामा अन्य लेखहरू:

• रिले को इतिहास
  • "सूचनाको द्रुत स्थानान्तरण" को विधि, वा रिलेको उत्पत्ति
  • फार्साइबर
  • Galvanism
  • उद्यमीहरू
  • र अन्तमा, रिले
  • टेलिग्राफ कुरा गर्दै
  • बस जडान गर्नुहोस्
  • रिले कम्प्युटरहरूको बिर्सिएको जेनेरेसन
  • इलेक्ट्रोनिक युग
• इलेक्ट्रोनिक कम्प्युटर को इतिहास
  • प्रस्तावना
  • कोलोसस
  • ENIAC
  • इलेक्ट्रोनिक क्रान्ति
• ट्रान्जिस्टर को इतिहास
  • अँध्यारोमा स्पर्शको लागि मेरो बाटो बनाउँदै
  • युद्धको क्रुसिबलबाट
  • बहु पुन: आविष्कार
• इन्टरनेट इतिहास
  • सन्दर्भ नेटवर्क
  • क्षय, भाग 1
  • क्षय, भाग 2
  • अन्तरक्रियात्मकता पत्ता लगाउँदै
  • अन्तरक्रियाशीलता विस्तार गर्दै
  • अर्पानेट - जन्म
  • ARPANET - प्याकेज
  • ARPANET - सबनेट
  • सञ्चार उपकरणको रूपमा कम्प्युटर
  • इन्टरनेटको इतिहास: अन्तरक्रिया

सय वर्षभन्दा बढी समयदेखि एनालग कुकुरले आफ्नो डिजिटल पुच्छर हल्लाउँदै आएको छ। हाम्रो इन्द्रियहरूको क्षमताहरू विस्तार गर्ने प्रयासहरू - दृष्टि, श्रवण, र पनि, एक अर्थमा, स्पर्श - ले इन्जिनियरहरू र वैज्ञानिकहरूलाई टेलिग्राफ, टेलिफोन, रेडियो र रडारहरूको लागि राम्रो कम्पोनेन्टहरू खोज्न नेतृत्व गर्यो। यो सरासर भाग्यले मात्र थियो कि यो खोजले नयाँ प्रकारका डिजिटल मेसिनहरू सिर्जना गर्ने बाटो पत्ता लगायो। र मैले यो स्थिरताको कथा सुनाउने निर्णय गरें exaptation, जसको समयमा दूरसञ्चार इन्जिनियरहरूले पहिलो डिजिटल कम्प्युटरहरूको लागि कच्चा माल आपूर्ति गरे, र कहिलेकाहीँ ती कम्प्युटरहरू आफैंले डिजाइन र निर्माण गरे।

तर 1960 को दशकमा, यो फलदायी सहयोग समाप्त भयो, र यो संग मेरो कथा। डिजिटल उपकरणका निर्माताहरूले अब नयाँ, सुधारिएको स्विचहरूका लागि टेलिग्राफ, टेलिफोन र रेडियोको संसारमा हेर्नु पर्दैन, किनकि ट्रान्जिस्टरले नै सुधारको अपरिहार्य स्रोत प्रदान गरेको छ। वर्ष पछि तिनीहरूले गहिरो र गहिरो खन्थे, सधैं गति बढाउने र लागत घटाउने तरिकाहरू खोज्दै।

यद्यपि, यदि ट्रान्जिस्टरको आविष्कार रोकिएको भए यी मध्ये कुनै पनि हुने थिएन Bardeen र Brattain को काम.

ढिलो सुरु

ट्रान्जिस्टरको आविष्कारको बारेमा बेल ल्याब्सको घोषणाको लागि लोकप्रिय प्रेसमा थोरै उत्साह थियो। जुलाई 1, 1948 मा, न्यूयोर्क टाइम्सले आफ्नो रेडियो समाचार रिपोर्टको तल घटनामा तीन अनुच्छेदहरू समर्पित गर्यो। यसबाहेक, यो समाचार अरू पछि देखा पर्‍यो, स्पष्ट रूपमा अझ महत्त्वपूर्ण मानिन्छ: उदाहरणका लागि, घण्टा लामो रेडियो कार्यक्रम "वाल्ट्ज टाइम", जुन एनबीसीमा देखा पर्ने थियो। पछील्लो दृष्टिमा, हामी हाँस्न चाहन्छौं, वा अज्ञात लेखकहरूलाई पनि गाली गर्न चाहन्छौं - उनीहरूले संसारलाई उल्टो पारेको घटनालाई कसरी चिन्न असफल भए?

तर पछाडीको दृष्टिले धारणालाई विकृत गर्दछ, संकेतहरू प्रवर्द्धन गर्दछ जसको महत्त्व हामीलाई थाहा छ त्यो समयमा शोरको समुद्रमा हराएको थियो। 1948 को ट्रान्जिस्टर कम्प्यूटर को ट्रान्जिस्टरहरु भन्दा धेरै फरक थियो जसमा तपाईले यो लेख पढिरहनु भएको छ (जबसम्म तपाईले यसलाई प्रिन्ट गर्ने निर्णय गर्नुभएन)। तिनीहरू यति धेरै भिन्न थिए कि, एउटै नामको बावजुद, र तिनीहरूलाई जोड्ने विरासतको अटुट रेखा, तिनीहरू फरक प्रजातिहरू होइन भने फरक प्रजातिहरू मानिनुपर्छ। तिनीहरूसँग फरक रचनाहरू, विभिन्न संरचनाहरू, विभिन्न सञ्चालन सिद्धान्तहरू छन्, आकारमा ठूलो भिन्नता उल्लेख गर्न। यो निरन्तर पुन: आविष्कारको माध्यमबाट मात्र थियो कि बर्दीन र ब्राटेन द्वारा निर्मित अनाड़ी उपकरणले संसार र हाम्रो जीवनलाई परिवर्तन गर्न सक्छ।

