🥇Tranzistorlar tarixi, 3-qism: Qayta ixtiro qilingan koʻpaytmalar

Seriyadagi boshqa maqolalar:

Yuz yildan ortiq vaqtdan beri analog it raqamli dumini qimirlatib kelmoqda. Bizning his-tuyg'ularimiz - ko'rish, eshitish va hatto ma'lum ma'noda teginish imkoniyatlarini kengaytirishga urinishlar muhandislar va olimlarni telegraflar, telefonlar, radiolar va radarlar uchun yaxshiroq komponentlarni izlashga olib keldi. Faqat omad tufayli bu qidiruv raqamli mashinalarning yangi turlarini yaratish yo'lini topdi. Va men bu doimiy voqeani aytib berishga qaror qildim ozod qilish, bu davrda telekommunikatsiya muhandislari birinchi raqamli kompyuterlar uchun xom ashyoni yetkazib berishdi va ba'zan hatto bu kompyuterlarni o'zlari loyihalashtirdilar va qurdilar.

Ammo 1960-yillarga kelib, bu samarali hamkorlik nihoyasiga yetdi va shu bilan mening hikoyam. Raqamli uskunalarni ishlab chiqaruvchilar endi yangi, takomillashtirilgan kalitlarni telegraf, telefon va radio dunyosiga qarashga majbur emas edilar, chunki tranzistorning o'zi yaxshilanishlarning bitmas-tuganmas manbasini taqdim etdi. Yildan yilga ular chuqurroq va chuqurroq qazishdi, har doim tezlikni eksponent ravishda oshirish va xarajatlarni kamaytirish yo'llarini topdilar.

Biroq, agar tranzistor ixtirosi to'xtaganida, bularning hech biri sodir bo'lmasdi Bardin va Brattainning ishi.

Sekin boshlash

Bell Labs kompaniyasining tranzistor ixtirosi haqidagi e'loniga mashhur matbuotda unchalik ishtiyoq yo'q edi. 1 yil 1948 iyulda The New York Times o'zining Radio News hisobotining pastki qismidagi voqeaga uchta paragraf bag'ishladi. Bundan tashqari, bu yangilik boshqalardan keyin paydo bo'ldi, shubhasiz, muhimroqdir: masalan, NBC telekanalida paydo bo'lishi kerak bo'lgan bir soatlik "Vals vaqti" radioshousi. O‘ylab qarasak, noma’lum mualliflarni kulgimiz yoki hatto tanbeh qilgimiz keladi – ular dunyoni ostin-ustun qilgan voqeani qanday tan olmadilar?

Ammo orqaga qarash idrokni buzadi, biz bilgan signallarni kuchaytiradi, ularning ahamiyati o'sha paytda shovqin dengizida yo'qolgan. 1948 yilgi tranzistor siz ushbu maqolani o'qiyotgan kompyuterlarning tranzistorlaridan juda farq qilgan (agar siz uni chop etishga qaror qilmasangiz). Ular bir-biridan shunchalik farq qilar ediki, bir xil nomga va ularni bog'lab turadigan uzluksiz meros chizig'iga qaramay, ular turli xil turlar bo'lmasa ham, ko'rib chiqilishi kerak. Ular turli xil kompozitsiyalarga, turli tuzilmalarga, turli xil ishlash tamoyillariga ega, o'lchamdagi katta farq haqida gapirmaslik kerak. Bardin va Brattain tomonidan qurilgan bema'ni qurilma faqat doimiy qayta ixtiro orqali dunyoni va hayotimizni o'zgartira oldi.

Aslida, bitta nuqtali germaniy tranzistori olinganidan ko'ra ko'proq e'tiborga loyiq emas edi. Unda vakuum trubkasidan meros bo'lib qolgan bir nechta nuqsonlar bor edi. Bu, albatta, eng ixcham lampalardan ancha kichikroq edi. Issiq filamentning yo'qligi uning kamroq issiqlik ishlab chiqarishini, kamroq energiya iste'mol qilishini, yonib ketmasligini va ishlatishdan oldin isinishni talab qilmasligini anglatadi.

