Awọn nkan miiran ninu jara:
- Itan ti awọn yii
- Awọn itan ti awọn kọmputa itanna
- Itan ti transistor
- Internet itan
Awọn crucible ti ogun ṣeto awọn ipele fun awọn dide ti transistor. Lati 1939 si 1945, imọ-ẹrọ imọ-ẹrọ ni aaye ti awọn semikondokito gbooro lọpọlọpọ. Ati pe idi kan ti o rọrun wa fun eyi: radar. Imọ-ẹrọ ti o ṣe pataki julọ ti ogun, awọn apẹẹrẹ eyiti pẹlu: wiwa awọn igbogun ti afẹfẹ, wiwa awọn ọkọ oju-omi kekere, didari awọn igbogun ti afẹfẹ alẹ si awọn ibi-afẹde, awọn eto aabo afẹfẹ ati awọn ibon ologun. Àwọn onímọ̀ ẹ̀rọ pàápàá ti kọ́ bí wọ́n ṣe ń fi bàtà bàtà àwọn radar kéékèèké sínú àwọn ìkarahun ológun kí wọ́n lè bú gbàù bí wọ́n ṣe ń fò lẹ́gbẹ̀ẹ́ ibi tí wọ́n ń lépa – . Sibẹsibẹ, orisun ti imọ-ẹrọ ologun tuntun ti o lagbara yii wa ni aaye ti o ni alaafia diẹ sii: iwadi ti oju-aye oke fun awọn idi imọ-jinlẹ.
Reda
Ni ọdun 1901, Ile-iṣẹ Teligirafu Alailowaya Marconi ni ifijišẹ ti firanṣẹ ifiranṣẹ alailowaya kọja Atlantic, lati Cornwall si Newfoundland. Òótọ́ yìí ti mú kí sáyẹ́ǹsì òde òní sínú ìdàrúdàpọ̀. Ti awọn gbigbe redio ba rin ni laini taara (bi wọn ṣe yẹ), iru gbigbe yẹ ki o jẹ eyiti ko ṣee ṣe. Ko si laini oju taara laarin England ati Canada ti ko kọja Earth, nitorinaa ifiranṣẹ Marconi ni lati fo sinu aaye. Onimọ-ẹrọ Amẹrika Arthur Kennealy ati onimọ-jinlẹ ara ilu Gẹẹsi Oliver Heaviside nigbakanna ati ni ominira dabaa pe alaye fun iṣẹlẹ yii gbọdọ ni nkan ṣe pẹlu ipele gaasi ionized ti o wa ni oju-aye oke, ti o lagbara lati ṣe afihan awọn igbi redio pada si Earth (Marconi funrararẹ gbagbọ pe awọn igbi redio tẹle awọn ìsépo ti awọn Earth ká dada, sibẹsibẹ, physicists ko ni atilẹyin ti o).
Ni awọn ọdun 1920, awọn onimo ijinlẹ sayensi ti ṣe agbekalẹ ohun elo tuntun ti o jẹ ki o ṣee ṣe lati kọkọ jẹri aye ti ionosphere ati lẹhinna ṣe iwadi eto rẹ. Wọn lo awọn tubes igbale lati ṣe ina awọn iṣan redio igbi kukuru, awọn eriali itọnisọna lati firanṣẹ wọn si oju-aye ati ṣe igbasilẹ awọn iwoyi, ati lati ṣe afihan awọn abajade. Ni gun idaduro ipadabọ iwoyi, siwaju kuro ni ionosphere gbọdọ jẹ. Imọ-ẹrọ yii ni a pe ni ohun afetigbọ, ati pe o pese awọn amayederun imọ-ẹrọ ipilẹ fun idagbasoke radar (ọrọ naa “radar”, lati Iwari redio Ati Ranging, ko han titi di awọn ọdun 1940 ni Ọgagun US).
O jẹ ọrọ kan ti akoko ṣaaju ki awọn eniyan ti o ni oye ti o tọ, awọn orisun ati iwuri ṣe akiyesi agbara fun awọn ohun elo ori ilẹ ti iru ohun elo (nitorinaa itan-akọọlẹ ti radar jẹ idakeji itan-akọọlẹ ti imutobi, eyiti a pinnu akọkọ fun lilo ilẹ) . Ati pe o ṣeeṣe ti iru oye kan pọ si bi redio ti ntan siwaju ati siwaju sii kọja aye, ati pe diẹ sii eniyan ṣe akiyesi kikọlu ti n bọ lati awọn ọkọ oju-omi kekere ti o wa nitosi, awọn ọkọ ofurufu ati awọn ohun nla miiran. Imọ ti awọn imọ-ẹrọ ohun afetigbọ oju-aye oke tan kaakiri lakoko keji (1932-1933), nigbati awọn onimo ijinlẹ sayensi ṣe akopọ maapu ti ionosphere lati awọn ibudo Arctic oriṣiriṣi. Laipẹ lẹhinna, awọn ẹgbẹ ni Ilu Gẹẹsi, AMẸRIKA, Jẹmánì, Ilu Italia, USSR ati awọn orilẹ-ede miiran ni idagbasoke awọn eto radar ti o rọrun wọn.