वास्तवमा, एकल-बिन्दु जर्मेनियम ट्रान्जिस्टरले प्राप्त गरेको भन्दा बढी ध्यानको योग्य थिएन। यसमा भ्याकुम ट्यूबबाट विरासतमा धेरै दोषहरू थिए। यो, निस्सन्देह, सबैभन्दा कम्प्याक्ट बत्ती भन्दा धेरै सानो थियो। तातो फिलामेन्टको अभावको मतलब यसले कम तातो उत्पादन गर्छ, कम ऊर्जा खपत गर्छ, जल्दैन र प्रयोग गर्नु अघि न्यानो अप आवश्यक पर्दैन।

यद्यपि, सम्पर्क सतहमा फोहोरको संचयले विफलता निम्त्यायो र लामो सेवा जीवनको सम्भावनालाई अस्वीकार गर्यो; यसले एक शोर संकेत दियो; कम शक्ति र एक संकीर्ण आवृत्ति दायरामा मात्र काम; गर्मी, चिसो वा आर्द्रता को उपस्थिति मा असफल; र समान रूपमा उत्पादन हुन सकेन। एउटै व्यक्तिले एउटै तरिकाले बनाएका धेरै ट्रान्जिस्टरहरूमा बेग्लै फरक विद्युतीय विशेषताहरू हुन्छन्। र यो सबै एक मानक बत्ती भन्दा आठ गुणा लागतमा आयो।

यो 1952 सम्म थिएन कि बेल ल्याबहरू (र अन्य प्याटेन्ट धारकहरू) ले एकल-पोइन्ट ट्रान्जिस्टरहरू व्यावहारिक यन्त्रहरू बन्नको लागि पर्याप्त उत्पादन समस्याहरू समाधान गरेका थिए, र त्यसपछि पनि तिनीहरू श्रवण सहायता बजारभन्दा बाहिर फैलिएका थिएनन्, जहाँ मूल्य संवेदनशीलता अपेक्षाकृत कम थियो। र ब्याट्री जीवनको सन्दर्भमा फाइदाहरू बेफाइदाहरू भन्दा बढी छन्।

यद्यपि, त्यसपछि पहिलो प्रयासहरू पहिले नै ट्रान्जिस्टरलाई राम्रो र थप उपयोगीमा बदल्न थालेका थिए। तिनीहरू वास्तवमा पल भन्दा धेरै पहिले सुरु भयो जब जनताले यसको अस्तित्वको बारेमा सिके।

Shockley को महत्वाकांक्षा

1947 को अन्त्यतिर, बिल शक्लीले ठूलो उत्साहमा शिकागोको यात्रा गरे। बर्डेन र ब्राटेनले भर्खरै आविष्कार गरेको ट्रान्जिस्टरलाई कसरी हराउने भन्ने बारे उनीसँग अस्पष्ट विचारहरू थिए, तर अझै तिनीहरूलाई विकास गर्ने मौका पाएका थिएनन्। त्यसैले कामका चरणहरू बीचको विश्रामको आनन्द लिनुको सट्टा, उनले क्रिसमस र नयाँ वर्ष होटेलमा बिताए, आफ्ना विचारहरू सहितको नोटबुकको लगभग 20 पृष्ठहरू भरे। तिनीहरूमध्ये सेमीकन्डक्टर स्यान्डविच समावेश गरिएको नयाँ ट्रान्जिस्टरको प्रस्ताव थियो - एन-टाइपका दुई टुक्राहरू बीचको पी-टाइप जर्मेनियमको टुक्रा।

आफ्नो आस्तीन माथिको यो इक्काबाट प्रोत्साहित भएर, शक्लेले ट्रान्जिस्टर आविष्कारको लागि सबै श्रेय दावी गर्दै मरे हिलमा फर्किनुको लागि बर्डेन र ब्राटेनलाई दाबी गरे। बर्दीन र ब्रेटिनलाई प्रयोगशालामा पुर्‍याउने फिल्ड इफेक्टको उनको विचार थिएन? के यसले पेटेन्टको सम्पूर्ण अधिकार उहाँलाई हस्तान्तरण गर्न आवश्यक छैन? जे होस्, शक्लेको चाल फिर्ता भयो: बेल ल्याब्स पेटेन्ट वकिलहरूले पत्ता लगाए कि अज्ञात आविष्कारक, जुलियस एडगर लिलियनफेल्ड, लगभग 20 वर्ष पहिले, 1930 मा एक अर्धचालक फिल्ड इफेक्ट एम्पलीफायर प्याटेन्ट गरियो। Lilienfeld, निस्सन्देह, उस समय सामाग्री को स्थिति मा, आफ्नो विचार कहिल्यै लागू गरेन, तर ओभरल्याप को जोखिम धेरै ठूलो थियो - यो पूर्ण रूपमा उल्लेख नगर्नु राम्रो थियो। पेटेंट मा क्षेत्र प्रभाव।

