Transistorns historia, del 2: Från krigets degel

Transistorns historia, del 2: Från krigets degel

Andra artiklar i serien:

Krigets degel satte scenen för transistorns tillkomst. Från 1939 till 1945 utökades den tekniska kunskapen inom halvledarområdet enormt. Och det fanns en enkel anledning till detta: radar. Den viktigaste krigstekniken, varav exempel är: att upptäcka flyganfall, leta efter ubåtar, styra nattflyg mot mål, inrikta luftförsvarssystem och marinvapen. Ingenjörer har till och med lärt sig hur man skohorn små radars till artillerigranater så att de exploderar när de flyger nära målet - radiosäkringar. Men källan till denna kraftfulla nya militära teknik var i ett mer fredligt område: studiet av den övre atmosfären för vetenskapliga ändamål.

radar

År 1901 överförde Marconi Wireless Telegraph Company framgångsrikt ett trådlöst meddelande över Atlanten, från Cornwall till Newfoundland. Detta faktum har lett den moderna vetenskapen till förvirring. Om radiosändningar färdas i en rak linje (som de borde) bör sådan sändning vara omöjlig. Det finns ingen direkt siktlinje mellan England och Kanada som inte korsar jorden, så Marconis budskap fick flyga ut i rymden. Den amerikanske ingenjören Arthur Kennealy och den brittiske fysikern Oliver Heaviside föreslog samtidigt och oberoende att förklaringen till detta fenomen måste associeras med ett lager av joniserad gas som ligger i den övre atmosfären och som kan reflektera radiovågor tillbaka till jorden (Marconi trodde själv att radiovågor följa krökningen av jordens yta, men fysiker stödde det inte).

På 1920-talet hade forskare utvecklat ny utrustning som gjorde det möjligt att först bevisa jonosfärens existens och sedan studera dess struktur. De använde vakuumrör för att generera kortvågiga radiopulser, riktade antenner för att skicka upp dem i atmosfären och spela in ekon, och elektronstråleanordningar för att visa resultaten. Ju längre ekotreturfördröjningen är, desto längre bort måste jonosfären vara. Denna teknik kallades atmosfäriskt ljud, och den gav den grundläggande tekniska infrastrukturen för utvecklingen av radar (termen "radar", från RAdio Detection And Ranging, dök inte upp förrän på 1940-talet i den amerikanska flottan).

Det var bara en tidsfråga innan människor med rätt kunskap, resurser och motivation insåg potentialen för markbaserade tillämpningar av sådan utrustning (därmed är radarns historia motsatsen till teleskopets historia, som först var avsedd för markbunden användning) . Och sannolikheten för en sådan insikt ökade när radio spred sig mer och mer över planeten, och fler människor märkte störningar från närliggande fartyg, flygplan och andra stora föremål. Kunskapen om ljudtekniker i övre atmosfären spreds under den andra Internationella polaråret (1932-1933), när forskare sammanställde en karta över jonosfären från olika arktiska stationer. Strax efter utvecklade team i Storbritannien, USA, Tyskland, Italien, Sovjetunionen och andra länder sina enklaste radarsystem.

Transistorns historia, del 2: Från krigets degel
Robert Watson-Watt med sin radar från 1935

Sedan inträffade kriget och radarernas betydelse för länder – och resurserna för att utveckla dem – ökade dramatiskt. I USA samlades dessa resurser kring en ny organisation som grundades 1940 vid MIT, känd som Rad Lab (den hette så specifikt för att vilseleda utländska spioner och skapa intrycket av att radioaktivitet studerades i laboratoriet - på den tiden trodde få människor på atombomber). Rad Lab-projektet, som inte blev lika känt som Manhattan-projektet, rekryterade ändå lika framstående och begåvade fysiker från hela USA till sina led. Fem av laboratoriets första anställda (inklusive Luis Alvarez и Isidore Isaac Rabi) fick därefter Nobelpriser. I slutet av kriget arbetade omkring 500 vetenskapsläkare, vetenskapsmän och ingenjörer i laboratoriet, och totalt arbetade 4000 XNUMX personer. En halv miljon dollar – jämförbart med hela ENIAC-budgeten – spenderades enbart på Radiation Laboratory Series, en XNUMX volymer av all kunskap som erhållits från laboratoriet under kriget (även om USA:s statliga utgifter för radarteknik inte var begränsade till Rad Lab-budgeten; under kriget köpte regeringen radar för tre miljarder dollar).

