B. M. Malaševič

Je ťažké nájsť také odvetvie vedy a techniky, ktoré by sa tiež rýchlo rozvíjalo a malo rovnako obrovský vplyv na všetky aspekty ľudského života, každého jednotlivca a spoločnosť ako celok, ako je elektronika.

Elektronika ako samostatná veda a technika vznikla vďaka vákuovej trubici. Najprv prišli rádiokomunikácie, vysielanie, radar, televízia, potom elektronické systémy manažment, výpočtová technika a pod. Ale elektronická lampa má fatálne nevýhody: veľké rozmery, vysoká spotreba energie, dlhý čas na vstup do prevádzkového režimu, nízka spoľahlivosť. Výsledkom je, že po 2-3 desaťročiach existencie sa elektrónková elektronika v mnohých aplikáciách dostala na hranicu svojich možností. Vákuová trubica potrebovala kompaktnejšiu, ekonomickejšiu a spoľahlivejšiu náhradu. A našla sa vo forme polovodičového tranzistora. Jeho vytvorenie je právom považované za jeden z najväčších výdobytkov vedecko-technického myslenia dvadsiateho storočia, ktorý radikálne zmenil svet. Bol poznačený Nobelovou cenou za fyziku udelenou v roku 1956 Američanom Johnovi Bardeenovi, Walterovi Brattainovi a Williamovi Shockleymu. Nobelova trojka mala predchodcov v rôznych krajinách.

A to je pochopiteľné. Nástup tranzistorov je výsledkom dlhoročnej práce mnohých významných vedcov a špecialistov, ktorí za posledné desaťročia rozvíjali vedu o polovodičoch. Sovietski vedci k tejto spoločnej veci výrazne prispeli. Veľa urobila škola fyziky polovodičov akademika A.F. Ioffe, svetový priekopník vo výskume fyziky polovodičov. Ešte v roku 1931 publikoval článok s prorockým názvom: „Polovodiče – nové materiály elektroniky“. Značné zásluhy o štúdium polovodičov mal B.V. Kurchatov a V.P. Juse. Vo svojej práci - "K problematike elektrickej vodivosti oxidu meďného" v roku 1932 ukázali, že veľkosť a typ elektrickej vodivosti je určený koncentráciou a charakterom nečistoty. Sovietsky fyzik Ya.N. Frenkel vytvoril teóriu budenia v polovodičoch párových nosičov náboja: elektróny a diery. V roku 1931 sa Angličanovi Wilsonovi podarilo vytvoriť teoretický model polovodiča a zároveň sformulovať základy „pásmovej teórie polovodičov“. V roku 1938 Mott v Anglicku, B. Davydov v ZSSR, Walter Schottky v Nemecku nezávisle navrhli teóriu usmerňovacieho pôsobenia kontaktu kov-polovodič. V roku 1939 B. Davydov publikoval prácu "The Diffusion Theory of Rectification in Semiconductors". V. E. Lashkarev publikoval v roku 1941 článok „Skúmanie bariérových vrstiev metódou tepelnej sondy“ a v spolupráci s K. M. Kosonogovou článok „Vplyv nečistôt na fotoelektrický efekt ventilu v oxide medi“. Opísal fyziku „bariérovej vrstvy“ na rozhraní „oxid medi a medi“, následne pomenovanú „ pn» prechod. V. Loshkarev v roku 1946 objavil bipolárnu difúziu nerovnovážnych nosičov prúdu v polovodičoch. Objavil aj mechanizmus vstrekovania – najdôležitejší jav, na základe ktorého fungujú polovodičové diódy a tranzistory. Veľkým prínosom pre štúdium vlastností polovodičov boli I.V. Kurchatov, Yu.M. Kushnir, L.D. Landau, V.M. Tuchkevich, Zh.I. Základy na vytváranie tranzistorov boli vypracované dostatočne hlboko, aby sa mohla začať praktická práca.

Ryža. Transitron G. Matare a G. Welker

Prvý známy pokus o vytvorenie kryštálového zosilňovača v Spojených štátoch urobil nemecký fyzik Julius Lilienfeld, ktorý patentoval v rokoch 1930, 1932 a 1933. tri varianty zosilňovača na báze sulfidu medi. V roku 1935 získal nemecký vedec Oscar Hale britský patent na zosilňovač na báze oxidu vanadičného. Nemecký fyzik Pohl v roku 1938 vytvoril pracovnú vzorku kryštálového zosilňovača na báze vyhrievaného kryštálu bromidu draselného. V predvojnových rokoch bolo v Nemecku a Anglicku vydaných ešte niekoľko podobných patentov. Tieto zosilňovače možno považovať za prototyp moderných tranzistorov s efektom poľa. Nebolo však možné postaviť stabilne fungujúce zariadenia, pretože V tom čase ešte neexistovali dostatočne čisté materiály a technológie na ich spracovanie. V prvej polovici tridsiatych rokov vyrobili bodové triódy dvaja rádioamatéri - Kanaďan Larry Kaiser a trinásťročný novozélandský školák Robert Adams. V júni 1948 (ešte pred zverejnením tranzistora) vyrobili nemeckí fyzici Robert Pohl a Rudolf Hilsch, vtedy žijúci vo Francúzsku, vlastnú verziu bodovej germániovej triódy, ktorú nazvali transitron. Začiatkom roku 1949 bola zorganizovaná výroba tranzitrónov, používali sa v telefónnych zariadeniach a fungovali lepšie a dlhšie ako americké tranzistory. V Rusku v 20. rokoch 20. storočia v Nižnom Novgorode pozoroval O. V. Losev tranzistorový efekt v systéme troch až štyroch kontaktov na povrchu kremíka a korborunda. V polovici roku 1939 napísal: „ ... s polovodičmi možno postaviť trojelektródový systém podobný trióde“, ale nechal sa uniesť ním objaveným LED efektom a túto myšlienku nerealizoval. K tranzistoru viedlo veľa ciest.