त्यसोभए, बेल ल्याब्सले आविष्कारकको क्रेडिटको उदार हिस्सा शक्लीलाई दिए तापनि, तिनीहरूले पेटेन्टमा बर्डेन र ब्राटेनलाई मात्र नाम दिए। जे होस्, के गरिएको छ यसलाई पूर्ववत गर्न सकिँदैन: शक्लीको महत्वाकांक्षाले दुई अधीनस्थहरूसँगको उनको सम्बन्धलाई नष्ट गर्यो। बर्डेनले ट्रान्जिस्टरमा काम गर्न छोडे र सुपरकन्डक्टिविटीमा ध्यान केन्द्रित गरे। उनले 1951 मा प्रयोगशालाहरू छोडे। ब्राटेन त्यहाँ रहे, तर शक्लेसँग फेरि काम गर्न अस्वीकार गरे, र अर्को समूहमा सरुवा गर्न जिद्दी गरे।

अन्य मानिसहरूसँग काम गर्न नसक्ने कारणले गर्दा, शक्लीले प्रयोगशालाहरूमा कुनै प्रगति गर्न सकेन, त्यसैले उनले त्यहाँ पनि छोडे। 1956 मा, उहाँ आफ्नै ट्रान्जिस्टर कम्पनी, शक्ले सेमीकन्डक्टर सुरु गर्न पालो अल्टोमा घर फर्कनुभयो। छोड्नु अघि, उनी पाठेघरको क्यान्सरबाट निको हुँदै गर्दा आफ्नी श्रीमती जीनबाट अलग भए, र एमी ल्यानिंगसँग संलग्न भए, जसलाई उनले चाँडै विवाह गरे। तर उनको क्यालिफोर्नियाको सपनाको दुई भागहरू - एउटा नयाँ कम्पनी र नयाँ पत्नी - केवल एउटा मात्र साकार भयो। 1957 मा, उनका उत्कृष्ट इन्जिनियरहरू, उनको व्यवस्थापन शैली र कम्पनीलाई कुन दिशामा लैजाँदै थिए भनेर क्रोधित भए, उनले फेयरचाइल्ड सेमीकन्डक्टर नामको नयाँ कम्पनी खोज्न छोडे।

सन् १९५६ मा शक्ले

त्यसैले शक्लीले आफ्नो कम्पनीको खाली खोल त्यागे र स्ट्यानफोर्डको विद्युतीय इन्जिनियरिङ विभागमा जागिर लिए। त्यहाँ उनले आफ्ना सहकर्मीहरू (र उहाँको सबैभन्दा पुरानो मित्र, भौतिकशास्त्री) लाई अलग गर्न जारी राखे। फ्रेड Seitz) जातीय पतन को सिद्धान्तहरु जो उनको रुचि र जातीय स्वच्छता - अन्तिम युद्धको अन्त्यदेखि संयुक्त राज्यमा अलोकप्रिय भएका विषयहरू, विशेष गरी शैक्षिक सर्कलहरूमा। उनले विवाद चर्काउन, मिडियालाई चकित पार्ने र विरोध प्रदर्शनमा रमाइलो गरेका थिए । सन् १९८९ मा उहाँको मृत्यु भयो, आफ्ना छोराछोरी र सहकर्मीहरूबाट अलग्गिएर उहाँको सदैव समर्पित दोस्रो पत्नी एमीले मात्र भेट्नुभयो।

उद्यमशीलतामा उनको कमजोर प्रयास असफल भए पनि, शक्लीले फलदायी माटोमा बीउ रोपेका थिए। स्यान फ्रान्सिस्को खाडी क्षेत्रले धेरै साना इलेक्ट्रोनिक्स फर्महरू उत्पादन गर्यो, जुन युद्धको समयमा संघीय सरकारबाट कोषको साथ फ्लश गरिएको थियो। Fairchild Semiconductor, Shockley को आकस्मिक सन्तानले दर्जनौं नयाँ कम्पनीहरू जन्माए, जसमध्ये केही आज पनि चिनिन्छन्: Intel र Advanced Micro Devices (AMD)। 1970 को शुरुवातमा, क्षेत्रले "सिलिकन भ्याली" उपनाम कमाएको थियो। तर एक मिनेट पर्खनुहोस् - Bardeen र Brattain ले जर्मेनियम ट्रान्जिस्टर सिर्जना गर्नुभयो। सिलिकन कहाँबाट आयो?

सन् २००९ मा पहिले Shockley Semiconductor राखिएको माउन्टेन भ्यू साइट यो जस्तो देखिन्थ्यो। आज त्यो भवन भत्किएको छ ।

सिलिकन क्रसरोड तर्फ

शिकागोको होटेलमा शक्लेले आविष्कार गरेको नयाँ प्रकारको ट्रान्जिस्टरको भाग्य यसको आविष्कारकको भन्दा धेरै खुसी थियो। यो सबै एकल, शुद्ध अर्धचालक क्रिस्टल बढ्ने एक व्यक्तिको इच्छाको लागि धन्यवाद हो। गोर्डन टील, टेक्सासका भौतिक रसायनशास्त्री जसले आफ्नो डक्टरेटको लागि तत्कालीन बेकार जर्मेनियमको अध्ययन गरेका थिए, सन् १९३० को दशकमा बेल ल्याब्समा जागिर लिए। ट्रान्जिस्टरको बारेमा थाहा पाएपछि, उनी विश्वस्त भए कि यसको विश्वसनीयता र शक्तिलाई त्यसपछि प्रयोग गरिएको पोलिक्रिस्टलाइन मिश्रणबाट सट्टा शुद्ध एकल क्रिस्टलबाट सिर्जना गरेर उल्लेखनीय रूपमा सुधार गर्न सकिन्छ। शक्लीले आफ्नो प्रयासलाई स्रोतको बर्बादीको रूपमा अस्वीकार गरे।