Transistorns historia, del 2: Från krigets degel
MIT Building 20, där Rad Lab låg

Ett av Rad Lab:s huvudområden för forskning var högfrekvent radar. Tidiga radarer använde våglängder mätt i meter. Men högfrekventa strålar med våglängder mätt i centimeter - mikrovågor - möjliggjorde mer kompakta antenner och var mindre spridda över långa avstånd, vilket lovade större fördelar i räckvidd och noggrannhet. Mikrovågsradarer kunde passa i näsan på ett flygplan och upptäcka föremål lika stora som en ubåts periskop.

Den första som löste detta problem var ett team av brittiska fysiker från University of Birmingham. 1940 utvecklade de "resonansmagnetron", som fungerade som en elektromagnetisk "vissling", som förvandlade en slumpmässig puls av elektricitet till en kraftfull och exakt inställd stråle av mikrovågor. Denna mikrovågssändare var tusen gånger kraftfullare än sin närmaste konkurrent; det banade väg för praktiska högfrekventa radarsändare. Men han behövde en följeslagare, en mottagare som kunde upptäcka höga frekvenser. Och vid denna punkt återvänder vi till halvledarnas historia.

Transistorns historia, del 2: Från krigets degel
Magnetrontvärsnitt

Den andra ankomsten av kattens morrhår

Det visade sig att vakuumrör inte alls var lämpliga för att ta emot mikrovågsradarsignaler. Gapet mellan den varma katoden och den kalla anoden skapar en kapacitans, vilket gör att kretsen vägrar att arbeta vid höga frekvenser. Den bästa tillgängliga tekniken för högfrekvent radar var den gammaldags "kattens morrhår"- en liten bit tråd pressad mot en halvledarkristall. Flera personer har upptäckt detta på egen hand, men det som ligger närmast vår historia är vad som hände i New Jersey.

1938 ingick Bell Labs avtal med marinen för att utveckla en eldledningsradar i 40 cm-intervallet - mycket kortare och därför högre i frekvens än befintliga radarer under pre-resonant magnetron-eran. Det huvudsakliga forskningsarbetet gick till en avdelning av laboratorier i Holmdel, söder om Staten Island. Det tog inte lång tid för forskarna att ta reda på vad de skulle behöva för en högfrekvensmottagare, och snart letade ingenjören George Southworth i radiobutiker på Manhattan efter gamla katt-whisker-detektorer. Som väntat fungerade den mycket bättre än lampdetektorn, men den var instabil. Så Southworth sökte upp en elektrokemist vid namn Russell Ohl och bad honom att försöka förbättra enhetligheten i svaret hos en enpunktskristalldetektor.

Ol var en ganska säregen person, som ansåg utvecklingen av teknik vara sitt öde, och pratade om periodiska insikter med framtidsvisioner. Till exempel uppgav han att han redan 1939 visste om den framtida uppfinningen av kiselförstärkaren, men att ödet var avsett för en annan person att uppfinna den. Efter att ha studerat dussintals alternativ, bestämde han sig för kisel som det bästa ämnet för Southworth-mottagare. Problemet var möjligheten att kontrollera innehållet i materialet för att kontrollera dess elektriska egenskaper. På den tiden var industriella kiselgöt utbredda, de användes i stålverk, men vid sådan produktion besvärades ingen av till exempel innehållet av 1 % fosfor i kisel. Med hjälp av ett par metallurger gav Ol sig i kast med att skaffa mycket renare ämnen än vad som tidigare varit möjligt.