Prvý tranzistor

Sláva napravo: William Shockley,
John Bardeen (sediaci), Walter Brettain.
Fotografia z http://gete.ru/page_140.html

Vyššie opísané príklady projektov a vzoriek tranzistorov boli výsledkom lokálnych myšlienkových výlevov talentovaných či úspešných ľudí, nepodporených dostatočnou ekonomickou a organizačnou podporou a nezohrali vážnu úlohu vo vývoji elektroniky. Boli tam J. Bardeen, W. Brattain a W. Shockley najlepšie podmienky. Pracovali v rámci jediného cieleného dlhodobého (viac ako 5-ročného) programu na svete s dostatočnou finančnou a materiálnou podporou v Bell Telephone Laboratories, vtedy jednom z najvýkonnejších a na vedecky najnáročnejších v USA. Ich práca sa začala v druhej polovici tridsiatych rokov, viedol ju Joseph Becker, ktorý do nej pritiahol vysokokvalifikovaného teoretika W. Shockleyho a skvelého experimentátora W. Brattaina. V roku 1939 Shockley predložil myšlienku zmeny vodivosti tenkej polovodičovej dosky (oxidu medi) jej vystavením vonkajšiemu elektrickému poľu. Bolo to niečo, čo pripomínalo patent Yu.Lilienfelda a neskôr sa z neho stal masívny tranzistor s efektom poľa. V roku 1940 Shockley a Brattain urobili šťastné rozhodnutie obmedziť výskum na jednoduché prvky germánium a kremík. Všetky pokusy postaviť polovodičový zosilňovač však vyšli naprázdno a po Pearl Harbore (praktický začiatok 2. svetovej vojny pre USA) boli odsunuté na vedľajšiu koľaj. Shockley a Brattain boli poslaní do výskumného centra, ktoré pracovalo na vytvorení radarov. Obaja sa vrátili do Bell Labs v roku 1945. Tam sa pod vedením Shockleyho vytvoril silný tím fyzikov, chemikov a inžinierov, ktorí pracovali na pevných zariadeniach. Jeho súčasťou boli W. Brattain a teoretický fyzik J. Bardeen. Shockley nasmeroval skupinu na realizáciu svojej predvojnovej myšlienky. Ale zariadenie tvrdohlavo odmietalo fungovať a Shockley, ktorý dal pokyn Bardeenovi a Brattainovi, aby si to spomenuli, prakticky sám od tejto témy odišiel.

Dva roky tvrdej práce priniesli len negatívne výsledky. Bardeen navrhol, aby sa prebytočné elektróny pevne usadili v oblastiach blízkeho povrchu a chránili vonkajšie pole. Táto hypotéza podnietila ďalšie kroky. Plochá riadiaca elektróda bola nahradená hrotom, ktorý sa snažil pôsobiť lokálne na tenkú povrchovú vrstvu polovodiča.

Jedného dňa Brattain náhodou priblížil dve ihlovité elektródy blízko seba na povrch germánia a dokonca si pomiešal polaritu napájacích napätí a zrazu si všimol vplyv prúdu jednej elektródy na prúd druhej. Bardeen okamžite ocenil chybu. A 16. decembra 1947 uviedli na trh polovodičový zosilňovač, ktorý je považovaný za prvý tranzistor na svete. Bolo to usporiadané veľmi jednoducho - na kovovom substráte-elektróde ležala germániová platňa, na ktorej spočívali dva blízko umiestnené (10-15 mikrónov) kontakty. Tieto kontakty boli pôvodne nadviazané. Trojuholníkový plastový nôž obalený zlatou fóliou rozrezaný na dve časti s žiletkou v hornej časti trojuholníka. Trojuholník bol pritlačený na germániovú platňu špeciálnou pružinou vyrobenou zo zakrivenej kancelárskej sponky. O týždeň neskôr, 23. decembra 1947, bolo zariadenie predvedené vedeniu podniku, tento deň sa považuje za dátum narodenia tranzistora. Všetci boli s výsledkom spokojní, až na Shockleyho: ukázalo sa, že on, ktorý ako prvý vymyslel polovodičový zosilňovač, viedol skupinu špecialistov, prednášal im kvantovú teóriu polovodičov, sa na jeho tvorbe nepodieľal. A tranzistor nedopadol tak, ako Shockley zamýšľal: bipolárny, nie poľný. Preto si nemohol nárokovať spoluautorstvo na „hviezdnom“ patente.