Biroq, kontakt yuzasida axloqsizlikning to'planishi muvaffaqiyatsizlikka olib keldi va uzoqroq xizmat qilish muddatini bekor qildi; u shovqinli signal berdi; faqat past quvvatlarda va tor chastota diapazonida ishlagan; issiqlik, sovuq yoki namlik mavjudligida muvaffaqiyatsiz; va uni bir xilda ishlab chiqarish mumkin emas edi. Xuddi shu tarzda bir xil odamlar tomonidan yaratilgan bir nechta tranzistorlar turli xil elektr xususiyatlariga ega bo'ladi. Va bularning barchasi standart chiroqdan sakkiz baravar qimmatga tushdi.

Faqat 1952 yilga kelib, Bell Labs (va boshqa patent egalari) bir nuqtali tranzistorlar amaliy qurilmalarga aylanishi uchun yetarli ishlab chiqarish muammolarini hal qilishdi va shunga qaramay, ular narx sezgirligi nisbatan past bo'lgan eshitish vositalari bozoridan tashqariga ko'p tarqalmadi. va batareyaning ishlash muddati bo'yicha afzalliklari kamchiliklardan ko'proq edi.

Biroq, keyin tranzistorni yaxshiroq va foydaliroq narsaga aylantirish uchun birinchi urinishlar allaqachon boshlangan edi. Ular aslida jamoatchilik uning mavjudligini bilgan paytdan ancha oldin boshlangan.

Shoklining ambitsiyalari

1947 yilning oxirlarida Bill Shokli Chikagoga katta hayajon bilan sayohat qildi. U Bardin va Brattenning yaqinda ixtiro qilgan tranzistorini qanday mag'lub etish haqida noaniq g'oyalarga ega edi, lekin ularni ishlab chiqish uchun hali imkoniyat yo'q edi. Shunday qilib, u ish bosqichlari orasidagi tanaffusdan zavqlanish o'rniga, u Rojdestvo va Yangi yilni mehmonxonada o'tkazdi va o'z g'oyalari bilan daftarning 20 ga yaqin sahifasini to'ldirdi. Ular orasida yarimo'tkazgichli sendvichdan tashkil topgan yangi tranzistor - n-tipli ikkita bo'lak orasidagi p-tipli germaniy bo'lagidan iborat bo'lgan yangi tranzistor taklifi bor edi.

Bu eysdan ruhlangan Shokli Bardin va Brattendan Myurrey Xillga qaytishlari uchun da'vo qilib, tranzistorni ixtiro qilgani uchun barcha sharafni da'vo qildi. Bardin va Brattenni laboratoriyaga olib kelgan dala effekti haqidagi uning g'oyasi emasmi? Bu patentga bo'lgan barcha huquqlarni unga o'tkazish zaruratini keltirib chiqarmaydimi? Biroq, Shoklining hiylasi teskari natija berdi: Bell Labs patent huquqshunoslari noma'lum ixtirochi, Yuliy Edgar Lilienfeld, yarimo'tkazgichli maydon effekti kuchaytirgichini deyarli 20 yil oldin, 1930 yilda patentlagan. Lilienfeld, o'sha paytdagi materiallarning holatini hisobga olgan holda, albatta, o'z g'oyasini hech qachon amalga oshirmagan, ammo bir-biriga yopishib olish xavfi juda katta edi - bu haqida umuman eslashdan qochish yaxshiroqdir. patentdagi maydon effekti.

Shunday qilib, Bell Laboratoriyalari Shokliga ixtirochi kreditining saxiy ulushini bergan bo'lsa-da, ular patentda faqat Bardin va Brattain nomini oldilar. Biroq, qilingan narsani qaytarib bo'lmaydi: Shoklining ambitsiyalari uning ikki qo'l ostidagi bilan munosabatlarini buzdi. Bardin tranzistor ustida ishlashni to'xtatdi va o'ta o'tkazuvchanlikka e'tibor qaratdi. U 1951 yilda laboratoriyalarni tark etdi. Brattain u erda qoldi, lekin yana Shokli bilan ishlashdan bosh tortdi va boshqa guruhga o'tishni talab qildi.