pẹlu rẹ 1935 Reda
Lẹhinna ogun naa ṣẹlẹ, ati pataki ti awọn radar si awọn orilẹ-ede — ati awọn orisun lati ṣe idagbasoke wọn — pọ si pupọ. Ni Orilẹ Amẹrika, awọn orisun wọnyi pejọ ni ayika agbari tuntun ti o da ni ọdun 1940 ni MIT, ti a mọ si (O jẹ orukọ rẹ ni pataki lati ṣi awọn amí ajeji lọna ati ṣẹda imọran pe a ti ṣe iwadi ipanilara ninu yàrá - ni akoko yẹn diẹ eniyan gbagbọ ninu awọn bombu atomiki). Ise agbese Rad Lab, eyiti ko di olokiki bi Manhattan Project, sibẹsibẹ ko gba iṣẹ ti o ṣe pataki julọ ati awọn onimọ-jinlẹ ti o ni talenti lati gbogbo Ilu Amẹrika si awọn ipo rẹ. Marun ninu awọn oṣiṣẹ akọkọ ti yàrá (pẹlu и ) lẹhinna gba Awọn ẹbun Nobel. Ni opin ogun naa, nipa awọn dokita 500 ti imọ-jinlẹ, awọn onimọ-jinlẹ ati awọn onimọ-ẹrọ ṣiṣẹ ni ile-iyẹwu, ati lapapọ eniyan 4000 ṣiṣẹ. Idaji miliọnu dọla - ti o ṣe afiwe si gbogbo isuna ENIAC — ni a lo lori Ibaraẹnisọrọ Radiation Laboratory nikan, igbasilẹ iwọn-meje-meje ti gbogbo imọ ti o gba lati inu yàrá yàrá lakoko ogun (botilẹjẹpe inawo ijọba AMẸRIKA lori imọ-ẹrọ radar ko ni opin. si isuna Rad Lab; lakoko ogun, ijọba ra awọn radar ti bilionu mẹta dọla).
MIT Building 20, ibi ti Rad Lab ti wa ni be
Ọkan ninu awọn agbegbe akọkọ ti iwadi ti Rad Lab jẹ radar-igbohunsafẹfẹ giga. Awọn radar ni kutukutu lo awọn iwọn gigun ti a wọn ni awọn mita. Ṣugbọn awọn ina-igbohunsafẹfẹ ti o ga julọ pẹlu awọn iwọn gigun ti a wọn ni awọn sẹntimita-microwaves-ti a gba laaye fun awọn eriali iwapọ diẹ sii ati pe wọn ko tuka lori awọn ijinna pipẹ, ti n ṣe ileri awọn anfani nla ni iwọn ati deede. Awọn radar Makirowefu le baamu si imu ti ọkọ ofurufu ati rii awọn nkan ti o ni iwọn periscope submarine kan.
Akọkọ lati yanju iṣoro yii jẹ ẹgbẹ kan ti awọn onimọ-jinlẹ ti Ilu Gẹẹsi lati Ile-ẹkọ giga ti Birmingham. Ni 1940 wọn ni idagbasoke ".“, eyiti o ṣiṣẹ bi “súfèé” itanna kan, titan pulse ina mọnamọna lairotẹlẹ sinu ina ti o lagbara ati aifwy deede ti awọn microwaves. Atagba makirowefu yii jẹ igba ẹgbẹrun diẹ sii lagbara ju oludije to sunmọ rẹ; o pa ọna fun ilowo ga-igbohunsafẹfẹ Reda Atagba. Sibẹsibẹ, o nilo ẹlẹgbẹ kan, olugba ti o lagbara lati ṣawari awọn igbohunsafẹfẹ giga. Ati ni aaye yii a pada si itan-akọọlẹ ti semiconductors.
Magnetron agbelebu-apakan
Wiwa keji ti whisker ologbo
O wa jade pe awọn tubes igbale ko dara rara fun gbigba awọn ifihan agbara radar makirowefu. Aafo laarin awọn gbona cathode ati awọn tutu anode ṣẹda a capacitance, nfa awọn Circuit kọ lati ṣiṣẹ ni ga nigbakugba. Imọ-ẹrọ ti o dara julọ ti o wa fun radar igbohunsafẹfẹ giga jẹ aṣa atijọ ""- ẹyọ okun waya kekere kan ti a tẹ si kristali semikondokito kan. Ọpọlọpọ eniyan ti ṣe awari eyi ni ominira, ṣugbọn ohun ti o sunmọ julọ si itan wa ni ohun ti o ṣẹlẹ ni New Jersey.
Ni ọdun 1938, Bell Labs ṣe adehun pẹlu Ọgagun lati ṣe agbekalẹ radar-iṣakoso ina ni iwọn 40 cm - kukuru pupọ, nitorinaa o ga julọ ni igbohunsafẹfẹ, ju awọn radar ti o wa tẹlẹ ni akoko magnetron ti iṣaaju-resonant. Iṣẹ iwadi akọkọ lọ si pipin awọn ile-iṣẹ ni Holmdel, guusu ti Staten Island. Ko pẹ diẹ fun awọn oniwadi lati ṣawari kini wọn yoo nilo fun olugba igbohunsafẹfẹ giga, ati laipẹ ẹlẹrọ George Southworth n ṣafẹri awọn ile itaja redio ni Manhattan fun awọn aṣawari ologbo-whisker atijọ. Gẹgẹbi a ti ṣe yẹ, o ṣiṣẹ dara julọ ju aṣawari atupa lọ, ṣugbọn o jẹ riru. Nítorí náà, Southworth wá onímọ̀ sáyẹ́ǹsì kan tí ń jẹ́ Russell Ohl, ó sì ní kí ó gbìyànjú láti mú ìrẹ̀wẹ̀sì bá ọ̀rọ̀ ìdáhùn kírísítálì ojú kan ṣoṣo.