यद्यपि, टिलले मेकानिकल इन्जिनियर जोन लिटलको सहयोगमा पग्लिएको जर्मेनियमबाट सानो क्रिस्टलको बीउ निकाल्ने यन्त्र बनाएर सफलता हासिल गर्यो। जर्मेनियम न्यूक्लियसको वरिपरि चिसो भएपछि, यसले यसको क्रिस्टल संरचना विस्तार गर्यो, निरन्तर र लगभग शुद्ध अर्धचालक जाली सिर्जना गर्यो। 1949 को वसन्त सम्म, टिल र लिटिलले अर्डर गर्न क्रिस्टलहरू सिर्जना गर्न सक्थे, र परीक्षणहरूले देखाए कि तिनीहरू आफ्ना पोलीक्रिस्टलाइन प्रतिस्पर्धीहरू भन्दा धेरै पछाडि थिए। विशेष गरी, तिनीहरूमा थपिएका साना ट्रान्सपोर्टरहरू सय माइक्रोसेकेन्ड वा अझ लामो समयसम्म बाँच्न सक्छन् (अन्य क्रिस्टल नमूनाहरूमा दस माइक्रोसेकेन्ड भन्दा बढी छैन)।

अब टिलले थप स्रोतहरू किन्न सक्थे, र आफ्नो टोलीमा थप मानिसहरू भर्ती गर्न सक्थे, जसमध्ये अर्को भौतिक रसायनज्ञ थिए जो टेक्सासबाट बेल ल्याबमा आएका थिए - मोर्गन स्पार्क्स। तिनीहरूले उपयुक्त अशुद्धताको मोतीहरू थपेर पी-टाइप वा एन-टाइप जर्मेनियम बनाउन पिघलाउन थाले। एक वर्ष भित्र, तिनीहरूले टेक्नोलोजीलाई यति हदसम्म सुधार गरे कि तिनीहरूले जर्मेनियम एनपीएन स्यान्डविच सिधै पिघ्न सक्नेछन्। र यसले शक्लीले भविष्यवाणी गरे जस्तै काम गर्यो: p-प्रकार सामग्रीबाट एक विद्युतीय संकेतले यसको वरिपरि एन-टाइप टुक्राहरूसँग जोडिएका दुई कन्डक्टरहरू बीचको विद्युतीय प्रवाहलाई परिमार्जन गर्दछ।

बेल ल्याब्सको वर्कबेन्चमा मोर्गन स्पार्क र गोर्डन टिल

यो बढेको जंक्शन ट्रान्जिस्टरले लगभग हरेक तरिकामा यसको एकल बिन्दु सम्पर्क पूर्वजलाई बाहिर निकाल्छ। विशेष गरी, यो अधिक भरपर्दो र अनुमानित थियो, धेरै कम आवाज उत्पादन गर्‍यो (र त्यसैले अधिक संवेदनशील थियो), र अत्यन्त ऊर्जा कुशल थियो - एक सामान्य भ्याकुम ट्यूब भन्दा एक मिलियन गुणा कम ऊर्जा खपत। जुलाई 1951 मा, बेल ल्याब्सले नयाँ आविष्कारको घोषणा गर्न अर्को प्रेस सम्मेलन आयोजना गर्यो। पहिलो ट्रान्जिस्टर बजारमा पुग्नु अघि नै, यो पहिले नै अनिवार्य रूपमा अप्रासंगिक भएको थियो।

र अझै पनि यो सुरुवात मात्र थियो। 1952 मा, जनरल इलेक्ट्रिक (GE) ले जंक्शन ट्रान्जिस्टरहरू, फ्यूजन विधि बनाउनको लागि नयाँ प्रक्रियाको विकासको घोषणा गर्‍यो। यसको ढाँचामा, एन-टाइप जर्मेनियमको पातलो टुक्राको दुबै छेउमा इन्डियम (पी-टाइप डोनर) को दुई बलहरू फ्यूज गरिएको थियो। यो प्रक्रिया मिश्र धातुमा बढ्दो जंक्शनहरू भन्दा सरल र सस्तो थियो; यस्तो ट्रान्जिस्टरले कम प्रतिरोध र उच्च आवृत्तिहरूलाई समर्थन गर्यो।

बढेको र फ्यूज गरिएको ट्रान्जिस्टरहरू

अर्को वर्ष, गोर्डन टिलले आफ्नो गृह राज्य फर्कने निर्णय गरे र डलासको टेक्सास इन्स्ट्रुमेन्ट्स (TI) मा जागिर लिए। कम्पनी Geophysical Services, Inc. को रूपमा स्थापित भएको थियो, र सुरुमा तेल अन्वेषणको लागि उपकरणहरू उत्पादन गरिएको थियो, TI ले युद्धको समयमा इलेक्ट्रोनिक्स डिभिजन खोलेको थियो, र अब वेस्टर्न इलेक्ट्रिक (बेल ल्याबहरूको निर्माण विभाग) बाट इजाजतपत्र अन्तर्गत ट्रान्जिस्टर बजारमा प्रवेश गरिरहेको थियो।