Zariadenie fungovalo, ale tento navonok nemotorný dizajn sa nemohol ukázať širokej verejnosti. Vyrobili sme niekoľko tranzistorov vo forme kovových valcov s priemerom asi 13 mm. a zostavil na nich „bezdušový“ rádiový prijímač. 30. júna 1948 sa v New Yorku uskutočnilo oficiálne predstavenie nového zariadenia, tranzistora. Tran sver Re sestra- odporový transformátor). Odborníci však okamžite neocenili jeho schopnosti. Odborníci z Pentagonu „odsúdili“ tranzistor na použitie len v načúvacích prístrojoch pre starých ľudí. Takže krátkozrakosť armády zachránila tranzistor pred klasifikáciou. Prezentácia zostala takmer nepovšimnutá, len pár odsekov o tranzistore sa objavilo v The New York Times na strane 46 v sekcii Rádiové správy. Tak vyzeral svet jedného z nich najväčšie objavy XX storočia. Ani výrobcovia elektrónok, ktorí do svojich tovární investovali mnoho miliónov, nevideli v príchode tranzistorov žiadnu hrozbu.

Neskôr, v júli 1948, sa informácie o tomto vynáleze objavili v The Physical Review. Ale až po čase si odborníci uvedomili, že sa stala grandiózna udalosť, ktorá predurčila ďalší vývoj pokroku vo svete.

Bell Labs okamžite podalo patent na tento revolučný vynález, no s technológiou bolo veľa problémov. Prvé tranzistory, ktoré sa začali predávať v roku 1948, nevzbudzovali optimizmus – akonáhle sa zatriasli, niekoľkokrát sa zmenilo zosilnenie a pri zahriatí úplne prestali fungovať. Ale potom si neboli rovní v miniatúre. Zariadenia pre ľudí s poruchou sluchu je možné umiestniť do rámu okuliarov! Bell Labs si uvedomil, že je nepravdepodobné, že by sa sám dokázal vyrovnať so všetkými technologickými problémami, a rozhodol sa pre nezvyčajný krok. Začiatkom roku 1952 oznámila, že úplne prevedie práva na výrobu tranzistora na všetky spoločnosti, ktoré sú ochotné zaplatiť pomerne skromnú sumu 25 000 USD namiesto pravidelných platieb za používanie patentu, a ponúkla školiace kurzy v oblasti technológie tranzistorov. šíriť technológiu po celom svete. Postupne význam tohto miniatúrne zariadenie. Tranzistor sa ukázal byť atraktívny z nasledujúcich dôvodov: bol lacný, malý, odolný, spotreboval málo energie a okamžite sa zapol (žiarovky sa dlho zahrievali). V roku 1953 sa na trhu objavil prvý komerčný tranzistorový produkt – načúvací prístroj (priekopníkom v tomto biznise bol John Kilby zo spoločnosti Centralab, ktorý o pár rokov vyrobí prvý polovodičový mikroobvod na svete) a v októbri 1954 – prvý tranzistor rádiový prijímač Regency TR1, používal iba štyri germániové tranzistory. Počítačový priemysel okamžite začal ovládať nové zariadenia, prvé bolo IBM. Dostupnosť technológií sa vyplatila – svet sa začal rýchlo meniť.

Výhody konštruktívnych ambícií

U ambiciózneho W. Shockleyho to, čo sa stalo, spôsobilo sopečný výbuch jeho tvorivej energie. Hoci J. Bardeen a W. Brattain náhodou nedostali tranzistor s efektom poľa, ako plánoval Shockley, ale bipolárny, rýchlo prišiel na to, čo sa urobilo. Shockley si neskôr spomenul na svoje „ Svätý týždeň“, počas ktorej vytvoril teóriu vstrekovania a na Silvestra vynašiel planárny bipolárny tranzistor bez exotických ihiel.

S cieľom vytvoriť niečo nové sa Shockley pozrel na dlho známe - na bodové a planárne polovodičové diódy, na fyziku roviny " p - n» prechod, ľahko prístupný teoretickej analýze. Keďže bodový tranzistor pozostáva z dvoch diód veľmi blízko seba, Shockley vykonal teoretickú štúdiu dvojice podobne blízkych planárnych diód a vytvoril základy teórie planárnych bipolárny tranzistor v polovodičovom kryštáli obsahujúcom dva " p - n» prechod. Planárne tranzistory majú oproti bodovým tranzistorom množstvo výhod: sú dostupnejšie pre teoretickú analýzu, majú nižšiu hladinu hluku, poskytujú viac energie a hlavne vyššia opakovateľnosť a spoľahlivosť parametrov. Ale možno ich hlavnou výhodou bola ľahko automatizovaná technológia, ktorá eliminovala zložité operácie výroby, inštalácie a umiestnenia pružinových ihiel a tiež zabezpečila ďalšiu miniaturizáciu zariadení.

30. júna 1948 v newyorskej kancelárii Bell Labs bol vynález prvýkrát predvedený vedeniu spoločnosti. Ukázalo sa však, že je oveľa ťažšie vytvoriť sériovo schopný planárny tranzistor ako bodový. Tranzistor Brattain a Bardeen je mimoriadne jednoduché zariadenie. Jeho jedinou polovodičovou súčiastkou bol kúsok relatívne čistého a vtedy celkom dostupného germánia. Ale technika dopovania polovodičov koncom štyridsiatych rokov, potrebná na výrobu prechodového tranzistora, bola ešte len v plienkach, takže výroba sériovo vyrábaného tranzistora „podľa Shockleyho“ bola možná až v roku 1951. V roku 1954 Bell Laboratóriá vyvinuli oxidačné, fotolitografické, difúzne procesy, ktoré sa na dlhé roky stali základom pre výrobu polovodičových súčiastok.