Ol jẹ eniyan pataki kan, ti o ka idagbasoke ti imọ-ẹrọ lati jẹ ayanmọ rẹ, o sọrọ nipa awọn oye igbakọọkan pẹlu awọn iran ti ọjọ iwaju. Fun apẹẹrẹ, o sọ pe pada ni ọdun 1939 o mọ nipa iṣelọpọ ọjọ iwaju ti ampilifaya silikoni, ṣugbọn ayanmọ yẹn jẹ ipinnu fun eniyan miiran lati ṣẹda rẹ. Lẹhin kika awọn dosinni ti awọn aṣayan, o yanju lori ohun alumọni bi nkan ti o dara julọ fun awọn olugba Southworth. Iṣoro naa ni agbara lati ṣakoso awọn akoonu inu ohun elo lati ṣakoso awọn ohun-ini itanna rẹ. Ni akoko yẹn, awọn ingots silikoni ile-iṣẹ ni ibigbogbo; wọn lo ninu awọn irin ọlọ, ṣugbọn ni iru iṣelọpọ ko si ẹnikan ti o ni idamu nipasẹ, sọ, akoonu ti 1% irawọ owurọ ni silikoni. Ní fífi ìrànlọ́wọ́ àwọn oníṣẹ́-ọnà-ọ̀fẹ́ méjì kan, Ol gbéra láti gba àwọn àlàfo tí ó mọ́ ju bí ó ti ṣeé ṣe tẹ́lẹ̀ lọ.
Bi wọn ṣe n ṣiṣẹ, wọn ṣe awari pe diẹ ninu awọn kirisita wọn ṣe atunṣe lọwọlọwọ ni itọsọna kan, lakoko ti awọn miiran ṣe atunṣe lọwọlọwọ ni ekeji. Wọn pe wọn ni "n-type" ati "p-type". Itupalẹ siwaju sii fihan pe awọn oriṣiriṣi oriṣiriṣi ti awọn idoti ni o ni iduro fun awọn iru wọnyi. Ohun alumọni wa ni iwe kẹrin ti tabili igbakọọkan, afipamo pe o ni awọn elekitironi mẹrin ninu ikarahun ita rẹ. Ni òfo ti ohun alumọni mimọ, ọkọọkan awọn elekitironi wọnyi yoo darapọ pẹlu aladugbo kan. Awọn aimọ lati ọwọn kẹta, sọ boron, eyiti o ni elekitironi kan ti o kere si, ṣẹda “iho,” aaye afikun fun gbigbe lọwọlọwọ ni gara. Abajade jẹ semikondokito iru-p (pẹlu apọju awọn idiyele rere). Awọn eroja lati ọwọn karun, gẹgẹbi irawọ owurọ, pese afikun awọn elekitironi ọfẹ lati gbe lọwọlọwọ, ati pe a gba semikondokito iru n.
Crystal be ti ohun alumọni
Gbogbo iwadii yii jẹ ohun ti o nifẹ pupọ, ṣugbọn nipasẹ ọdun 1940 Southworth ati Ohl ko sunmọ si ṣiṣẹda apẹrẹ ti n ṣiṣẹ ti radar-igbohunsafẹfẹ giga. Ni akoko kanna, ijọba Ilu Gẹẹsi beere awọn abajade iwulo lẹsẹkẹsẹ nitori irokeke ewu lati Luftwaffe, eyiti o ti ṣẹda awọn aṣawari makirowefu ti o ṣetan-si-ṣelọpọ ti n ṣiṣẹ ni tandem pẹlu awọn atagba magnetron.
Bibẹẹkọ, iwọntunwọnsi ti awọn ilọsiwaju imọ-ẹrọ yoo lọ laipẹ si apa iwọ-oorun ti Atlantic. Churchill pinnu lati ṣafihan gbogbo awọn aṣiri imọ-ẹrọ ti Ilu Gẹẹsi si awọn Amẹrika ṣaaju ki o to wọ inu ogun naa (niwon o ro pe eyi yoo ṣẹlẹ lonakona). O gbagbọ pe o tọsi eewu ti jijo alaye, niwon lẹhinna gbogbo awọn agbara ile-iṣẹ ti Amẹrika yoo sọ sinu awọn iṣoro bi awọn ohun ija atomiki ati awọn radar. Iṣẹ Imọ-ẹrọ ati Imọ-ẹrọ Ilu Gẹẹsi (dara julọ mọ bi ) de Washington ni Oṣu Kẹsan 1940 o si mu ẹru rẹ wa ni ẹbun ni irisi awọn iyalẹnu imọ-ẹrọ.