Boshqa odamlar bilan ishlashga qodir emasligi sababli, Shokli laboratoriyalarda hech qachon muvaffaqiyatga erishmagan, shuning uchun u ham u erdan ketgan. 1956 yilda u o'zining Shockley Semiconductor tranzistor kompaniyasini yaratish uchun Palo Altoga uyiga qaytib keldi. Ketishdan oldin, u bachadon saratonidan tuzalib ketayotganda rafiqasi Jandan ajralib, Emmi Lanning bilan aloqada bo'lib, tez orada turmushga chiqdi. Ammo Kaliforniyalik orzusining ikki yarmidan - yangi kompaniya va yangi xotin - faqat bittasi amalga oshdi. 1957 yilda uning eng yaxshi muhandislari uning boshqaruv uslubidan va kompaniyani qaysi yo'nalishda olib borayotganidan g'azablanib, uni tark etib, yangi "Fairchild Semiconductor" kompaniyasini tashkil etishdi.

Shokli 1956 yil

Shunday qilib, Shokli o'z kompaniyasining bo'sh qobig'ini tashlab, Stenforddagi elektrotexnika bo'limiga ishga kirdi. U erda u hamkasblarini (va uning eng qadimgi do'sti fizikni) begonalashtirishda davom etdi. Fred Seitz) uni qiziqtirgan irqiy degeneratsiya nazariyalari va irqiy gigiena - so'nggi urush tugaganidan beri Qo'shma Shtatlarda mashhur bo'lmagan mavzular, ayniqsa akademik doiralarda. U munozaralarni qo'zg'atishdan, ommaviy axborot vositalarini qamchilashdan va noroziliklarni keltirib chiqarishdan zavq oldi. U 1989 yilda vafot etdi, bolalari va hamkasblaridan uzoqlashdi va unga faqat sodiq ikkinchi xotini Emmi tashrif buyurdi.

Uning tadbirkorlikdagi zaif urinishlari muvaffaqiyatsizlikka uchragan bo'lsa-da, Shokli serhosil tuproqqa urug' ekdi. San-Fransisko ko'rfazi hududida ko'plab kichik elektronika firmalari ishlab chiqarilgan, ular urush paytida federal hukumat tomonidan moliyalashtirilgan. Shoklining tasodifiy avlodi Fairchild Semiconductor o'nlab yangi kompaniyalarni yaratdi, ulardan bir nechtasi bugungi kunda ham ma'lum: Intel va Advanced Micro Devices (AMD). 1970-yillarning boshlariga kelib, bu hudud "Silikon vodiysi" degan masxara laqabini oldi. Lekin bir daqiqa kutib turing - Bardin va Brattain germaniy tranzistorini yaratdilar. Silikon qayerdan kelgan?

Ilgari Shockley Semiconductor joylashgan tashlandiq Mountain View sayti 2009 yilda shunday ko'rinishga ega edi. Bugungi kunda bino buzib tashlangan.

Silikon chorrahasi tomon

Chikagodagi mehmonxonada Shokli tomonidan ixtiro qilingan yangi turdagi tranzistorning taqdiri uning ixtirochisinikidan ancha baxtliroq edi. Bularning barchasi bitta odamning yagona, sof yarimo'tkazgich kristallarini etishtirish istagi tufaylidir. Doktorlik uchun o'sha paytda foydasiz bo'lgan germaniyni o'rgangan Texaslik fizik kimyogar Gordon Teal 30-yillarda Bell laboratoriyasida ishga joylashdi. Transistor haqida bilib, u o'sha paytda ishlatilgan polikristal aralashmalardan emas, balki sof monokristaldan yaratish orqali uning ishonchliligi va quvvatini sezilarli darajada yaxshilash mumkinligiga amin bo'ldi. Shokli uning sa'y-harakatlarini resurslarni behuda sarflash deb rad etdi.