När de arbetade upptäckte de att några av deras kristaller likriktade strömmen i en riktning, medan andra likriktade strömmen i den andra. De kallade dem "n-typ" och "p-typ". Ytterligare analys visade att olika typer av föroreningar var ansvariga för dessa typer. Kisel är i den fjärde kolumnen i det periodiska systemet, vilket betyder att det har fyra elektroner i sitt yttre skal. I ett ämne av rent kisel skulle var och en av dessa elektroner kombineras med en granne. Föroreningar från den tredje kolumnen, säg bor, som har en elektron mindre, skapade ett "hål", ytterligare utrymme för strömrörelse i kristallen. Resultatet blev en halvledare av p-typ (med ett överskott av positiva laddningar). Element från den femte kolumnen, såsom fosfor, gav ytterligare fria elektroner för att bära ström, och en halvledare av n-typ erhölls.

Transistorns historia, del 2: Från krigets degel
Kristallstruktur av kisel

All denna forskning var mycket intressant, men 1940 var Southworth och Ohl inte närmare att skapa en fungerande prototyp av en högfrekvent radar. Samtidigt krävde den brittiska regeringen omedelbara praktiska resultat på grund av det hotande hotet från Luftwaffe, som redan hade skapat färdiga mikrovågsdetektorer som arbetade tillsammans med magnetronsändare.

Men balansen mellan tekniska framsteg kommer snart att tippa mot den västra sidan av Atlanten. Churchill bestämde sig för att avslöja alla Storbritanniens tekniska hemligheter för amerikanerna innan han faktiskt gick in i kriget (eftersom han antog att detta skulle hända ändå). Han ansåg att det var värt risken för informationsläckage, sedan dess skulle all industriell kapacitet i USA kastas för att lösa problem som atomvapen och radar. British Science and Technology Mission (mer känd som Tizards uppdrag) anlände till Washington i september 1940 och tog med sig i sitt bagage en gåva i form av tekniska underverk.

Upptäckten av den otroliga kraften hos resonansmagnetronen och effektiviteten hos brittiska kristalldetektorer när det gäller att ta emot dess signal återupplivade amerikansk forskning om halvledare som bas för högfrekvent radar. Det fanns mycket arbete att göra, särskilt inom materialvetenskap. För att möta efterfrågan behövde halvledarkristaller "produceras i miljoner, mycket mer än vad som tidigare varit möjligt. Det var nödvändigt att förbättra korrigeringen, minska stötkänsligheten och inbränning och minimera variationen mellan olika partier av kristaller."

Transistorns historia, del 2: Från krigets degel
Silikonpunktkontaktlikriktare

Rad Lab har öppnat nya forskningsavdelningar för att studera egenskaperna hos halvledarkristaller och hur de kan modifieras för att maximera värdefulla mottagaregenskaper. De mest lovande materialen var kisel och germanium, så Rad Lab bestämde sig för att spela säkert och lanserade parallella program för att studera båda: kisel vid University of Pennsylvania och germanium vid Purdue. Industrijättar som Bell, Westinghouse, Du Pont och Sylvania startade sina egna halvledarforskningsprogram och började utveckla nya tillverkningsanläggningar för kristalldetektorer.

Genom gemensamma ansträngningar höjdes renheten hos kisel- och germaniumkristaller från 99 % i början till 99,999 % – det vill säga till en föroreningspartikel per 100 000 atomer. I processen blev en kader av vetenskapsmän och ingenjörer nära bekanta med de abstrakta egenskaperna hos germanium och kisel och tillämpade tekniker för att kontrollera dem: smältning, växande kristaller, tillsats av nödvändiga föroreningar (som bor, vilket ökade konduktiviteten).

Och så tog kriget slut. Efterfrågan på radar försvann, men de kunskaper och färdigheter som vunnits under kriget fanns kvar, och drömmen om en solid state-förstärkare glömdes inte bort. Nu var loppet att skapa en sådan förstärkare. Och minst tre lag hade ett bra läge att vinna detta pris.