Awari ti awọn alaragbayida agbara ti awọn resonant magnetron ati awọn ndin ti British gara aṣawari ni gbigba awọn oniwe-ifihan revitalized American iwadi sinu semikondokito bi awọn ipilẹ ti ga-igbohunsafẹfẹ Reda. Iṣẹ pupọ wa lati ṣe, paapaa ni imọ-jinlẹ ohun elo. Lati pade ibeere, awọn kirisita semikondokito “ni lati ṣejade ni awọn miliọnu, pupọ diẹ sii ju ti ṣee ṣe tẹlẹ lọ. O jẹ dandan lati ni ilọsiwaju atunṣe, dinku ifamọ mọnamọna ati sisun, ati dinku iyatọ laarin awọn ipele oriṣiriṣi ti awọn kirisita.
Ohun alumọni Point Olubasọrọ Rectifier
Rad Lab ti ṣii awọn apa iwadii tuntun lati ṣe iwadi awọn ohun-ini ti awọn kirisita semikondokito ati bii wọn ṣe le ṣe atunṣe lati mu awọn ohun-ini olugba to niyelori pọ si. Awọn ohun elo ti o ni ileri julọ jẹ ohun alumọni ati germanium, nitorinaa Rad Lab pinnu lati mu ṣiṣẹ ni ailewu ati ṣe ifilọlẹ awọn eto afiwera lati ṣe iwadi mejeeji: silikoni ni University of Pennsylvania ati germanium ni Purdue. Awọn omiran ile-iṣẹ bii Bell, Westinghouse, Du Pont, ati Sylvania bẹrẹ awọn eto iwadii semikondokito tiwọn ati bẹrẹ idagbasoke awọn ohun elo iṣelọpọ tuntun fun awọn aṣawari gara.
Nipasẹ awọn akitiyan apapọ, mimọ ti ohun alumọni ati awọn kirisita germanium ni a gbe soke lati 99% ni ibẹrẹ si 99,999% - iyẹn ni, si patiku alaimọ kan fun awọn ọta 100. Ninu ilana naa, cadre ti awọn onimọ-jinlẹ ati awọn onimọ-ẹrọ di acquainted ni pẹkipẹki pẹlu awọn ohun-ini áljẹbrà ti germanium ati ohun alumọni ati awọn imọ-ẹrọ ti a lo fun ṣiṣakoso wọn: yo, awọn kirisita dagba, fifi awọn impurities pataki (gẹgẹbi boron, eyiti o pọ si iṣiṣẹ).
Ati lẹhinna ogun naa pari. Ibeere fun radar ti sọnu, ṣugbọn imọ ati awọn ọgbọn ti o gba lakoko ogun wa, ati pe ala ti ampilifaya ipinlẹ to lagbara ko gbagbe. Bayi ni ije je lati ṣẹda iru ohun ampilifaya. Ati pe o kere ju awọn ẹgbẹ mẹta wa ni ipo ti o dara lati gba ẹbun yii.
West Lafayette
Ni akọkọ jẹ ẹgbẹ kan lati Ile-ẹkọ giga Purdue ti o jẹ olori nipasẹ onimọ-jinlẹ ti ara ilu Austrian ti a npè ni Carl Lark-Horowitz. O fi ọwọ kan nikan mu ẹka ile-ẹkọ fisiksi ti ile-ẹkọ giga jade kuro ninu okunkun nipasẹ talenti ati ipa rẹ o si ni ipa lori ipinnu Rad Lab lati fi ile-iṣẹ yàrá rẹ lọwọ pẹlu iwadii germanium.
Carl Lark-Horowitz ni 1947, aarin, dani paipu kan
Ni ibẹrẹ awọn ọdun 1940, a ṣe akiyesi silikoni ohun elo ti o dara julọ fun awọn atunṣe radar, ṣugbọn ohun elo ti o wa ni isalẹ rẹ lori tabili igbakọọkan tun dabi ẹnipe o yẹ fun ikẹkọ siwaju. Germanium ni anfani ti o wulo nitori aaye yo kekere rẹ, eyiti o jẹ ki o rọrun lati ṣiṣẹ pẹlu: nipa awọn iwọn 940, ni akawe si awọn iwọn 1400 fun ohun alumọni (fere kanna bi irin). Nitori aaye yo ti o ga, o nira pupọ lati ṣe ofifo kan ti kii yoo jo sinu ohun alumọni didà, ti o bajẹ.
Nitorinaa, Lark-Horowitz ati awọn ẹlẹgbẹ rẹ lo gbogbo ogun ni ikẹkọ awọn ohun-ini kemikali, itanna ati ti ara ti germanium. Idiwo ti o ṣe pataki julọ ni "iyipada foliteji": awọn atunṣe germanium, ni iwọn kekere pupọ, duro lati ṣe atunṣe lọwọlọwọ ati ki o jẹ ki o ṣan ni ọna idakeji. Pulusi lọwọlọwọ yiyi sun awọn paati ti o ku ti Reda naa. Ọkan ninu awọn ọmọ ile-iwe mewa ti Lark-Horowitz, Seymour Benzer, ṣe iwadi iṣoro yii fun diẹ ẹ sii ju ọdun kan lọ, ati nikẹhin ṣe agbekalẹ arosọ ti o da lori tin ti o da awọn isọkusọ iyipada ni awọn foliteji ti o to awọn ọgọọgọrun ti volts. Laipẹ lẹhinna, Western Electric, pipin iṣelọpọ Bell Labs, bẹrẹ ipinfunni awọn atunṣe Benzer fun lilo ologun.