Biroq, Teal davom etdi va muhandis-mexanik Jon Littl yordamida erigan germaniydan mayda kristall urug'ini ajratib oladigan qurilma yaratib, muvaffaqiyatga erishdi. Yadro atrofida sovishi natijasida germaniy kristall tuzilishini kengaytirib, uzluksiz va deyarli sof yarim o'tkazgich panjara hosil qildi. 1949 yilning bahoriga kelib, Teal va Little buyurtma berish uchun kristallar yaratishi mumkin edi va sinovlar ularning polikristal raqobatchilaridan ancha orqada ekanligini ko'rsatdi. Xususan, ularga qo'shilgan kichik tashuvchilar ichkarida yuz mikrosekund yoki undan ko'proq vaqt davomida yashashi mumkin edi (boshqa kristall namunalarida o'n mikrosekunddan ko'p bo'lmagan).

Endi Teal ko'proq resurslarga ega bo'lishi mumkin edi va o'z jamoasiga ko'proq odamlarni yolladi, ular orasida Texasdan Bell Labsga kelgan yana bir fizik kimyogar - Morgan Sparks ham bor edi. Ular mos aralashmalarning boncuklarini qo'shib, p-tipli yoki n-tipli germaniy qilish uchun eritmani o'zgartira boshladilar. Bir yil ichida ular texnologiyani shu darajada yaxshiladilarki, ular to'g'ridan-to'g'ri eritmada germaniy n-p-n sendvichini etishtirishlari mumkin edi. Va u Shokli bashorat qilganidek ishladi: p-tipli materialdan kelgan elektr signali uni o'rab turgan n-tipli qismlarga ulangan ikkita o'tkazgich orasidagi elektr tokini modulyatsiya qildi.

Morgan Sparks va Gordon Teal Bell laboratoriyasida ish stolida

Bu o'stirilgan ulanish tranzistori deyarli har jihatdan o'zining yagona kontaktli ajdodlaridan ustundir. Xususan, u ancha ishonchli va bashorat qilinadigan, shovqinni ancha kam chiqargan (shuning uchun ham sezgirroq) va energiya tejamkorligi bilan ajralib turardi – odatdagi vakuum trubkasidan million marta kam energiya sarflagan. 1951 yil iyul oyida Bell Labs yangi ixtironi e'lon qilish uchun navbatdagi matbuot anjumanini o'tkazdi. Birinchi tranzistor bozorga chiqishdan oldin ham, u allaqachon ahamiyatsiz bo'lib qolgan edi.

Va bu hali boshlanishi edi. 1952 yilda General Electric (GE) birlashma tranzistorlarini ishlab chiqarishning yangi jarayonini, termoyadroviy usulini ishlab chiqishni e'lon qildi. Uning doirasida ikkita to'p indiy (p-tipli donor) n-tipli germaniyning yupqa bo'lagining ikkala tomoniga birlashtirildi. Bu jarayon qotishmadagi o'sadigan birikmalarga qaraganda sodda va arzonroq edi; bunday tranzistor kamroq qarshilik ko'rsatdi va yuqori chastotalarni qo'llab-quvvatladi.

O'stirilgan va birlashtirilgan tranzistorlar

Keyingi yili Gordon Teal o'z davlatiga qaytishga qaror qildi va Dallasdagi Texas Instruments (TI) da ishga joylashdi. Kompaniya Geophysical Services, Inc. nomi bilan tashkil etilgan va dastlab neft qidiruvi uchun asbob-uskunalar ishlab chiqargan, TI urush paytida elektronika bo'linmasini ochgan va endi Western Electric (Bell Labs ishlab chiqarish bo'limi) litsenziyasi ostida tranzistorlar bozoriga kirmoqda.