Bardeenov a Brattainov bodový tranzistor je určite obrovským zlepšením oproti elektrónkám. Ale nestal sa základom mikroelektroniky, jeho vek sa ukázal byť krátky, asi 10 rokov. Shockley rýchlo pochopil, čo urobili jeho kolegovia a vytvoril planárnu verziu bipolárneho tranzistora, ktorý je dodnes živý a bude žiť, pokiaľ bude existovať mikroelektronika. Patent naň dostal v roku 1951. A v roku 1952 vytvoril W. Shockley aj tranzistor s efektom poľa, ktorý si dal aj patentovať. Účasť na Nobelovej cene si teda zaslúžil poctivo.

Počet výrobcov tranzistorov rástol ako snehová guľa. Bell Labs, Shockley Semiconductor, Fairchild Semiconductor, Western Electric, GSI (od decembra 1951 Texas Instruments), Motorola, Tokyo Cousin (od roku 1958 Sony), NEC a mnohé ďalšie.

V roku 1950 spoločnosť GSI vyvinula prvý kremíkový tranzistor a od roku 1954, po transformácii na Texas Instruments, začala jeho sériová výroba.

Studená vojna a jej vplyv na elektroniku

Po skončení druhej svetovej vojny sa svet rozdelil na dva znepriatelené tábory. V rokoch 1950-1953 táto konfrontácia vyústila do priameho vojenského stretu – kórejskej vojny. V skutočnosti to bola zástupná vojna medzi USA a ZSSR. Spojené štáty americké sa zároveň pripravovali na priamu vojnu so ZSSR. V roku 1949 Spojené štáty vyvinuli teraz zverejnený plán „Posledný výstrel“ ( Operácia Dropshot), vlastne plán na tretiu svetovú vojnu, termonukleárnu vojnu. Plán počítal s priamym útokom na ZSSR 1. januára 1957. Do mesiaca mal na naše hlavy zhodiť 300 50-kilotonových atómových a 200-tisíc konvenčných bômb. Na tento účel plán zahŕňal vývoj špeciálnych balistických rakiet, jadrových ponoriek, lietadlových lodí a oveľa viac. Tak sa začali bezprecedentné preteky v zbrojení rozpútané Spojenými štátmi, ktoré pokračovali počas druhej polovice minulého storočia a pokračujú, nie tak demonštratívne, aj teraz.

Za týchto podmienok naša krajina, ktorá odolala morálne a ekonomicky bezprecedentnej štvorročnej vojne a za cenu obrovského úsilia a obetí dosiahla víťazstvo, čelila novým gigantickým problémom pri zabezpečovaní bezpečnosti vlastnej i spojencov. Musel som naliehavo odtrhnúť zdroje od vojnou unavených a hladných ľudí, aby som vytvoril najnovšie druhy zbrane, udržať obrovskú armádu v neustálej bojovej pohotovosti. Takto vznikli atómové a vodíkové bomby, medzikontinentálne rakety, systémy protiraketovej obrany a mnohé ďalšie. Naše úspechy v oblasti zabezpečenia obranyschopnosti krajiny a reálnej možnosti prijatia zdrvujúceho odvetného úderu prinútili Spojené štáty americké opustiť implementáciu plánu Dropshot a ďalších podobných.

Jedným z dôsledkov studenej vojny bola takmer úplná ekonomická a informačná izolácia znepriatelených strán. Ekonomické a vedecké väzby boli veľmi slabé a v oblasti strategicky dôležitých odvetví a nových technológií prakticky chýbali. Klasifikované boli dôležité objavy, vynálezy, nový vývoj v akejkoľvek oblasti vedomostí, ktoré by sa dali využiť vo vojenskej technike alebo prispieť k ekonomickému rozvoju. Dodávky progresívnych technológií, zariadení, výrobkov boli zakázané. V dôsledku toho sa sovietska polovodičová veda a priemysel rozvíjali v podmienkach takmer úplnej izolácie, virtuálnej blokády všetkého, čo sa v tejto oblasti v Spojených štátoch urobilo, západná Európa a potom Japonsko.

Treba tiež poznamenať, že sovietska veda a priemysel v mnohých oblastiach vtedy zaujímali vedúce postavenie vo svete. Naše stíhačky v kórejskej vojne boli lepšie ako americké, naše rakety boli najvýkonnejšie, vo vesmíre sme boli v tých rokoch pred ostatnými, prvý počítač na svete s výkonom nad 1 milión op/s bol náš, vyrobili sme vodíková bomba pred Spojenými štátmi, balistická raketa bola prvá, ktorú zostrelil náš systém protiraketovej obrany atď. Zaostávať v elektronike znamenalo stiahnuť všetky ostatné odvetvia vedy a techniky.