Iwadi ti germanium ni Purdue tẹsiwaju lẹhin ogun naa. Ni Oṣu Karun ọdun 1947, Benzer, ti o jẹ ọjọgbọn tẹlẹ, royin anomaly dani: ni diẹ ninu awọn idanwo, awọn oscillations giga-giga han ni awọn kirisita germanium. Ati ẹlẹgbẹ rẹ Ralph Bray tẹsiwaju lati ṣe iwadi “itọkasi iwọn didun” lori iṣẹ akanṣe kan ti o bẹrẹ lakoko ogun. Idaabobo iwọn didun ṣe apejuwe bi ina mọnamọna ṣe n ṣàn ninu kirisita germanium ni aaye olubasọrọ ti atunṣe. Bray rii pe awọn iṣọn foliteji giga ni pataki dinku resistance germanium n-iru si awọn ṣiṣan wọnyi. Laisi mọ, o jẹri awọn ti a npe ni. "kere" idiyele ẹjẹ. Ni iru awọn semikondokito n-iru, idiyele odi ti o pọju jẹ iranṣẹ ti o pọ julọ, ṣugbọn “awọn iho” rere tun le gbe lọwọlọwọ, ati ninu ọran yii, awọn iṣọn-giga foliteji ṣẹda awọn iho ninu eto germanium, ti o fa ki awọn gbigbe idiyele kekere han. .
Bray ati Benzer wa tantalizingly sunmo ampilifaya germanium laisi mimọ. Benzer mu Walter Brattain, onimọ-jinlẹ Bell Labs kan, ni apejọ kan ni Oṣu Kini ọdun 1948 lati jiroro lori fifa iwọn didun pẹlu rẹ. O daba pe Brattain gbe olubasọrọ ojuami miiran lẹgbẹẹ akọkọ ti o le ṣe lọwọlọwọ, ati lẹhinna wọn le ni oye ohun ti n ṣẹlẹ ni isalẹ dada. Brattain ni idakẹjẹ gba si imọran yii o si lọ kuro. Gẹgẹbi a yoo rii, o mọ daradara daradara ohun ti iru idanwo le ṣafihan.
Oney-sous-Bois
Ẹgbẹ Purdue ni imọ-ẹrọ mejeeji ati ipilẹ imọ-jinlẹ lati ṣe fifo si transistor. Ṣugbọn wọn le ti kọsẹ lori rẹ lairotẹlẹ. Wọn nifẹ si awọn ohun-ini ti ara ti ohun elo, kii ṣe ni wiwa fun iru ẹrọ tuntun kan. Ipo ti o yatọ pupọ bori ni Aunes-sous-Bois (France), nibiti awọn oniwadi radar meji tẹlẹ lati Germany, Heinrich Welker ati Herbert Mathare, ṣe itọsọna ẹgbẹ kan ti ibi-afẹde rẹ ni lati ṣẹda awọn ẹrọ semikondokito ile-iṣẹ.
Welker kọkọ kọ ẹkọ ati lẹhinna kọ ẹkọ fisiksi ni Yunifasiti ti Munich, ti o ṣiṣẹ nipasẹ onimọ-jinlẹ olokiki Arnold Sommerfeld. Lati ọdun 1940, o fi ọna imọ-jinlẹ kan silẹ o bẹrẹ si ṣiṣẹ lori radar kan fun Luftwaffe. Mathare (ti ara ilu Belgian) dagba ni Aachen, nibiti o ti kọ ẹkọ fisiksi. O darapọ mọ ẹka iwadii ti omiran redio German Telefunken ni ọdun 1939. Lakoko ogun naa, o gbe iṣẹ rẹ lati Berlin ni ila-oorun si Abbey ni Silesia lati yago fun awọn ija afẹfẹ Allied, ati lẹhinna pada si iwọ-oorun lati yago fun Red Army ti nlọsiwaju, nikẹhin ṣubu si ọwọ ọmọ ogun Amẹrika.
Gẹgẹbi awọn abanidije wọn ni Iṣọkan Anti-Hitler, awọn ara Jamani mọ ni ibẹrẹ awọn ọdun 1940 pe awọn aṣawari kirisita jẹ awọn olugba ti o dara julọ fun radar, ati pe silikoni ati germanium jẹ awọn ohun elo ti o ni ileri julọ fun ẹda wọn. Mathare ati Welker gbiyanju lakoko ogun lati ṣe ilọsiwaju lilo daradara ti awọn ohun elo wọnyi ni awọn atunṣe. Lẹ́yìn ogun náà, wọ́n fi àwọn méjèèjì ṣe ìfọ̀rọ̀wánilẹ́nuwò lẹ́ẹ̀kọ̀ọ̀kan nípa iṣẹ́ ológun wọn, tí wọ́n sì gba ìkésíni látọ̀dọ̀ òṣìṣẹ́ olóye ilẹ̀ Faransé kan sí Paris ní ọdún 1946.