West Lafayette

Den första var en grupp från Purdue University ledd av en österrikiskfödd fysiker vid namn Carl Lark-Horowitz. Han förde på egen hand universitetets fysikavdelning ut ur dunkel genom sin talang och inflytande och påverkade Rad Labs beslut att anförtro hans laboratorium germaniumforskning.

Transistorns historia, del 2: Från krigets degel
Carl Lark-Horowitz 1947, mitt i en pipa

I början av 1940-talet ansågs kisel vara det bästa materialet för radarlikriktare, men materialet strax under det i det periodiska systemet såg också värt att studera vidare. Germanium hade en praktisk fördel på grund av sin lägre smältpunkt, vilket gjorde det lättare att arbeta med: cirka 940 grader, jämfört med 1400 grader för kisel (nästan samma som stål). På grund av den höga smältpunkten var det extremt svårt att göra ett ämne som inte skulle läcka in i det smälta kislet och förorena det.

Därför tillbringade Lark-Horowitz och hans kollegor hela kriget med att studera germaniums kemiska, elektriska och fysikaliska egenskaper. Det viktigaste hindret var "omvänd spänning": germaniumlikriktare, vid mycket låg spänning, slutade likrikta strömmen och lät den flyta i motsatt riktning. Den omvända strömpulsen brände de återstående komponenterna i radarn. En av Lark-Horowitz doktorander, Seymour Benzer, studerade detta problem i mer än ett år och utvecklade slutligen en tennbaserad tillsats som stoppade omvända pulser vid spänningar på upp till hundratals volt. Kort därefter började Western Electric, Bell Labs tillverkningsdivision, ge ut Benzer-likriktare för militärt bruk.

Studiet av germanium vid Purdue fortsatte efter kriget. I juni 1947 rapporterade Benzer, redan professor, en ovanlig anomali: i vissa experiment uppträdde högfrekventa svängningar i germaniumkristaller. Och hans kollega Ralph Bray fortsatte att studera "volymetriskt motstånd" på ett projekt som påbörjades under kriget. Volymmotstånd beskrev hur elektricitet flödar i germaniumkristallen vid kontaktpunkten för likriktaren. Bray fann att högspänningspulser avsevärt minskade n-typ germaniums motstånd mot dessa strömmar. Utan att veta om det bevittnade han det sk. "minoritets" avgiftsbärare. I halvledare av n-typ fungerar den negativa överskottsladdningen som majoritetsladdningsbärare, men positiva "hål" kan också bära ström, och i detta fall skapade högspänningspulserna hål i germaniumstrukturen, vilket gör att minoritetsladdningsbärare uppstår .

Bray och Benzer kom lockande nära germaniumförstärkaren utan att inse det. Benzer fångade Walter Brattain, en Bell Labs-forskare, vid en konferens i januari 1948 för att diskutera volymetrisk dragning med honom. Han föreslog att Brattain skulle placera ytterligare en punktkontakt bredvid den första som kunde leda ström, och då kunde de kanske förstå vad som hände under ytan. Brattain gick tyst med på detta förslag och gick därifrån. Som vi kommer att se visste han alltför väl vad ett sådant experiment kunde avslöja.

Oney-sous-Bois

Purdue-gruppen hade både teknologin och den teoretiska grunden för att ta steget mot transistorn. Men de kunde bara ha snubblat på det av en slump. De var intresserade av materialets fysiska egenskaper, och inte av sökandet efter en ny typ av enhet. En helt annan situation rådde i Aunes-sous-Bois (Frankrike), där två tidigare radarforskare från Tyskland, Heinrich Welker och Herbert Mathare, ledde ett team vars mål var att skapa industriella halvledarenheter.

Welker studerade först och undervisade sedan i fysik vid universitetet i München, som drivs av den berömde teoretikern Arnold Sommerfeld. Sedan 1940 lämnade han en rent teoretisk väg och började arbeta på en radar för Luftwaffe. Mathare (av belgiskt ursprung) växte upp i Aachen, där han studerade fysik. Han började på forskningsavdelningen för den tyska radiojätten Telefunken 1939. Under kriget flyttade han sitt arbete från Berlin österut till klostret i Schlesien för att undvika allierade flyganfall, och sedan tillbaka till väster för att undvika den framryckande Röda armén, som så småningom hamnade i den amerikanska arméns händer.