Teal o'zi bilan laboratoriyalarda o'rganilgan yangi ko'nikmalarni olib keldi: o'sish qobiliyati va qotishma kremniy monokristallari. Germaniyning eng aniq zaifligi uning haroratga sezgirligi edi. Issiqlik ta'sirida kristalldagi germaniy atomlari tezda erkin elektronlarni chiqarib yuboradi va u tobora o'tkazgichga aylanadi. 77 °C haroratda u tranzistor kabi butunlay ishlashni to'xtatdi. Tranzistorlarni sotishning asosiy maqsadi harbiylar edi - past narxga sezgir bo'lgan va barqaror, ishonchli va ixcham elektron komponentlarga katta ehtiyojga ega bo'lgan potentsial iste'molchi. Biroq, haroratga sezgir germaniy ko'plab harbiy dasturlarda, ayniqsa aerokosmik sohada foydali bo'lmaydi.

Silikon ancha barqaror edi, lekin po'lat bilan solishtirish mumkin bo'lgan ancha yuqori erish nuqtasi narxiga tushdi. Yuqori sifatli tranzistorlarni yaratish uchun juda toza kristallar talab qilinishini hisobga olsak, bu juda katta qiyinchiliklarni keltirib chiqardi. Issiq eritilgan kremniy har qanday tigel ichidagi ifloslantiruvchi moddalarni o'zlashtiradi. Teel va uning TIdagi jamoasi DuPont’dan o‘ta toza kremniy namunalari yordamida bu qiyinchiliklarni yengib o‘tishga muvaffaq bo‘ldi. 1954 yil may oyida Ogayo shtati Deyton shahrida bo'lib o'tgan Radiotexnika instituti konferentsiyasida Teal o'z laboratoriyasida ishlab chiqarilgan yangi kremniy qurilmalari issiq moyga botirilganda ham ishlashda davom etishini ko'rsatdi.

Muvaffaqiyatli boshlanishlar

Nihoyat, tranzistor birinchi ixtiro qilinganidan taxminan etti yil o'tgach, uni sinonimga aylangan materialdan yasash mumkin edi. Va taxminan bir xil vaqt bizning mikroprotsessorlarimiz va xotira chiplarida ishlatiladigan shaklga o'xshash tranzistorlar paydo bo'lishidan oldin o'tadi.

1955 yilda Bell Labs olimlari yangi doping texnologiyasi bilan kremniy tranzistorlarini yasashni muvaffaqiyatli o'rgandilar - suyuq eritmaga qattiq aralashmalar qo'shish o'rniga ular yarimo'tkazgichning qattiq yuzasiga gazsimon qo'shimchalarni kiritdilar (termal diffuziya). Harorat, bosim va protsedura davomiyligini diqqat bilan nazorat qilib, ular kerakli chuqurlik va doping darajasiga erishdilar. Ishlab chiqarish jarayoni ustidan ko'proq nazorat qilish yakuniy mahsulotning elektr xususiyatlarini ko'proq nazorat qilish imkonini berdi. Eng muhimi, termal diffuziya mahsulotni partiyalarda ishlab chiqarish imkonini berdi - siz katta kremniy plitasini doping qilib, keyin uni tranzistorlarga kesib olishingiz mumkin edi. Harbiylar Bell Laboratoriesni moliyalashtirdi, chunki ishlab chiqarishni tashkil etish yuqori dastlabki xarajatlarni talab qildi. Ularga ultra yuqori chastotali erta ogohlantiruvchi radar aloqasi uchun yangi mahsulot kerak edi ("Shudring chiziqlari"), Shimoliy qutbdan uchayotgan sovet bombardimonchi samolyotlarini aniqlash uchun mo'ljallangan Arktika radar stantsiyalari zanjiri va ular har bir tranzistor uchun 100 dollar to'lashga tayyor edilar (bu paytlarda yangi mashinani 2000 dollarga sotib olish mumkin edi).

Bilan qotishma fotolitografiyaNopoklarning joylashishini nazorat qiluvchi , butun sxemani butunlay bitta yarimo'tkazgichli substratga yopishtirish imkoniyatini ochdi - bu bir vaqtning o'zida 1959 yilda Fairchild Semiconductor va Texas Instruments tomonidan o'ylangan.Planar texnologiyasiFairchilddan tranzistorning elektr kontaktlarini bog'laydigan metall plyonkalarning kimyoviy cho'kmasi ishlatilgan. Bu qo'lda simlarni yaratish zaruratini bartaraf etdi, ishlab chiqarish xarajatlarini qisqartirdi va ishonchlilikni oshirdi.