Compagnie des Freins & Signaux ("ile-iṣẹ ti awọn idaduro ati awọn ifihan agbara"), pipin Faranse ti Westinghouse, gba adehun lati ọdọ alaṣẹ tẹlifoonu Faranse lati ṣẹda awọn atunṣe-ipinle ti o lagbara ati ki o wa awọn onimo ijinlẹ sayensi German lati ṣe iranlọwọ fun wọn. Iru iṣọkan ti awọn ọta aipẹ le dabi ajeji, ṣugbọn iṣeto yii jẹ ohun ti o dara pupọ fun ẹgbẹ mejeeji. Awọn Faranse, ti a ṣẹgun ni 1940, ko ni agbara lati ni imọ ni aaye ti awọn semikondokito, ati pe wọn nilo awọn ọgbọn ti awọn ara Jamani. Awọn ara Jamani ko le ṣe idagbasoke idagbasoke ni eyikeyi awọn aaye imọ-ẹrọ giga ni orilẹ-ede ti o gba ati ti ogun ja, nitorinaa wọn fo ni aye lati tẹsiwaju ṣiṣẹ.
Welker ati Mathare ṣeto ile-iṣẹ ni ile alaja meji kan ni agbegbe Paris ti Aunes-sous-Bois, ati pẹlu iranlọwọ ti ẹgbẹ kan ti awọn onimọ-ẹrọ, wọn ṣe ifilọlẹ awọn atunṣe germanium ni aṣeyọri ni opin 1947. Lẹhinna wọn yipada si pataki diẹ sii. onipokinni: Welker pada si rẹ anfani ni superconductors, ati Mathare to amplifiers.
Herbert Mathare ni ọdun 1950
Nigba ogun, Mathare ṣe idanwo pẹlu awọn atunṣe olubasọrọ-ojuami meji - "duodeodes" - ni igbiyanju lati dinku ariwo Circuit. O tun bẹrẹ awọn idanwo rẹ ati laipẹ ṣe awari pe whisker ologbo keji, ti o wa ni 1/100 milionu kan ti mita kan lati akọkọ, le ṣe atunṣe lọwọlọwọ ti nṣàn nipasẹ whisker akọkọ. O ṣẹda ampilifaya ipo to lagbara, botilẹjẹpe kii ṣe asan. Lati ṣaṣeyọri iṣẹ ṣiṣe igbẹkẹle diẹ sii, o yipada si Welker, ẹniti o ti ni iriri lọpọlọpọ ti n ṣiṣẹ pẹlu awọn kirisita germanium lakoko ogun naa. Ẹgbẹ Welker dagba sii, awọn ayẹwo mimọ ti awọn kirisita germanium, ati bi didara ohun elo naa ṣe dara si, awọn ampilifaya ojuami Mathare di igbẹkẹle nipasẹ Oṣu Karun ọdun 1948.
Aworan X-ray ti “transistron” ti o da lori Circuit Mathare, eyiti o ni awọn aaye olubasọrọ meji pẹlu germanium
Mathare paapaa ni awoṣe imọ-jinlẹ ti ohun ti n ṣẹlẹ: o gbagbọ pe olubasọrọ keji ṣe awọn iho ni germanium, yiyara ọna ti lọwọlọwọ nipasẹ olubasọrọ akọkọ, fifun awọn gbigbe idiyele kekere. Welker ko gba pẹlu rẹ, o si gbagbọ pe ohun ti n ṣẹlẹ da lori iru ipa aaye kan. Bibẹẹkọ, ṣaaju ki wọn to ṣiṣẹ ẹrọ tabi ilana yii, wọn kọ ẹkọ pe ẹgbẹ kan ti Amẹrika ti ni idagbasoke gangan imọran kanna - ampilifaya germanium pẹlu awọn olubasọrọ ojuami meji - oṣu mẹfa sẹyin.
Murray Hill
Ni opin ogun naa, Mervyn Kelly tun ṣe atunṣe ẹgbẹ iwadi semikondokito Bell Labs ti Bill Shockley jẹ olori. Ise agbese na dagba, gba igbeowosile diẹ sii, o si gbe lati ile laabu atilẹba rẹ ni Manhattan si ogba ti o gbooro ni Murray Hill, New Jersey.
Murray Hill Campus, ca. Ọdun 1960
Lati tun ararẹ mọ pẹlu awọn semikondokito to ti ni ilọsiwaju (lẹhin akoko rẹ ninu iwadii awọn iṣẹ lakoko ogun), Shockley ṣabẹwo si ile-iṣẹ Russell Ohl's Holmdel ni orisun omi ọdun 1945. Ohl lo awọn ọdun ogun ti o ṣiṣẹ lori silikoni ati pe ko padanu akoko. O fi Shockley han ampilifaya robi kan ti ikole tirẹ, eyiti o pe ni “adesister.” O si mu a silikoni ojuami olubasọrọ rectifier ati ki o rán lọwọlọwọ lati batiri nipasẹ o. Nkqwe, ooru lati batiri din awọn resistance kọja awọn olubasọrọ ojuami, ati ki o tan awọn rectifier sinu ohun ampilifaya ti o lagbara ti atagba awọn ifihan agbara redio ti nwọle si kan Circuit lagbara to lati fi agbara a agbọrọsọ.