Liksom sina rivaler i Anti-Hitler-koalitionen visste tyskarna i början av 1940-talet att kristalldetektorer var idealiska mottagare för radar, och att kisel och germanium var de mest lovande materialen för deras skapelse. Mathare och Welker försökte under kriget förbättra den effektiva användningen av dessa material i likriktare. Efter kriget utsattes båda för periodiska förhör angående deras militära arbete och fick så småningom en inbjudan från en fransk underrättelseofficer till Paris 1946.

Compagnie des Freins & Signaux ("företag av bromsar och signaler"), en fransk division av Westinghouse, fick ett kontrakt från den franska telefonmyndigheten för att skapa solid-state likriktare och sökte tyska forskare för att hjälpa dem. En sådan allians av senaste fiender kan verka konstigt, men detta arrangemang visade sig vara ganska gynnsamt för båda sidor. Fransmännen, besegrade 1940, hade ingen möjlighet att skaffa sig kunskap inom halvledarområdet, och de behövde desperat tyskarnas färdigheter. Tyskarna kunde inte bedriva utveckling inom några högteknologiska områden i ett ockuperat och krigshärjat land, så de hoppade på möjligheten att fortsätta arbeta.

Welker och Mathare etablerade sitt huvudkontor i ett tvåvåningshus i Parisförorten Aunes-sous-Bois, och med hjälp av ett team av tekniker lanserade de framgångsrikt germaniumlikriktare i slutet av 1947. Sedan övergick de till mer seriösa priser: Welker återvände till sitt intresse för supraledare, och Mathare till förstärkare.

Transistorns historia, del 2: Från krigets degel
Herbert Mathare 1950

Under kriget experimenterade Mathare med tvåpunktskontaktlikriktare - "duodeoder" - i ett försök att minska kretsbruset. Han återupptog sina experiment och upptäckte snart att en andra katts morrhår, belägen 1/100 miljondels meter från den första, ibland kunde modulera strömmen som flyter genom den första morrhåren. Han skapade en solid state-förstärkare, om än en ganska värdelös sådan. För att uppnå mer tillförlitlig prestanda vände han sig till Welker, som hade fått lång erfarenhet av att arbeta med germaniumkristaller under kriget. Welkers team växte större, renare prover av germaniumkristaller, och när kvaliteten på materialet förbättrades blev Mathare-punktkontaktförstärkare tillförlitliga i juni 1948.

Transistorns historia, del 2: Från krigets degel
Röntgenbild av en "transistron" baserad på Mathare-kretsen, som har två kontaktpunkter med germanium

Mathare hade till och med en teoretisk modell av vad som hände: han trodde att den andra kontakten gjorde hål i germaniumet, påskyndade passagen av ström genom den första kontakten och försörjde minoritetsladdningsbärare. Welker höll inte med honom och trodde att det som hände berodde på någon form av fälteffekt. Men innan de kunde räkna ut enheten eller teorin fick de veta att en grupp amerikaner hade utvecklat exakt samma koncept - en germaniumförstärkare med tvåpunktskontakter - sex månader tidigare.

Murray Hill

I slutet av kriget reformerade Mervyn Kelly Bell Labs halvledarforskningsgrupp under ledning av Bill Shockley. Projektet växte, fick mer finansiering och flyttade från sin ursprungliga labbbyggnad på Manhattan till ett expanderande campus i Murray Hill, New Jersey.