Význam polovodičovej techniky v ZSSR bol dobre pochopený, ale spôsoby a metódy jej vývoja boli odlišné od tých v USA. Vedenie krajiny si uvedomovalo, že konfrontáciu v studenej vojne možno dosiahnuť vývojom obranných systémov riadených spoľahlivou malorozmerovou elektronikou. V roku 1959 boli založené také továrne polovodičových zariadení ako Alexandrovskij, Brjansk, Voronež, Riga a ďalšie. , Minsk, Jerevan, Nalčik a ďalšie mestá. Okrem toho priestory na vytvorenie prvých podnikov polovodičového priemyslu boli na tieto účely úplne nevhodné (budovy obchodnej technickej školy v Rige, Sovpartshkola v Novgorode, továreň na cestoviny v Brjansku, odevná továreň vo Voroneži, ateliér v Záporoží , atď.). Ale späť k pôvodu.

V rokoch predchádzajúcich vynálezu tranzistora sa v ZSSR dosiahol významný pokrok vo vývoji germánových a kremíkových detektorov. V týchto prácach bola použitá originálna technika na štúdium oblasti blízkeho kontaktu zavedením ďalšej ihly do nej, v dôsledku čoho sa vytvorila konfigurácia, ktorá presne opakovala bodový tranzistor. Niekedy sa pri meraniach odhalili aj charakteristiky tranzistora (vplyv jedného " p-n» prechod na iný blízky), ale boli vyradené ako náhodné a nezaujímavé anomálie. Naši výskumníci boli v niekoľkých ohľadoch horší ako americkí špecialisti, chýbalo im len jediné – zamerať sa na tranzistor a veľký objav sa im vymkol z rúk. Od roku 1947 sa intenzívne pracovalo v oblasti polovodičových zosilňovačov v TsNII-108 (lab. S. G. Kalašnikov) a NII-160 (NII "Istok", Fryazino, laboratórium A. V. Krasilova). V roku 1948 získala tranzistorový efekt aj skupina A. V. Krasilova, ktorá vyvinula germániové diódy pre radarové stanice a pokúsila sa ho vysvetliť. O tom v časopise "Bulletin of Information" v decembri 1948 publikovali článok "Crystal Triode" - prvá publikácia v ZSSR o tranzistoroch. Pripomeňme, že prvá publikácia o tranzistore v USA v časopise „The Physical Review“ sa uskutočnila v júli 1948, t.j. výsledky práce Krasilovovej skupiny boli nezávislé a takmer simultánne. Tak bola vedecká a experimentálna základňa v ZSSR pripravená na vytvorenie polovodičovej triódy (pojem "tranzistor" bol zavedený do ruského jazyka v polovici 60. rokov) a už v roku 1949 sa vyvinulo laboratórium A. V. Krasilova a prešlo do sériovej výroby. prvé sovietske bodové germániové triódy C1 - C4. V roku 1950 boli vyvinuté vzorky germániových triód vo FIAN (B.M. Vul, A.V. Rzhanov, V.S. Vavilov atď.), v LPTI (V.M. Tuchkevich, D.N. Nasledov) a v IRE Akadémie vied ZSSR (SG Kalašnikov, NA Penin atď.).

Prvý sovietsky priemyselný tranzistor:
bod S1G (vľavo) a rovinný P1A (vpravo)

V máji 1953 bol vytvorený špecializovaný výskumný ústav (NII-35, neskôr - Pulsar Research Institute) a bola založená Medzirezortná rada pre polovodiče. V roku 1955 sa v závode Svetlana v Leningrade začala priemyselná výroba tranzistorov a v závode bola vytvorená konštrukčná kancelária pre vývoj polovodičových zariadení. V roku 1956 bol moskovský NII-311 s poloprevádzkou premenovaný na Výskumný inštitút zafírov so závodom Optron a preorientovaný na vývoj polovodičových diód a tyristorov.

Počas 50. rokov 20. storočia sa v krajine vyvinulo množstvo nových technológií na výrobu planárnych tranzistorov: zliatina, difúzia zliatin, mesa-difúzia.

Polovodičový priemysel ZSSR sa rozvíjal pomerne rýchlo: v roku 1955 bolo vyrobených 96 tisíc tranzistorov, v roku 1957 - 2,7 milióna av roku 1966 - viac ako 11 miliónov tranzistorov. A to bol len začiatok.

V roku 1910 William Eckles zistil, že kryštálové detektory vykazujú za určitých podmienok negatívny vnútorný odpor, a preto ich možno použiť na generovanie oscilácií a zosilnenie signálov. V roku 1922 O. V. Losev dokázal možnosť zosilnenia a generovania elektromagnetických kmitov na kryštálovom detektore, keď sa naň aplikuje konštantné predpätie (efekt cristadyne). Losevov detektor zinku ("kristadin") zostal funkčný pri frekvenciách do 10 MHz. Koncom 20. rokov 20. storočia boli kryštalické detektory nahradené vákuovými trubicami a rozvoj tohto odvetvia fyziky polovodičov sa zastavil.