Ipa naa jẹ robi ati ti ko ni igbẹkẹle, ko yẹ fun iṣowo. Sibẹsibẹ, o to lati jẹrisi ero Shockley pe o ṣee ṣe lati ṣẹda ampilifaya semikondokito, ati pe eyi yẹ ki o ṣe pataki fun iwadii ni aaye ti awọn ẹrọ itanna ipinlẹ to lagbara. Bakan naa ni ipade yii pelu egbe Ola lo fi da Shockley loju pe o ye ki a koko ko siliki ati germanium. Wọn ṣe afihan awọn ohun-ini itanna ti o wuyi, ati awọn onimọ-ẹrọ ẹlẹgbẹ Ohl Jack Skaff ati Henry Theurer ti ṣaṣeyọri aṣeyọri iyalẹnu ni idagbasoke, sọ di mimọ, ati doping awọn kirisita wọnyi lakoko ogun, ti o kọja gbogbo awọn imọ-ẹrọ ti o wa fun awọn ohun elo semikondokito miiran. Ẹgbẹ Shockley kii yoo padanu akoko diẹ sii lori awọn ampilifaya afẹfẹ bàbà ṣaaju-ogun.
Pẹlu iranlọwọ Kelly, Shockley bẹrẹ apejọ ẹgbẹ tuntun kan. Awọn oṣere pataki pẹlu Walter Brattain, ẹniti o ṣe iranlọwọ fun Shockley pẹlu igbiyanju akọkọ rẹ ni ampilifaya-ipinle ti o lagbara (ni ọdun 1940), ati John Bardeen, onimọ-jinlẹ ọdọ ati oṣiṣẹ Bell Labs tuntun. Bardeen jasi ni imọ ti o gbooro julọ ti fisiksi ipinle ti o lagbara ti eyikeyi ọmọ ẹgbẹ ti ẹgbẹ — iwe afọwọkọ rẹ ṣapejuwe awọn ipele agbara ti awọn elekitironi ninu eto ti irin iṣuu soda. O tun jẹ olutọju miiran ti John Hasbrouck Van Vleck, bii Atanasov ati Brattain.
Ati bii Atanasov, awọn iwe afọwọkọ Bardeen ati Shockley nilo awọn iṣiro eka pupọ. Wọn ni lati lo imọ-ẹrọ imọ-ẹrọ kuatomu ti awọn semikondokito, ti ṣalaye nipasẹ Alan Wilson, lati ṣe iṣiro eto agbara ti awọn ohun elo nipa lilo iṣiro tabili tabili Monroe. Nipa iranlọwọ lati ṣẹda transistor, wọn, ni otitọ, ṣe alabapin si fifipamọ awọn ọmọ ile-iwe mewa iwaju lati iru iṣẹ bẹẹ.
Ọna akọkọ ti Shockley si ampilifaya ipinlẹ ti o lagbara dale lori ohun ti a pe ni nigbamii "". O si daduro a irin awo lori ohun n-type semikondokito (pẹlu ẹya excess ti odi owo). Lilo idiyele ti o dara si awo naa fa awọn elekitironi ti o pọ ju sori dada ti kristali, ṣiṣẹda odo ti awọn idiyele odi nipasẹ eyiti lọwọlọwọ ina le ṣan ni rọọrun. Awọn ifihan agbara ti o pọju (ti o jẹ aṣoju nipasẹ ipele idiyele lori wafer) ni ọna yii le ṣe atunṣe Circuit akọkọ (ti nkọja lọ si oke ti semikondokito). Iṣiṣẹ ti ero yii ni a daba fun u nipasẹ imọ imọ-jinlẹ ti fisiksi. Ṣugbọn, pelu ọpọlọpọ awọn adanwo ati awọn adanwo, ero naa ko ṣiṣẹ.
Ni Oṣu Kẹta ọdun 1946, Bardeen ti ṣẹda imọ-jinlẹ ti o ni idagbasoke daradara ti o ṣalaye idi fun eyi: dada ti semikondokito ni ipele kuatomu huwa yatọ si awọn inu rẹ. Awọn idiyele odi ti a fa si dada di idẹkùn ni “awọn ipinlẹ oju-aye” ati dina aaye ina lati wọ inu awo sinu ohun elo naa. Awọn iyokù ti ẹgbẹ naa rii pe itupalẹ yii jẹ ọranyan, wọn si ṣe ifilọlẹ eto iwadii tuntun ni awọn ọna mẹta:
- Fi mule awọn aye ti dada ipinle.
- Ṣe iwadi awọn ohun-ini wọn.
- Ṣe apejuwe bi o ṣe le ṣẹgun wọn ki o jẹ ki o ṣiṣẹ .
Lẹhin ọdun kan ati idaji ti iwadii ati idanwo, ni Oṣu kọkanla ọjọ 17, ọdun 1947, Brattain ṣe aṣeyọri kan. O ṣe awari pe ti o ba gbe omi ti o kun ion kan, gẹgẹbi omi, laarin wafer ati semikondokito kan, aaye ina kan lati wafer yoo ti awọn ions si ọna semikondokito, nibiti wọn yoo ṣe imukuro awọn idiyele idẹkùn ni awọn ipinlẹ oke. Bayi o le ṣakoso ihuwasi itanna ti nkan ti ohun alumọni nipa yiyipada idiyele lori wafer. Aṣeyọri yii fun Bardeen ni imọran fun ọna tuntun lati ṣẹda ampilifaya: yika aaye olubasọrọ ti oluṣeto pẹlu omi elekitiroti, ati lẹhinna lo okun waya keji ninu omi lati ṣakoso awọn ipo dada, ati nitorinaa ṣakoso ipele ifarakanra ti akọkọ. olubasọrọ. Nitorinaa Bardeen ati Brattain de laini ipari.