Transistorns historia, del 2: Från krigets degel
Murray Hill Campus, ca. 1960

För att åter bekanta sig med avancerade halvledare (efter sin tid i operationsforskning under kriget) besökte Shockley Russell Ohls Holmdel-laboratorium våren 1945. Ohl tillbringade krigsåren med att arbeta på kisel och slösade inte bort tid. Han visade Shockley en rå förstärkare av sin egen konstruktion, som han kallade en "desister". Han tog en kontaktlikriktare av kiselpunkt och skickade ström från batteriet genom den. Uppenbarligen minskade värmen från batteriet motståndet över kontaktpunkten och gjorde likriktaren till en förstärkare som kan sända inkommande radiosignaler till en krets som är tillräckligt kraftfull för att driva en högtalare

Effekten var rå och opålitlig, olämplig för kommersialisering. Det räckte dock för att bekräfta Shockleys uppfattning att det var möjligt att skapa en halvledarförstärkare, och att denna borde prioriteras för forskning inom halvledarelektronikområdet. Det var också detta möte med Olas team som övertygade Shockley om att kisel och germanium borde studeras först. De uppvisade attraktiva elektriska egenskaper, och Ohls kolleger i metallurger Jack Skaff och Henry Theurer hade nått fantastiska framgångar med att odla, rena och dopa dessa kristaller under kriget, och överträffat all tillgänglig teknologi för andra halvledarmaterial. Shockleys grupp tänkte inte slösa mer tid på kopparoxidförstärkare före kriget.

Med Kellys hjälp började Shockley sätta ihop ett nytt team. Nyckelspelare var Walter Brattain, som hjälpte Shockley med hans första försök med en solid state-förstärkare (1940), och John Bardeen, en ung fysiker och ny Bell Labs-anställd. Bardeen hade förmodligen den mest omfattande kunskapen om fasta tillståndets fysik hos någon medlem i teamet - hans avhandling beskrev energinivåerna hos elektroner i strukturen av natriummetall. Han var också en annan skyddsling till John Hasbrouck Van Vleck, som Atanasov och Brattain.

Och precis som Atanasov krävde Bardeen och Shockleys avhandlingar extremt komplexa beräkningar. De var tvungna att använda den kvantmekaniska teorin om halvledare, definierad av Alan Wilson, för att beräkna energistrukturen hos material med hjälp av Monroes skrivbordsräknare. Genom att hjälpa till att skapa transistorn bidrog de faktiskt till att rädda framtida doktorander från sådant arbete.

Shockleys första inställning till en halvledarförstärkare förlitade sig på vad som senare kallades "fälteffekt". Han hängde en metallplatta över en halvledare av n-typ (med ett överskott av negativa laddningar). Genom att applicera en positiv laddning på plattan drog överflödiga elektroner upp på kristallens yta, vilket skapade en flod av negativa laddningar genom vilken elektrisk ström lätt kunde flöda. Den förstärkta signalen (representerad av laddningsnivån på skivan) skulle på detta sätt kunna modulera huvudkretsen (passerar längs ytan av halvledaren). Effektiviteten av detta schema föreslogs för honom av hans teoretiska kunskaper om fysik. Men trots många experiment och experiment fungerade systemet aldrig.

I mars 1946 hade Bardeen skapat en välutvecklad teori som förklarade orsaken till detta: ytan på en halvledare på kvantnivå beter sig annorlunda än dess insida. Negativa laddningar som dras till ytan fastnar i "yttillstånd" och blockerar det elektriska fältet från att penetrera plattan in i materialet. Resten av teamet fann denna analys övertygande och lanserade ett nytt forskningsprogram längs tre vägar:

  1. Bevisa förekomsten av yttillstånd.
  2. Studera deras egenskaper.
  3. Ta reda på hur du kan besegra dem och få det att fungera fälteffekttransistor.

Efter ett och ett halvt år av forskning och experiment, fick Brattain den 17 november 1947 ett genombrott. Han upptäckte att om han placerade en jonfylld vätska, såsom vatten, mellan en wafer och en halvledare, skulle ett elektriskt fält från wafern trycka jonerna mot halvledaren, där de skulle neutralisera laddningar som är fångade i yttillstånd. Nu kunde han kontrollera det elektriska beteendet hos en bit kisel genom att ändra laddningen på skivan. Denna framgång gav Bardeen en idé om ett nytt tillvägagångssätt för att skapa en förstärkare: omge likriktarens kontaktpunkt med elektrolytvatten och använd sedan en andra tråd i vattnet för att kontrollera ytförhållandena och på så sätt kontrollera konduktivitetsnivån för huvudledningen. Kontakt. Så Bardeen och Brattain kom i mål.