Nerealizovaný "tranzistor s efektom poľa" Lilienfeld. Patent USA 1 745 175 na "Metódu a prístroj na riadenie elektrických prúdov" s prioritou 8. októbra 1926 (vydaný 28. januára 1930)

V rokoch 1922-1927 Gröndal a Geiger vynašli a zaviedli do praxe meď-oxidový usmerňovač a v 30. rokoch 20. storočia bol nahradený pokročilejším selénovým usmerňovačom. Ako napísal Walter Brattain, analógia medzi usmerňovačom z oxidu meďnatého a vákuovou diódou bola zrejmá každému, kto študoval polovodiče – a mnohí z nich premýšľali o tom, ako zaviesť do usmerňovača tretiu, riadiacu elektródu („mriežku“), aby bol usmerňovač zosilňovač. V roku 1925 podal nemecký fyzik Julius Lilienfeld prvú patentovú prihlášku na polovodičový zosilňovač pozostávajúci z vrstiev kovu a polovodiča. Lilienfeld nebol schopný doviesť svoj návrh ani do štádia dispozičného riešenia: jeho projekt sa v 20. rokoch 20. storočia nedal zrealizovať pre nedostatočný rozvoj fundamentálnej vedy. V roku 1935 ďalší nemecký fyzik Oskar Heil (Angličtina) ruský , patentovaný vo Veľkej Británii princíp tranzistora s efektom poľa. V roku 1938 zamestnanci univerzity v Göttingene Robert Paul (Angličtina) ruský a Rudolf Hilsch vytvorili polovodičovú „triódu“ schopnú zosilniť pomaly sa meniaci vstupný signál. Paulov zosilňovač bol príliš pomalý, fungoval iba vtedy vysoké teploty a preto nemal žiadny praktický vývoj a sám Pavol nechcel robiť aplikovanú prácu, uprednostňoval fundamentálnu vedu. Všetky tieto neúspešné experimenty do určitej miery reprodukovali dizajn vákuovej triódy. Takže v Paulovej „trióde“ bola riadiaca elektróda kovová mriežka s jemnými okami, ktorá ovládala pole vo vnútri kryštálu bromidu draselného. Losev v roku 1939 spomínané o práci na polovodičovom „trojelektródovom systéme analogickom s triódou“, ale tieto nepublikované práce sa stratili.

Otvorenie p-n-križovatky

Tavenina P-n podľa Ohlovho patentu z roku 1941

V roku 1936 riaditeľ výskumu Bell Labs Mervyn Kelly poveril Williama Shockleyho, aby preskúmal možnosť vybudovania polovodičových prepínačov, ktoré by potenciálne mohli nahradiť elektromechanické relé telefónnej ústredne. Po preštudovaní publikovaných prác Paula, Ioffeho a Davydova a výsledkov Brattainových experimentov dospel Shockley k záveru, že nie je možné zaviesť riadiacu elektródu do polovodičového poľa. Namiesto toho 29. decembra 1939 Shockley sformuloval princíp činnosti tranzistora s efektom poľa: prúd v kanáli medzi dvoma elektródami by mal byť riadený vonkajším poľom vytvoreným treťou (riadiacou) elektródou umiestnenou mimo kanála. Shockley navrhol postaviť polovodičovú triódu s použitím oxidu meďného, ​​ktorý študoval Davydov, ale prvé experimenty skončili neúspešne a potom boli zmobilizovaní pracovníci Bell Labs, aby vyriešili vojenské problémy. Shockley v roku 1940 pracoval na projekte uránu a od roku 1942 až do konca vojny sa zaoberal praktickými problémami radaru.

V októbri 1939 sa medzi polotovarmi pre detektory našla zvláštna vzorka, elektrické parametre ktoré sa správali tak nevyspytateľne, že ďalšie merania sa zdali nezmyselné. Až 23. februára 1940 si Ohl našiel čas osobne to skontrolovať. Ukázalo sa, že vzorka reagovala na svetlo a stupeň pozorovaného fotoelektrického efektu bol rádovo vyšší ako fotoelektrický efekt v tradičných fotočlánkoch. Vodivosť vzorky nezávisela len od osvetlenia, ale aj od teploty a vlhkosti. Napriek odporu svojho nadriadeného, ​​ktorý bol s Kellym v rozpore, Ohl svoj nález predviedol Kellymu a Walterovi Brattainovi 6. marca. Brattain uhádol, že k fotoelektrickému efektu dochádza na nejakej neviditeľnej bariére medzi dvoma vrstvami kremíka a že tá istá bariéra by mala napraviť striedavý prúd. Preto meranie vodivosti na striedavý prúd priniesol nevysvetliteľné, nezmyselné výsledky.

Čoskoro Skaff a Ohl doslova videli túto bariéru: leptanie kyselinou dusičnou otvorilo viditeľnú hranicu medzi dvoma vrstvami kremíka. Skuff a Ohl dali týmto vrstvám nové mená: „kremík typu p“ (z angl. pozitívne, pozitívny) a "kremík typu n" (negatívny, negatívny), v závislosti od smeru prúdu v detektoroch vyrobených z týchto vrstiev. Bariérová zóna sa nazýva p-n križovatka. Postupne Ohl, Skaff a Theuerer prišli na to, že typ vodivosti kremíka nie je určený jeho čistotou, ale naopak prítomnosťou charakteristických nečistôt. Ľahšie prvky podskupiny bóru mali byť sústredené v hornej vrstve taveniny, ťažšie prvky podskupiny dusíka - v strede téglika. Chemická analýza kremíka typu p totiž odhalila stopy bóru a hliníka a prítomnosť fosforu v hrubo vyčistenom kremíku typu n bolo cítiť aj bez prístrojov – pri spracovaní takéhoto kremíka sa uvoľnil fosfín.

