Phenquestions
Зората на транзисторите
Транзисторите са полупроводникови устройства, които имат две основни функции в електронна схема - усилвател и превключвател. Преди ерата на транзисторите, вакуумните лампи са се използвали предимно като усилвател или превключвател за първата половина на ХХ век. Въпреки това, изискването за високо работно напрежение, високата консумация на енергия и голямото производство на топлина причиниха вакуумните тръби да станат неефективни и ненадеждни с течение на времето. Да не говорим, че тези тръби са обемисти и крехки, защото корпусът е направен от стъкло. За да се реши тази дилема, бяха проведени години изследвания от различни производители за подходящ заместител.
Най-накрая, през декември 1947 г., трима физици от Bell Laboratories успешно изобретиха първия работещ транзистор. Джон Бардийн, Уолтър Братейн и Уилям Шокли прекараха години на изследвания, за да разработят най-накрая работещ транзистор с точков контакт. Шокли допълнително усъвършенства устройството в биполярен транзистор за свързване през 1948 г., който беше типът транзистор, който беше широко използван през 50-те години. Такава беше важността на тяхното изобретение, че на Бардийн, Браттейн и Шокли бяха присъдени прочутите Нобелови награди през 1956 г.
Еволюция на транзисторите
Подобно на всяко друго устройство, транзисторите също са преминали през няколко нововъведения. В края на 50-те години германийът изигра решаваща роля в развитието на транзисторите. Транзисторите, базирани на германий, обаче имат големи недостатъци, при изтичане на ток и непоносимост към температури над 75 ° C. Освен това германийът е рядък и скъп. Това накара изследователите от Bell Labs да потърсят по-добра алтернатива.
Гордън Тийл звучно име в еволюцията на транзисторите. Американски инженер в Bell Labs, Teal разработи метод за производство на чисти германиеви кристали, които да се използват за транзистори на базата на германий. По същия начин Тийл експериментира със силиций като възможен заместител на германия. През 1953 г. той се премества обратно в Тексас, след като му е предложена длъжността директор на научните изследвания в Texas Instruments (TI).[1] Донасяйки своя опит и знания за полупроводникови кристали, той продължи да работи върху пречистен силиций като заместител на германия. През април 1954 г. Тийл и неговият екип в TI разработват първия силициев транзистор, който е обявен на света през май същата година. Поради своите превъзходни характеристики, силиций постепенно замества германия като полупроводник, използван за транзистори.
С въвеждането на силициеви транзистори, изследователите от Bell Labs постигнаха още един пробив, като разработиха транзистор, който би могъл да надмине производителността на биполярния транзистор. През 1959 г. Мохамед Атала и Дауон Кан изобретяват транзистора с полеви ефект метален оксид-полупроводник (MOSFET) с по-ниска консумация на енергия и по-висока плътност от биполярния транзистор. Тези ценни характеристики силно популяризираха транзистора MOSFET, който оттогава се превърна в най-широко произвежданото устройство в историята.[2]
Трансформиране на компютърни технологии
Изобретяването на транзисторите също е революционно в миниатюризацията на компютрите. Подобно на по-ранните електронни устройства, първото поколение компютри използва вакуумни лампи като ключове и усилватели. След появата на транзисторите производителите също така приеха малкото устройство за изграждане на по-малки и по-ефективни компютри. В следващите години вакуумните тръби бяха напълно заменени с транзистори, което даде началото на второто поколение транзисторни компютри.
Смята се, че първият компютър, използващ транзистори, е Университетът в Манчестър Транзисторен компютър. Транзисторният компютър е построен като прототип, състоящ се от 92-точкови контактни транзистори и 550 диода, и започва да функционира напълно през 1953 г. През 1955 г. е представена пълноразмерната версия на този компютър с 200-точкови контактни транзистори и 1300 диода. Въпреки че по-голямата част от схемата използва транзистори, това устройство не се счита за напълно транзисторизиран компютър, тъй като вакуумните тръби все още се използват в неговия часовник генератор.[3]
В средата на 50-те години подобни машини започват да никнат. По-късно дизайнът на Университета в Манчестър е приет от Метрополитън-Викерс, който произвежда седем машини, използващи биполярни съединителни транзистори през 1956 г. Устройството обаче, наречено Metrovick 950, не се предлагаше в търговската мрежа и се използваше само в рамките на компанията. По същия начин Bell Labs излезе с ТРАДИК устройство през 1954г,[4] но подобно на транзисторния компютър, TRADIC използва вакуумни лампи за своята тактова мощност.
Построен за американските военновъздушни сили през 1955 г., Burroughs Atlas Mod 1-J1 Guidance Computer е първият компютър, който елиминира изцяло вакуумните тръби, а този модел е първият напълно транзисторен компютър. MIT също се разви TX-0, собствен транзисторен компютър през 1956г. Транзисторните компютри започнаха да се появяват и в други части на света. Първото устройство, което се появи в Азия, беше това на Япония ETL Mark III, освободен през 1956г. The DRTE, освободен през 1957 г., а австрийският Mailüfterl, пуснати през 1958 г., бяха съответно първите транзисторни компютри в Канада и Европа. През 1959 г. Италия пусна и първия си транзисторен компютър, Olivetti Elea 9003, която по-късно беше предоставена на частния пазар.[5]
Въпреки че транзисторните компютри се появяват в световен мащаб през 50-те години, те не се предлагат в търговската мрежа до 1959 г., когато General Electric пуска 210. Следователно други производители също представиха свои собствени водещи транзисторни компютърни модели. The IBM 7070 и RCA 501 бяха едни от първите пуснати модели, наред с други.[6] Мащабните компютри също следваха тази тенденция. The Филко Трансак модели S-1000 и S-2000 бяха сред първите налични в търговската мрежа големи транзисторизирани компютри.
Еволюцията на транзисторните конструкции доведе до големи промени в компютърния дизайн. Производството на транзисторизирани компютри се увеличи с течение на времето, тъй като технологията стана достъпна в търговската мрежа. В крайна сметка интегралните схеми са приети през 60-те години, отстъпвайки място на третото поколение компютри.
Малък размер, големи промени
Транзисторите са на първо място от създаването им преди повече от 70 години. Тази технология задвижва изобретението и развитието на много други електронни устройства. Скромният размер на транзистора не прикрива мащаба на приноса му към технологиите. Транзисторът безспорно е променил облика на електронните схеми и е донесъл значителни промени в света, особено в компютърните технологии.
Източници:
[1] Майкъл Риордан, „Изгубената история на транзистора“, 30 април 2004 г., https: // спектър.ieee.org / технологична история / силициева революция / загубената история на транзистора Достъп до 20 октомври 2020 г
[2] Уикипедия. „История на транзистора“, N.д., https: // en.wikipedia.org / wiki / History_of_the_transistor, Достъп до 20 октомври 2020 г
[3] Уикипедия. „Транзисторен компютър“, N.д., https: // en.wikipedia.org / wiki / Transistor_computer, достъп до 20 октомври 2020 г
[4] „Транзисторът“ N.д., http: // www.история на компютърни комуникации.информация / подкрепящи документи / а.5-транзисторът-1947.html Достъп до 20 октомври 2020 г
[5] Уикипедия. „Транзисторен компютър“, N.д., https: // en.wikipedia.org / wiki / Transistor_computer, достъп до 20 октомври 2020 г
[6] „Транзисторът“ N.д., http: // www.история на компютърни комуникации.информация / подкрепящи документи / а.5-транзисторът-1947.html Достъп до 20 октомври 2020 г