Bardeens idé fungerade, men förstärkningen var svag och fungerade på mycket låga frekvenser oåtkomliga för det mänskliga örat - så den var värdelös som telefon- eller radioförstärkare. Bardeen föreslog att man skulle byta till det omvända spänningsbeständiga germaniumet som tillverkades vid Purdue, och trodde att färre laddningar skulle samlas på dess yta. Plötsligt fick de en kraftig ökning, men i motsatt riktning mot vad som förväntades. De upptäckte minoritetsbärareffekten - istället för de förväntade elektronerna förstärktes strömmen som flödade genom germanium av hål som kom från elektrolyten. Strömmen på tråden i elektrolyten skapade ett lager av p-typ (ett område med överskott av positiva laddningar) på ytan av n-typ germanium.

Efterföljande experiment visade att ingen elektrolyt behövdes alls: helt enkelt genom att placera två kontaktpunkter nära germaniumytan var det möjligt att modulera strömmen från en av dem till strömmen på den andra. För att få dem så nära som möjligt lindade Brattain en bit guldfolie runt en trekantig plastbit och skar sedan försiktigt folien i slutet. Sedan, med hjälp av en fjäder, tryckte han triangeln mot germaniumet, vilket resulterade i att de två kanterna av snittet vidrörde dess yta på ett avstånd av 0,05 mm. Detta gav Bell Labs transistorprototyp dess distinkta utseende:

Transistorns historia, del 2: Från krigets degel
Brattain och Bardeen transistor prototyp

Liksom Mathare och Welkers apparat var det i princip en klassisk "kattsmorrrår", bara med två kontaktpunkter istället för en. Den 16 december producerade den en betydande ökning av effekt och spänning, och en frekvens på 1000 Hz i det hörbara området. En vecka senare, efter mindre förbättringar, hade Bardeen och Brattain ökat spänningen med 100 gånger och effekten med 40 gånger, och visade för Bells direktörer att deras enhet kunde producera hörbart tal. John Pierce, en annan medlem av solid-state-utvecklingsteamet, myntade termen "transistor" efter namnet på Bells kopparoxidlikriktare, varistorn.

Under de kommande sex månaderna höll laboratoriet den nya skapelsen hemlig. Ledningen ville se till att de hade ett försprång med att kommersialisera transistorn innan någon annan fick tag på den. En presskonferens var planerad till den 30 juni 1948, precis i tid för att krossa Welker och Mathares drömmar om odödlighet. Under tiden kollapsade halvledarforskningsgruppen tyst. Efter att ha hört om Bardeen och Brattains prestationer började deras chef, Bill Shockley, arbeta för att ta all äran för sig själv. Och även om han bara spelade en observationsroll, fick Shockley lika stor, om inte mer, publicitet i den offentliga presentationen - som man kan se på det här släppta fotot av honom mitt i händelsernas centrum, precis bredvid en labbbänk:

Transistorns historia, del 2: Från krigets degel
Publicitetsfoto från 1948 - Bardeen, Shockley och Brattain

Lika berömmelse var dock inte tillräckligt för Shockley. Och innan någon utanför Bell Labs visste om transistorn, var han upptagen med att återuppfinna den för sin egen. Och detta var bara den första av många sådana återuppfinnelser.

Vad mer att läsa

  • Robert Buderi, Uppfinningen som förändrade världen (1996)
  • Michael Riordan, "How Europe Missed the Transistor", IEEE Spectrum (1 nov. 2005)
  • Michael Riordan och Lillian Hoddeson, Crystal Fire (1997)
  • Armand Van Dormael, "Den 'franska' transistorn," www.cdvandt.org/VanDormael.pdf (1994)

Källa: will.com

Lägg en kommentar