Osobným úmyselným rozhodnutím Kelly klasifikoval objav p-n križovatky. Bell Labs ochotne zdieľali vzorky kremíka s americkými a britskými kolegami, ale bol to výlučne kremík typu p. Ol bol osobne zodpovedný za zabezpečenie toho, aby spoje typu n kremík a pn neopustili steny spoločnosti. Shockley sa o Ohlovom objave dozvedel až 24. marca 1945 a široká verejnosť 25. júna 1946, keď Ohl a Skaff získali patenty na svoje vynálezy z roku 1940.

Nezávisle od amerických fyzikov predstavil v roku 1941 V. E. Lashkarev teóriu „zábranovej vrstvy“ a vstrekovania nosičov náboja na rozhranie medzi meďou a oxidom meďným. Lashkarev navrhol, že dva typy vodivosti detekované tepelnou sondou v prvku z oxidu medi sú oddelené hypotetickou prechodovou vrstvou, ktorá zabraňuje elektrický prúd. Práce Lashkareva a K. M. Kosogonovej („Skúmanie bariérových vrstiev metódou tepelnej sondy“ a „Vplyv nečistôt na fotoelektrický efekt ventilu v oxide meďnom“) boli publikované v roku 1941.

Bodový tranzistor

Bardeenov a Brattainov tranzistor

Bardeen, Shockley a Brattain v Bellových laboratóriách

V júni 1945 Kelly znovu vytvoril oddelenie Solid State Department na čele so Shockleym a Stanleym Morganom (v roku 1945 bol Shockley stále zaneprázdnený vojenskými projektmi a nemal dosť času na to, aby toto oddelenie riadil sám). V skupine boli Brattain, teoretik John Bardeen, experimentátor Gerald Pearson, fyzikálny chemik Robert Gibney a elektrotechnik Hilbert Moore. Vzorky polovodičov vyrobil William Pfann (Angličtina) ruský , John Skaff a Henry Theuerer. Skupina sa v tom čase spoliehala na zdroje obrovskej vedeckej organizácie – koncom 40. rokov pracovalo v Bellových laboratóriách 5700 ľudí, z toho asi 2000 certifikovaných odborníkov.

Po preskúmaní práce výskumníkov z Purdue University Shockley zúžil svoj výber polovodičov na dva (germánium a kremík) av januári 1946 sa rozhodol zamerať na využitie efektu poľa. Experimenty však ukázali, že v skutočnom polovodiči bol efekt poľa o tri rády slabší, ako predpokladala teória. Bardeen vysvetlil experimentálne dáta návrhom hypotézy povrchových stavov, podľa ktorej na rozhraní polovodiča a kovovej elektródy vzniká priestorový náboj, ktorý neutralizuje pôsobenie vonkajšieho poľa.

Počas roku 1947 Shockleyho oddelenie hľadalo riešenie problému vesmírneho náboja, pričom každý krok ustupoval ďalej a ďalej od konceptu. tranzistor s efektom poľa. Shockley v roku 1972 napísal, že vďaka Bardeenovi sme „prestali ‚vyrábať tranzistor‘. Namiesto toho sme sa vrátili k princípu, ktorý nazývam „rešpektovanie vedeckej stránky praktickej úlohy“. V novembri 1947 Gibney navrhol požiadať o „triódu“ konštantný tlak posun pomocou bodovej riadiacej elektródy, oddelenej od hmoty polovodiča vrstvou elektrolytu. Práce sa prudko zrýchlili: v novembri - decembri ich Bardeen, Gibney a Brattain otestovali najmenej päť rôzne dizajn triódy:

Brattainove experimenty v novembri - decembri 1947
Dátum experimentu	Polovodič	Dielektrikum	zisk			frekvenčný rozsah	Predpätie		Poznámky
			Podľa napätia	Podľa prúdu	Mocou		Na "odtok" ("zberač")	Na "bráne" ("emitor")
21. novembra	polykryštalický kremík typu p	Destilovaná voda	nie	Áno	Áno	<10 Гц	pozitívne	pozitívne	"Elektrolytický FET", US patent 2,524,034
8. december	Polykryštalické germánium typu n	GU elektrolyt	Áno	nie	Áno	<10 Гц	negatívne	negatívne
10. december	Polykryštalické germánium typu n s podpovrchovou vrstvou typu p		Áno	Áno	Áno	<10 Гц	negatívne	negatívne
15. december		oxidový film	Áno	nie	nie	10 Hz - 10 kHz	pozitívne	negatívne
16. december		nie	Áno	Áno	2 dB	1 kHz	pozitívne	negatívne	Vynález bodového tranzistora. US patent 2,524,035
23. december			24 dB pri 1 kHz 20 dB pri 10 MHz	Áno	2 dB	Až 15 MHz

Moderné usporiadanie tranzistorov od Bardeena a Brattaina

Shockley, Bardeen a Brattain dospeli 8. decembra k záveru, že je potrebné nahradiť homogénny polovodič s dvojvrstvovou štruktúrou - germániový plátok, na ktorého povrchu sa vytvoril p-n prechod s vysokým prierazným napätím. 10. decembra Bardeenova a Brattainova „elektrolytická trióda“ na germániu typu n s inverznou vrstvou typu p demonštrovala prírastok výkonu približne 6000 . Bol neprijateľne pomalý aj na zosilnenie zvukových frekvencií, a tak Bardeen 12. decembra nahradil elektrolyt tenkým filmom oxidu germánia. Experiment v ten deň skončil neúspešne, pravdepodobne v dôsledku poškodenia filmu počas umývania germániovej platne. 15. decembra nastavenie oxidového filmu demonštrovalo dvojnásobné zosilnenie napätia vo frekvenčnom rozsahu až do 10 kHz. Po tejto skúsenosti Bardeen navrhol použiť dva kontaktné elektródy - riadiace (emitor) a riadené (kolektor). Podľa Bardeenových výpočtov by sa obvod mohol zosilniť moc s medzielektródovou vzdialenosťou nie väčšou ako päť mikrónov (2 * 10 -4 palcov) .