टिलले प्रयोगशालाहरूमा सिकेका नयाँ सीपहरू ल्यायो: बढ्ने क्षमता र मिश्र धातु सिलिकन मोनोक्रिस्टल। जर्मेनियम को सबै भन्दा स्पष्ट कमजोरी तापमान को लागी यसको संवेदनशीलता थियो। जब गर्मीमा पर्दा, क्रिस्टलमा जर्मेनियम परमाणुहरूले तुरुन्तै मुक्त इलेक्ट्रोनहरू बहाउँछन्, र यो बढ्दो रूपमा कन्डक्टरमा परिणत हुन्छ। 77 डिग्री सेल्सियसको तापक्रममा, यसले ट्रान्जिस्टर जस्तै पूर्ण रूपमा काम गर्न छोड्यो। ट्रान्जिस्टर बिक्रीको लागि मुख्य लक्ष्य सैन्य थियो - कम मूल्य संवेदनशीलता र स्थिर, भरपर्दो र कम्प्याक्ट इलेक्ट्रोनिक घटकहरूको लागि ठूलो आवश्यकता भएको सम्भावित उपभोक्ता। यद्यपि, तापमान-संवेदनशील जर्मेनियम धेरै सैन्य अनुप्रयोगहरूमा, विशेष गरी एयरोस्पेस क्षेत्रमा उपयोगी हुनेछैन।

सिलिकन धेरै स्थिर थियो, तर धेरै उच्च पिघलने बिन्दुको लागतमा आयो, इस्पातको तुलनामा। यसले ठूलो कठिनाइहरू निम्त्यायो, किनभने धेरै शुद्ध क्रिस्टलहरू उच्च-गुणस्तर ट्रान्जिस्टरहरू सिर्जना गर्न आवश्यक थियो। तातो पिघलिएको सिलिकनले जुनसुकै क्रुसिबलमा भएको प्रदूषकहरूलाई अवशोषित गर्नेछ। Teel र TI मा उनको टोलीले DuPont बाट अल्ट्रा-शुद्ध सिलिकन नमूनाहरू प्रयोग गरेर यी चुनौतीहरू पार गर्न सक्षम थिए। मे 1954 मा, डेटन, ओहायो मा रेडियो इन्जिनियरिङ् को एक संस्थान मा सम्मेलन मा, Teal आफ्नो प्रयोगशाला मा उत्पादित नयाँ सिलिकन यन्त्रहरु तातो तेल मा डुब्दा पनि काम जारी छ कि प्रदर्शन गरे।

सफल अपस्टार्टहरू

अन्ततः, ट्रान्जिस्टर पहिलो पटक आविष्कार भएको लगभग सात वर्ष पछि, यो समानार्थी बनेको सामग्रीबाट बनाउन सकिन्छ। र हाम्रो माइक्रोप्रोसेसरहरू र मेमोरी चिपहरूमा प्रयोग गरिएको आकारसँग मिल्दोजुल्दो ट्रान्जिस्टरहरू देखा पर्नु अघि लगभग त्यति नै समय बित्नेछ।

1955 मा, बेल ल्याब्सका वैज्ञानिकहरूले सफलतापूर्वक नयाँ डोपिङ प्रविधिको साथ सिलिकन ट्रान्जिस्टरहरू बनाउन सिकेका थिए - तरल पिघलमा अशुद्धताहरूको ठोस बलहरू थप्नुको सट्टा, तिनीहरूले अर्धचालकको ठोस सतहमा ग्यासयुक्त additives पेश गरे।थर्मल प्रसार)। तापक्रम, दबाब र प्रक्रियाको अवधिलाई सावधानीपूर्वक नियन्त्रण गरेर, तिनीहरूले डोपिङको आवश्यक गहिराइ र डिग्री हासिल गरे। निर्माण प्रक्रियामा ठूलो नियन्त्रणले अन्तिम उत्पादनको विद्युतीय गुणहरूमा बढी नियन्त्रण दिएको छ। अझ महत्त्वपूर्ण कुरा, थर्मल डिफ्युजनले ब्याचहरूमा उत्पादन उत्पादन गर्न सम्भव बनायो - तपाईंले सिलिकनको ठूलो स्ल्याब डोप गर्न सक्नुहुन्छ र त्यसपछि यसलाई ट्रान्जिस्टरहरूमा काट्न सक्नुहुन्छ। सेनाले बेल प्रयोगशालाहरूको लागि कोष प्रदान गर्यो किनभने उत्पादन स्थापना गर्न उच्च अग्रिम लागत आवश्यक थियो। उनीहरूलाई अति उच्च आवृत्ति प्रारम्भिक चेतावनी रडार लिङ्कको लागि नयाँ उत्पादन चाहिन्छ (“शीत रेखाहरू"), उत्तरी ध्रुवबाट उड्ने सोभियत बमवर्षकहरू पत्ता लगाउन डिजाइन गरिएको आर्कटिक रडार स्टेशनहरूको एक श्रृंखला, र तिनीहरू प्रति ट्रन्जिस्टर $ 100 बाहिर निकाल्न इच्छुक थिए (यी दिनहरू थिए जब नयाँ कार $ 2000 मा किन्न सकिन्छ)।