Nihoyat, 1960 yilda Bell Laboratoriyasining ikki muhandisi (Jon Atalla va Devon Kan) Shoklining dala effektli tranzistor uchun original kontseptsiyasini amalga oshirdilar. Yarimo'tkazgich yuzasida oksidning yupqa qatlami sirt holatini samarali tarzda bostirishga muvaffaq bo'ldi, bu alyuminiy darvozadan elektr maydonining kremniyga kirib borishiga olib keldi. Shunday qilib, MOSFET [metall oksidli yarim o'tkazgichli maydon effektli tranzistor] (yoki MOS strukturasi, metall oksidi-yarim o'tkazgichdan) paydo bo'ldi, uni miniatyura qilish juda oson bo'lib chiqdi va u hozirgacha deyarli barcha zamonaviy kompyuterlarda qo'llaniladi (qiziq. , Atalla Misrdan, Kang esa Janubiy Koreyadan bo'lgan va bizning butun tariximizdagi deyarli bu ikki muhandisning Evropa ildizlari yo'q).

Nihoyat, birinchi tranzistor ixtiro qilinganidan o'n uch yil o'tgach, kompyuteringizda tranzistorga o'xshash narsa paydo bo'ldi. Birlashma tranzistoriga qaraganda ishlab chiqarish osonroq va kamroq quvvat sarflagan, ammo signallarga javob berish juda sekin edi. Faqat bir chipda joylashgan yuzlab yoki minglab komponentlar bilan keng ko'lamli integral mikrosxemalar ko'payishi bilan dala effektli tranzistorlarning afzalliklari birinchi o'ringa chiqdi.

Dala effektli tranzistor patentidan olingan rasm

Dala effekti Bell Labsning tranzistorni ishlab chiqishdagi so'nggi katta hissasi bo'ldi. Bell Laboratories (o'zlarining Western Electric bilan), General Electric, Sylvania va Westinghouse kabi yirik elektronika ishlab chiqaruvchilari yarimo'tkazgichlar bo'yicha ta'sirchan miqdordagi tadqiqotlarni to'plashdi. 1952 yildan 1965 yilgacha faqat Bell Laboratories ushbu mavzu bo'yicha ikki yuzdan ortiq patentni ro'yxatdan o'tkazdi. Shunga qaramay, tijorat bozori tezda Texas Instruments, Transitron va Fairchild kabi yangi o'yinchilarning qo'liga tushdi.

Dastlabki tranzistorlar bozori yirik o'yinchilarning e'tiborini jalb qilish uchun juda kichik edi: 18-yillarning o'rtalarida yiliga taxminan 1950 million dollar, umumiy elektronika bozori 2 milliard dollarga teng.Ammo bu gigantlarning tadqiqot laboratoriyalari beixtiyor o'quv lagerlari bo'lib xizmat qilgan. Bu erda yosh olimlar o'z xizmatlarini kichikroq firmalarga sotishdan oldin yarimo'tkazgichlar haqidagi bilimlarni o'zlashtirishlari mumkin edi. 1960-yillarning o'rtalarida quvurli elektronika bozori jiddiy ravishda qisqara boshlaganida, Bell Labs, Westinghouse va qolganlari yangi boshlanuvchilar bilan raqobatlashish uchun juda kech edi.

Kompyuterlarning tranzistorlarga o'tishi

1950-yillarda tranzistorlar to'rtta asosiy sohada elektronika olamini bosib oldi. Birinchi ikkitasi eshitish moslamalari va portativ radiostantsiyalar edi, bu erda kam quvvat iste'moli va batareyaning uzoq ishlash muddati boshqa fikrlarni bekor qildi. Uchinchisi, harbiy maqsadlarda foydalanish edi. AQSh armiyasi tranzistorlarga ishonchli, ixcham komponentlar sifatida katta umid bog'lagan edi, ular dala radiosidan tortib ballistik raketalargacha. Biroq, dastlabki kunlarda ularning tranzistorlar uchun sarflagan mablag'lari o'sha paytdagi qiymatini tasdiqlashdan ko'ra, texnologiya kelajagiga tikilgan pulga o'xshardi. Va nihoyat, raqamli hisoblash ham bor edi.