Imọran Bardeen ṣiṣẹ, ṣugbọn imudara naa ko lagbara ati pe o ṣiṣẹ ni awọn igbohunsafẹfẹ kekere pupọ ti ko le wọle si eti eniyan - nitorinaa ko wulo bi tẹlifoonu tabi ampilifaya redio. Bardeen daba yi pada si iyipada-voltage-sooro germanium ti a ṣe ni Purdue, ni igbagbọ pe awọn idiyele diẹ yoo gba lori aaye rẹ. Lojiji wọn gba ilosoke agbara, ṣugbọn ni idakeji lati ohun ti a reti. Wọn ṣe awari ipa ti ngbe kekere - dipo awọn elekitironi ti a nireti, lọwọlọwọ ti nṣàn nipasẹ germanium jẹ imudara nipasẹ awọn ihò ti o nbọ lati elekitiroti. Awọn ti isiyi lori waya ni electrolyte ṣẹda a p-Iru Layer (a agbegbe ti excess rere idiyele) lori dada ti awọn n-type germanium.
Awọn adanwo ti o tẹle fihan pe ko si elekitiroti ti a nilo rara: nirọrun nipa gbigbe awọn aaye olubasọrọ meji sunmọ lori dada germanium, o ṣee ṣe lati ṣe iyipada lọwọlọwọ lati ọkan ninu wọn si lọwọlọwọ lori ekeji. Lati mu wọn sunmọ bi o ti ṣee ṣe, Brattain ti we nkan ti bankanje goolu kan ni ayika nkan pilasitik onigun mẹta kan lẹhinna farabalẹ ge bankanje ni ipari. Lẹhinna, lilo orisun omi, o tẹ onigun mẹta naa lodi si germanium, nitori abajade eyi ti awọn egbegbe meji ti ge naa fi ọwọ kan dada rẹ ni ijinna ti 0,05 mm. Eyi fun Bell Labs 'transistor Afọwọkọ irisi pataki rẹ:
Brattain ati Bardeen transistor Afọwọkọ
Bii ẹrọ Mathare ati Welker, o jẹ, ni ipilẹ, Ayebaye “whisker ologbo” kan, pẹlu awọn aaye olubasọrọ meji dipo ọkan. Ni Oṣu Keji ọjọ 16, o ṣe agbejade ilosoke pataki ninu agbara ati foliteji, ati igbohunsafẹfẹ ti 1000 Hz ni ibiti o gbọ. Ni ọsẹ kan lẹhinna, lẹhin awọn ilọsiwaju kekere, Bardeen ati Brattain ti pọ si foliteji nipasẹ awọn akoko 100 ati agbara nipasẹ awọn akoko 40, ati ṣafihan si awọn oludari Bell pe ẹrọ wọn le ṣe agbejade ọrọ ti o gbọ. John Pierce, ọmọ ẹgbẹ miiran ti ẹgbẹ idagbasoke to lagbara, ṣe agbekalẹ ọrọ naa “transistor” lẹhin orukọ Bell's Ejò oxide rectifier, varistor.
Fun oṣu mẹfa ti o nbọ, yàrá-yàrá naa pa ẹda tuntun mọ ni aṣiri. Isakoso fẹ lati rii daju pe wọn ni ibẹrẹ ori lori iṣowo transistor ṣaaju ki ẹnikẹni miiran to ni ọwọ rẹ. A ti ṣeto apejọ apejọ kan fun June 30, 1948, ni akoko kan lati fọ awọn ala Welker ati Mathare ti aiku. Nibayi, ẹgbẹ iwadii semikondokito ni idakẹjẹ ṣubu. Lẹhin ti o gbọ nipa awọn aṣeyọri Bardeen ati Brattain, ọga wọn, Bill Shockley, bẹrẹ si ṣiṣẹ lati gba gbogbo kirẹditi fun ararẹ. Ati pe botilẹjẹpe o ṣe ipa akiyesi nikan, Shockley gba dọgba, ti ko ba jẹ diẹ sii, ikede ni igbejade gbogbogbo - bi a ti rii ninu fọto ti o tu silẹ ti i nipọn ti iṣe naa, lẹgbẹẹ ibujoko lab kan:
Fọto ikede 1948 - Bardeen, Shockley ati Brattain
Sibẹsibẹ, olokiki dogba ko to fun Shockley. Ati pe ṣaaju ki ẹnikẹni ti o wa ni ita Bell Labs mọ nipa transistor, o n ṣiṣẹ lọwọ lati tun ṣẹda rẹ fun tirẹ. Ati pe eyi nikan ni akọkọ ti ọpọlọpọ iru awọn atunṣe.
Kini ohun miiran lati ka
- Robert Buderi, Ipilẹṣẹ Ti Yipada Agbaye (1996)
- Michael Riordan, “Bawo ni Yuroopu ṣe padanu Transistor,” IEEE Spectrum (Oṣu kọkanla. 1, 2005)
- Michael Riordan ati Lillian Hoddeson, Crystal Fire (1997)
- Armand Van Dormael, "Transistor 'Faranse'," (1994)
orisun: www.habr.com