संग मिश्रित फोटोलिथोग्राफी, जसले अशुद्धताको स्थानलाई नियन्त्रण गर्यो, सम्पूर्ण सर्किटलाई पूर्णतया एउटै अर्धचालक सब्सट्रेटमा नक्काशी गर्ने सम्भावना खोल्यो - यो 1959 मा फेयरचाइल्ड सेमीकन्डक्टर र टेक्सास इन्स्ट्रुमेन्ट्सले एकैसाथ सोचेको थियो।प्लानर प्रविधि"फेयरचाइल्डबाट ट्रान्जिस्टरको विद्युतीय सम्पर्कहरू जोड्ने धातु फिल्महरूको रासायनिक भण्डार प्रयोग गरियो। यसले म्यानुअल तारहरू सिर्जना गर्ने आवश्यकतालाई हटायो, उत्पादन लागत घट्यो र विश्वसनीयता बढ्यो।

अन्ततः, 1960 मा, दुई बेल ल्याब इन्जिनियरहरू (जोन अटाला र डेभोन कान) ले क्षेत्र-प्रभाव ट्रान्जिस्टरको लागि शक्लेको मूल अवधारणा लागू गरे। अर्धचालकको सतहमा अक्साइडको पातलो तहले सतहको अवस्थाहरूलाई प्रभावकारी रूपमा दबाउन सक्षम थियो, जसले गर्दा एल्युमिनियम गेटबाट विद्युतीय क्षेत्र सिलिकनमा छिर्छ। यसरी MOSFET [मेटल-अक्साइड सेमीकन्डक्टर फिल्ड-इफेक्ट ट्रान्जिस्टर] (वा MOS संरचना, धातु-अक्साइड-सेमिकन्डक्टरबाट) को जन्म भएको थियो, जुन सानो बनाउन धेरै सजिलो भयो, र जुन अझै पनि लगभग सबै आधुनिक कम्प्युटरहरूमा प्रयोग गरिन्छ (चाखलाग्दो कुरा। , अटाला इजिप्टबाट आएका थिए, र कांग दक्षिण कोरियाबाट आएका थिए, र व्यावहारिक रूपमा हाम्रो सम्पूर्ण इतिहासका यी दुई इन्जिनियरहरूको युरोपेली जरा छैन)।

अन्तमा, पहिलो ट्रान्जिस्टरको आविष्कार भएको तेह्र वर्ष पछि, तपाईको कम्प्युटरमा ट्रान्जिस्टर जस्तो केहि देखा पर्‍यो। यो निर्माण गर्न सजिलो थियो र जंक्शन ट्रान्जिस्टर भन्दा कम पावर प्रयोग गर्यो, तर संकेतहरूमा प्रतिक्रिया दिन एकदम ढिलो थियो। एकल चिपमा सयौं वा हजारौं कम्पोनेन्टहरू रहेको ठूला-ठूला एकीकृत सर्किटहरूको विस्तारसँगै फिल्ड-इफेक्ट ट्रान्जिस्टरहरूको फाइदाहरू अगाडि आए।

फिल्ड इफेक्ट ट्रान्जिस्टर पेटेन्टबाट चित्रण

फिल्ड इफेक्ट ट्रान्जिस्टरको विकासमा बेल ल्याब्सको अन्तिम प्रमुख योगदान थियो। प्रमुख इलेक्ट्रोनिक्स निर्माताहरू जस्तै बेल प्रयोगशालाहरू (तिनीहरूको पश्चिमी इलेक्ट्रिकसँग), जनरल इलेक्ट्रिक, सिल्भेनिया र वेस्टिङहाउसले सेमीकन्डक्टर अनुसन्धानको प्रभावशाली मात्रा जम्मा गरेका छन्। सन् १९५२ देखि १९६५ सम्म, बेल ल्याबोरेटरीजले मात्रै यस विषयमा दुई सयभन्दा बढी पेटेन्ट दर्ता गराएका छन्। तैपनि व्यावसायिक बजार चाँडै टेक्सास इन्स्ट्रुमेन्ट्स, ट्रान्जिट्रोन र फेयरचाइल्ड जस्ता नयाँ खेलाडीहरूको हातमा पर्यो।

प्रारम्भिक ट्रान्जिस्टर बजार प्रमुख खेलाडीहरूको ध्यान आकर्षित गर्न धेरै सानो थियो: 18 को मध्यमा लगभग $ 1950 मिलियन, कुल इलेक्ट्रोनिक्स बजार $ 2 बिलियनको तुलनामा, यद्यपि यी विशालका अनुसन्धान प्रयोगशालाहरूले अनजान प्रशिक्षण शिविरको रूपमा सेवा गरे जहाँ युवा वैज्ञानिकहरूले आफ्ना सेवाहरू साना फर्महरूलाई बेच्न अघि बढ्नु अघि अर्धचालक ज्ञान अवशोषित गर्न सक्थे। जब 1960 को मध्यमा ट्यूब इलेक्ट्रोनिक्स बजार गम्भीर रूपमा संकुचित हुन थाल्यो, बेल ल्याबहरू, वेस्टिङहाउस र बाँकीलाई अपस्टार्टहरूसँग प्रतिस्पर्धा गर्न धेरै ढिलो भइसकेको थियो।