Kompyuter sohasida vakuum trubkasi kalitlarining kamchiliklari yaxshi ma'lum edi, urushdan oldin ba'zi skeptiklar hatto elektron kompyuterni amaliy qurilma qilib bo'lmaydi, deb hisoblashgan. Minglab lampalar bitta qurilmada yig'ilganda, ular elektr energiyasini iste'mol qilib, juda katta miqdorda issiqlik hosil qildilar va ishonchlilik nuqtai nazaridan, ularning muntazam yonishiga ishonish mumkin edi. Shuning uchun kam quvvatli, salqin va ipsiz tranzistor kompyuter ishlab chiqaruvchilarining qutqaruvchisiga aylandi. Kuchaytirgich sifatida uning kamchiliklari (masalan, shovqinli chiqish) kalit sifatida foydalanilganda bunday muammo emas edi. Yagona to'siq bu xarajat edi va vaqti kelib u keskin pasayishni boshlaydi.

Amerikaning tranzistorli kompyuterlar bilan o'tkazgan barcha tajribalari armiyaning istiqbolli yangi texnologiya imkoniyatlarini o'rganish istagi va muhandislarning takomillashtirilgan kalitlarga o'tish istagi chorrahasida sodir bo'ldi.

Bell Labs 1954 yilda AQSh Harbiy-havo kuchlari uchun tranzistorlar raqamli kompyuterni bombardimonchi samolyotga o'rnatishga, analog navigatsiyani almashtirishga va nishonlarni topishga yordam beradimi yoki yo'qligini bilish uchun TRADICni qurdi. MIT Linkoln Laboratoriyasi 0 yilda havo hujumidan mudofaa loyihasi doirasida TX-1956 kompyuterini ishlab chiqdi. Mashina yuqori tezlikdagi hisoblash uchun juda mos bo'lgan sirt to'siqli tranzistorning boshqa variantidan foydalangan. Philco o'zining SOLO kompyuterini Harbiy-dengiz kuchlari bilan tuzilgan shartnoma asosida qurdi (lekin aslida NSA talabiga binoan), uni 1958 yilda tugatdi (yuzaki to'siq tranzistorining boshqa variantidan foydalangan holda).

Sovuq urush davrida resurslar bilan kam ta'minlangan G'arbiy Evropada voqea juda boshqacha edi. Manchester tranzistor kompyuteri kabi mashinalar, Harwell CADET (boshqa ism ENIAC loyihasidan ilhomlangan va teskari yozilgan) va avstriyalik Mailufterl Ular yaratuvchilari birlashtira oladigan resurslardan, shu jumladan birinchi avlod bir nuqtali tranzistorlardan foydalangan yon loyihalar edi.

Transistorlarni ishlatadigan birinchi kompyuter nomi bilan bog'liq ko'plab bahs-munozaralar mavjud. Bularning barchasi, albatta, "birinchi", "tranzistor" va "kompyuter" kabi so'zlar uchun to'g'ri ta'riflarni tanlash bilan bog'liq. Har holda, hikoya qayerda tugashini bilamiz. Transistorli kompyuterlarni tijoratlashtirish deyarli darhol boshlandi. Yildan yilga bir xil narxdagi kompyuterlar tobora kuchayib bordi va bir xil quvvatdagi kompyuterlar arzonlashdi va bu jarayon shunchalik chidab bo'lmas bo'lib tuyuldiki, u tortishish va energiyani tejashdan keyingi qonun darajasiga ko'tarildi. Qaysi tosh birinchi bo'lib qulagani haqida bahslashishimiz kerakmi?

Mur qonuni qayerdan kelib chiqqan?

