Перший транзистор: дата і історія винаходу, принцип роботи, призначення та застосування

Лабораторія Белла

Лабораторія Белла працювала на транзисторі, побудованому для виробництва надзвичайно чистих германієвих «кристальних» міксерів-діодів, що використовуються в радіолокаційних установках як елемента частотного мікшера. Паралельно з цим проектом існувало безліч інших, у їх числі – транзистор на германієвих діодах. Ранні схеми на основі трубки не мали функцією швидкого перемикання, і замість них команда Bell використовувала твердотільні діоди. Перші комп’ютери на транзисторах працювали за схожим принципом.

Подальші дослідження Шоклі

Після війни Шоклі вирішив спробувати побудувати триодоподобное напівпровідниковий пристрій. Він забезпечив фінансування та лабораторне простір, і потім став розбиратися з виниклою проблемою спільно з Бардіном і Браттеном. Джон Бардін в кінцевому підсумку розробив нову гілку квантової механіки, відому як фізика поверхні, щоб пояснити свої перші невдачі, і цим ученим в кінцевому підсумку вдалося створити робоче пристрій.

Ключем до розвитку транзистора стало подальше розуміння процесу рухливості електронів в напівпровіднику. Було доведено, що якщо б був якийсь спосіб контролювати потік електронів від емітера до колектора цього знову виявленого діода (виявлений 1874 р., запатентований 1906 р.), можна було б побудувати підсилювач. Наприклад, якщо помістити контакти по обидві сторони від одного типу кристала, струм не пройде через нього.

Насправді робити це виявилося дуже складно. Розмір кристала мав би бути більш усередненим, а число передбачуваних електронів (або отворів), які необхідно було “впорскувати”, було дуже великим, що зробило б його менш корисним, ніж підсилювач, тому що для цього потрібен був би великий струм уприскування. Тим не менше вся ідея кристалічного діода полягала в тому, що сам кристал міг утримувати електрони на дуже невеликій відстані, знаходячись при цьому практично на межі виснаження. Мабуть, ключ полягав у тому, щоб контакти введення і виведення були дуже близькі один до одного на поверхні кристала.