ट्रान्जिस्टरहरूमा कम्प्युटरको संक्रमण

1950 मा, ट्रान्जिस्टरहरूले चार प्रमुख क्षेत्रहरूमा इलेक्ट्रोनिक्स संसारमा आक्रमण गरे। पहिलो दुई श्रवण सहायक र पोर्टेबल रेडियोहरू थिए, जहाँ कम पावर खपत र परिणामस्वरूप लामो ब्याट्री जीवनले अन्य विचारहरूलाई ओभररोड गर्छ। तेस्रो सैन्य प्रयोग थियो। फिल्ड रेडियोदेखि ब्यालिस्टिक मिसाइलसम्म सबै कुरामा प्रयोग गर्न सकिने भरपर्दो, कम्प्याक्ट कम्पोनेन्टका रूपमा अमेरिकी सेनाले ट्रान्जिस्टरको ठूलो आशा राखेको थियो। यद्यपि, प्रारम्भिक दिनहरूमा, ट्रान्जिस्टरहरूमा तिनीहरूको खर्च तिनीहरूको तत्कालीन मूल्यको पुष्टि भन्दा पनि प्रविधिको भविष्यमा बाजी जस्तो देखिन्थ्यो। र अन्तमा, त्यहाँ डिजिटल कम्प्युटिङ पनि थियो।

कम्प्युटर क्षेत्रमा, भ्याकुम ट्यूब स्विचहरूको कमजोरीहरू राम्ररी ज्ञात थिए, युद्ध अघि केही शंकावादीहरूले पनि विश्वास गरे कि इलेक्ट्रोनिक कम्प्युटरलाई व्यावहारिक उपकरण बनाउन सकिँदैन। जब हजारौं बत्तीहरू एउटै यन्त्रमा सङ्कलन गरियो, तिनीहरूले बिजुली खाए, ठूलो मात्रामा तातो उत्पादन गरे, र विश्वसनीयताको हिसाबले, तिनीहरूको नियमित जलाउनेमा मात्र भर पर्न सक्छ। त्यसकारण, कम-शक्ति, कूल, र थ्रेडलेस ट्रान्जिस्टर कम्प्युटर निर्माताहरूको मुक्तिदाता भयो। एम्पलीफायरको रूपमा यसको बेफाइदाहरू (उदाहरणका लागि शोर आउटपुट) स्विचको रूपमा प्रयोग गर्दा त्यस्तो समस्या थिएन। एक मात्र बाधा लागत थियो, र समयमा यो तीव्र गिरावट सुरु हुनेछ।

ट्रान्जिस्टोराइज्ड कम्प्यूटरको साथ सबै प्रारम्भिक अमेरिकी प्रयोगहरू एक आशाजनक नयाँ टेक्नोलोजीको सम्भाव्यता अन्वेषण गर्ने सेनाको चाहना र सुधारिएको स्विचहरूमा जान इन्जिनियरहरूको इच्छाको बीचमा भएको थियो।

बेल ल्याब्सले 1954 मा अमेरिकी वायुसेनाको लागि TRADIC निर्माण गर्यो कि ट्रान्जिस्टरहरूले डिजिटल कम्प्युटरलाई बमवर्षकमा स्थापना गर्न, एनालग नेभिगेसन प्रतिस्थापन गर्न र लक्ष्यहरू फेला पार्न मद्दत गर्दछ। MIT लिंकन प्रयोगशालाले TX-0 कम्प्युटरलाई 1956 मा एक विस्तृत वायु रक्षा परियोजनाको भागको रूपमा विकास गर्यो। मेसिनले सतह बाधा ट्रान्जिस्टरको अर्को संस्करण प्रयोग गर्‍यो, जुन उच्च-गति कम्प्युटिङको लागि उपयुक्त छ। फिलकोले आफ्नो सोलो कम्प्युटर नौसेनासँगको सम्झौता (तर वास्तवमा NSA को अनुरोधमा) अन्तर्गत निर्माण गर्‍यो, यसलाई 1958 मा समाप्त भयो (सफेस ब्यारियर ट्रान्जिस्टरको अर्को संस्करण प्रयोग गरेर)।

शीतयुद्धको समयमा कम स्रोतसाधन भएको पश्चिमी युरोपमा, कथा धेरै फरक थियो। म्यानचेस्टर ट्रान्जिस्टर कम्प्युटर जस्ता मेसिनहरू, हार्वेल क्याडेट (ENIAC परियोजनाबाट प्रेरित अर्को नाम, र पछाडि हिज्जे), र अस्ट्रियन Mailüfterl पहिलो पुस्ताका एकल-पोइन्ट ट्रान्जिस्टरहरू सहित तिनीहरूका सिर्जनाकर्ताहरूले सँगै स्क्र्याप गर्न सक्ने स्रोतहरू प्रयोग गर्ने साइड प्रोजेक्टहरू थिए।

ट्रान्जिस्टर प्रयोग गर्ने पहिलो कम्प्युटरको शीर्षकमा धेरै विवाद छ। यो सबै तल आउँछ, निस्सन्देह, "पहिलो," "ट्रान्जिस्टर," र "कम्प्युटर" जस्ता शब्दहरूको लागि सही परिभाषाहरू छनौट गर्न। कुनै पनि अवस्थामा, हामीलाई थाहा छ कथा कहाँ समाप्त हुन्छ। ट्रान्जिस्टोराइज्ड कम्प्युटरहरूको व्यावसायीकरण लगभग तुरुन्तै सुरु भयो। वर्षैपिच्छे, एउटै मूल्यका कम्प्युटरहरू झन्-झन् शक्तिशाली हुँदै गयो, र उही शक्तिका कम्प्युटरहरू सस्तो हुँदै गयो, र यो प्रक्रिया यति अपरिहार्य देखिन्थ्यो कि यो गुरुत्वाकर्षण र ऊर्जाको संरक्षणको छेउमा कानूनको श्रेणीमा उचालियो। कुन ढुङ्गाले सबैभन्दा पहिले ढलेको थियो भनेर हामीले बहस गर्नुपर्छ?