Kommutatorning hikoyasining oxiriga yaqinlashar ekanmiz, so'rashga arziydi: bu halokatga nima sabab bo'ldi? Nima uchun Mur qonuni mavjud (yoki mavjud - bu haqda boshqa safar bahslashamiz)? Samolyotlar yoki changyutgichlar uchun Mur qonuni yo'q, xuddi vakuum naychalari yoki o'rni uchun hech kim yo'q.

Javob ikki qismdan iborat:

Artefakt kategoriyasi sifatida kalitning mantiqiy xususiyatlari.
Transistorlar yaratish uchun sof kimyoviy jarayonlardan foydalanish qobiliyati.

Birinchidan, kalitning mohiyati haqida. Aksariyat artefaktlarning xususiyatlari keng qamrovli jismoniy cheklovlarni qondirishi kerak. Yo'lovchi samolyoti ko'plab odamlarning og'irligini ushlab turishi kerak. Changyutgich ma'lum bir jismoniy hududdan ma'lum vaqt ichida ma'lum miqdordagi axloqsizlikni so'rib olishi kerak. Samolyotlar va changyutgichlar nano o'lchamga tushirilsa, foydasiz bo'ladi.

Kalit, hech qachon inson qo'li tegmagan avtomatik kalit, juda kamroq jismoniy cheklovlarga ega. U ikki xil holatga ega bo'lishi kerak va ularning holatlari o'zgarganda boshqa shunga o'xshash kalitlar bilan aloqa qila olishi kerak. Ya'ni, u faqat yoqish va o'chirish imkoniyatiga ega bo'lishi kerak. Transistorlarning o'ziga xos xususiyati nimada? Nima uchun raqamli kalitlarning boshqa turlari bunday eksponentsial yaxshilanishlarni boshdan kechirmadi?

Bu erda biz ikkinchi faktga keldik. Transistorlar mexanik aralashuvisiz kimyoviy jarayonlar yordamida amalga oshirilishi mumkin. Eng boshidanoq tranzistorlar ishlab chiqarishning asosiy elementi kimyoviy aralashmalardan foydalanish edi. Keyinchalik, ishlab chiqarishdan so'nggi mexanik bosqichni - simlarni ulashni bartaraf etadigan planar jarayon keldi. Natijada, u miniatyura bo'yicha oxirgi jismoniy cheklovdan xalos bo'ldi. Transistorlar endi inson barmoqlari yoki har qanday mexanik qurilma uchun etarlicha katta bo'lishi shart emas edi. Bularning barchasi oddiy kimyo yordamida, tasavvur qilib bo'lmaydigan darajada kichik miqyosda amalga oshirildi: o'chirish uchun kislota, sirtning qaysi qismlari o'qqa tutilishini nazorat qilish uchun yorug'lik va o'yilgan izlarga iflosliklar va metall plyonkalarni kiritish uchun bug '.

Nima uchun umuman miniatyura kerak? O'lchamni kamaytirish butun galaktikaga yoqimli yon ta'sirlarni berdi: kommutatsiya tezligini oshirish, energiya sarfini kamaytirish va alohida nusxalarning narxi. Ushbu kuchli rag'batlar barchani kalitlarni yanada qisqartirish yo'llarini izlashga olib keldi. Yarimo'tkazgich sanoati esa tirnoq o'lchamidagi kalitlarni ishlab chiqarishdan bir kishining umri davomida har kvadrat millimetrga o'n millionlab kalitlarni qadoqlashgacha o'tdi. Bitta kalit uchun sakkiz dollar so'rashdan tortib, bir dollarga yigirma million kalit taklif qilishgacha.

1103 yildan beri Intel 1971 xotira chipi. Hajmi bor-yo'g'i o'nlab mikrometrga teng bo'lgan individual tranzistorlar endi ko'zga ko'rinmaydi. Va shundan beri ular yana ming marta kamaydi.

Yana nimani o'qish kerak:

Ernest Bruan va Styuart MakDonald, Miniatyuradagi inqilob (1978)
Maykl Riordan va Lillian Xoddeson, Kristal olov (1997)
Joel Shurkin, singan daho (1997)

Manba: www.habr.com

Transistorlar tarixi, 3-qism: Qayta ixtiro qilingan ko'paytmalar