मूरको कानून कहाँबाट आउँछ?

जब हामी स्विचको कथाको अन्त्यमा पुग्छौं, यो सोध्न लायक छ: के कारणले यो पतन भयो? किन मूरको कानून अवस्थित छ (वा अवस्थित छ - हामी अर्को पटक यसको बारेमा बहस गर्नेछौं)? त्यहाँ हवाइजहाज वा भ्याकुम क्लीनरहरूको लागि कुनै मूरको कानून छैन, जस्तै भ्याकुम ट्यूब वा रिलेहरूको लागि कोही छैन।

जवाफ दुई भागहरू छन्:

1. कलाकृति श्रेणीको रूपमा स्विचको तार्किक गुणहरू।
2. ट्रान्जिस्टरहरू बनाउन विशुद्ध रासायनिक प्रक्रियाहरू प्रयोग गर्ने क्षमता।

पहिलो, स्विच को सार बारे। धेरैजसो कलाकृतिहरूको गुणहरूले क्षमा नगर्ने भौतिक बाधाहरूको विस्तृत दायरालाई पूरा गर्नुपर्छ। एक यात्री विमानले धेरै मानिसहरूको संयुक्त वजनलाई समर्थन गर्नुपर्छ। भ्याकुम क्लिनरले निश्चित भौतिक क्षेत्रबाट निश्चित समयमा निश्चित मात्रामा फोहोर चुस्न सक्षम हुनुपर्छ। हवाईजहाज र भ्याकुम क्लिनरहरू नानोस्केलमा घटाइयो भने बेकार हुनेछ।

एक स्विच, एक स्वचालित स्विच जुन मानव हातले कहिल्यै छोएको छैन, धेरै कम भौतिक सीमाहरू छन्। यसमा दुई फरक राज्यहरू हुनुपर्दछ, र तिनीहरूको राज्यहरू परिवर्तन हुँदा यो अन्य समान स्विचहरूमा सञ्चार गर्न सक्षम हुनुपर्छ। त्यो हो, यो गर्न सक्षम हुनुपर्छ सबै चालू र बन्द छ। ट्रान्जिस्टरको बारेमा खास के छ? किन अन्य प्रकारका डिजिटल स्विचहरूले त्यस्ता घातीय सुधारहरू अनुभव गरेका छैनन्?

यहाँ हामी दोस्रो तथ्यमा आउँछौं। ट्रान्जिस्टरहरू यान्त्रिक हस्तक्षेप बिना रासायनिक प्रक्रियाहरू प्रयोग गरेर बनाउन सकिन्छ। धेरै सुरु देखि, ट्रान्जिस्टर उत्पादन को एक प्रमुख तत्व रासायनिक अशुद्धता को उपयोग थियो। त्यसपछि प्लानर प्रक्रिया आयो, जसले उत्पादनबाट अन्तिम मेकानिकल चरण हटायो - तारहरू जोड्ने। नतिजाको रूपमा, उसले लघुकरणमा अन्तिम भौतिक सीमाबाट छुटकारा पायो। ट्रान्जिस्टरहरू अब मानव औंलाहरू वा कुनै मेकानिकल उपकरणको लागि पर्याप्त ठूलो हुनु आवश्यक छैन। यो सबै साधारण रसायन विज्ञान द्वारा गरिएको थियो, कल्पना गर्न नसकिने सानो स्केलमा: नक्काशी गर्न एसिड, सतहको कुन भागले नक्काशीलाई प्रतिरोध गर्छ भनेर नियन्त्रण गर्न प्रकाश, र वाष्पले अशुद्धता र धातुको फिल्महरू नक्कली ट्र्याकहरूमा परिचय गराउने।

किन सबैमा लघुकरण आवश्यक छ? साइज घटाउनुले सुखद साइड इफेक्टहरूको सम्पूर्ण आकाशगंगा दियो: बढेको स्विचिंग गति, कम ऊर्जा खपत र व्यक्तिगत प्रतिलिपिहरूको लागत। यी शक्तिशाली प्रोत्साहनहरूले सबैलाई थप स्विचहरू कम गर्ने तरिकाहरू खोज्न नेतृत्व गरेको छ। र सेमीकन्डक्टर उद्योगले औंलाको नङको आकारको स्विचहरू बनाउनदेखि एक व्यक्तिको जीवनकालमा प्रति वर्ग मिलिमिटरमा दसौं लाख स्विचहरू प्याकेज गर्ने काम गरेको छ। एउटा स्विचको लागि आठ डलर माग्नेदेखि एक डलरमा बीस मिलियन स्विचहरू प्रस्ताव गर्ने।

Intel 1103 मेमोरी चिप 1971 बाट। व्यक्तिगत ट्रान्जिस्टरहरू, आकारमा दशौं माइक्रोमिटर मात्र, आँखाले देख्न सक्दैनन्। र त्यसपछि तिनीहरू अर्को हजार गुणा घटेका छन्।

अरु के पढ्ने:

• अर्नेस्ट ब्रुअन र स्टुअर्ट म्याकडोनाल्ड, रिभोलुसन इन मिनिएचर (1978)
• माइकल रियोर्डन र लिलियन होडेसन, क्रिस्टल फायर (1997)
• जोएल शर्किन, ब्रोकन जीनियस (1997)

स्रोत: www.habr.com