15. alebo 16. decembra 1947 Brattain skonštruoval kontaktnú zostavu z plastového trojuholníkového hranolu s nalepeným pásikom zlatej fólie. Opatrným narezaním fólie žiletkou získal Brattain medzi kolektorom a žiaričom medzeru so šírkou asi 50 mikrónov. 16. decembra Brattain pritlačil kontaktnú zostavu s medzerou na povrch germániovej platne, čím vytvoril prvý funkčný bodový tranzistor. 23. decembra 1947 Brattain predviedol svojim kolegom tranzistorový audiofrekvenčný zosilňovač s pätnásťnásobným zosilnením napätia. Pri 10 MHz bol zisk 20 dB s výstupným výkonom 25 mW. 24. decembra Brattain predviedol prvý tranzistorový oscilátor.

Takže od neúspešných pokusov o vytvorenie tranzistora s efektom poľa sa začal vývoj bipolárneho tranzistora. Vedenie Bell Labs, uvedomujúc si dôležitosť udalosti, posilnilo oddelenie Shockley o špecialistov a na chvíľu projekt klasifikovalo. Verejnosť sa o vynáleze tranzistora dozvedela 30. júna 1948 na otvorenej prezentácii tranzistora v New Yorku, načasovanej na vydanie článkov v r. Fyzický prehľad. Mesiac pred touto udalosťou sa v Bell Labs konalo tajné hlasovanie o výbere názov nové zariadenie. Vyradením príliš dlhej „polovodičovej triódy“ ( polovodičová trióda), v skutočnosti nesprávna „trióda na povrchových stavoch“ ( trióda povrchových stavov) a nezrozumiteľný „yotatron“ ( iotatron), Bell Labs schválili „tranzistor“ ( tranzistor) - z angličtiny. transkonduktancia (vodivosť) príp prevod(prevodovka) a varistor (varistor, riadený odpor).

Transistron Matare a Welker

Röntgenový snímok tranzistorónu Mathare-Welker

V roku 1946 francúzski a britskí agenti vystopovali Welkera a Mataru, vypočúvali ich na nemecký vývoj v radare a ponúkli im prácu vo francúzskej pobočke Westinghouse, ktorá vtedy vyrábala germániové usmerňovače. Obaja sa zhodli: v porazenom Nemecku nebolo možné venovať sa vede. Welker a Matare založili laboratórium v ​​Aulnay-sous-Bois a do konca roku 1947 zaviedli výrobu usmerňovačov. Na prelome rokov 1947 a 1948 sa Matare vrátil k téme „duodioda“ a Welker sa na žiadosť Matare ujal čistenia germánia. V júni 1948 predtým publikácia vynálezu Bardeena a Brattaina, vylepšenej „dvojky“ a v skutočnosti bodového tranzistora, demonštroval Matare stabilný zosilnenie . V júli 1948 sa o prácu Matare a Welkera začal zaujímať francúzsky minister spojov Eugene Thomas. (fr.) ruský , tiež dal novému zariadeniu názov „transistrón“ (fr. tranzistron). V máji 1949 Matare a Welker oznámili začiatok malosériovej výroby tranzistorov pre diaľkovú telefónnu komunikáciu.

Prvé sériové tranzistory

Štruktúra sériového tranzistora "typu A". Profily vodivosti prechodov emitoru a kolektora sú určené materiálmi elektród a spôsobom elektrického tepelného tréningu

V rokoch 1948-1951 sa Bell Labs pod vedením Pfanna pokúsili hromadne vyrábať bodové tranzistory pomocou dostupnej technológie mikrovlnných kontaktných detektorov. Pfannov úspech bol spôsobený zhodou okolností: fosforový bronz kontaktov kolektora kontaminoval povrch germánia atómami fosforu, čím sa vytvorili vodivé ostrovčeky typu n. Význam difúzie atómov medi, ktorá vytvorila ostrovy typu p, o niekoľko rokov neskôr objasnila práca Calvina Fullera (Angličtina) ruský . Pfannov tranzistor bol v skutočnosti štvorvrstvovou štruktúrou PNPN, ktorá za určitých okolností vykazovala negatívny odpor neobvyklý pre „skutočné“ tranzistory. Sériová výroba tranzistora „typu A“ vo Western Electric začala v roku 1951 a v apríli 1952 dosiahla úroveň 8400 tranzistorov mesačne. Výroba bola prácna, drahá a reprodukovateľnosť parametrov tranzistorov bola neprijateľne nízka. Správanie tranzistorov nezáviselo len od teploty, ale aj od vlhkosti vzduchu. Pentagon pozorne sledoval vývoj technológie, no odmietol nakupovať zariadenia na nespoľahlivé zariadenia. Napriek tomu, že v roku 1951 bol bodový tranzistor už morálne zastaraný, výroba "typu A" pokračovala takmer desať rokov, pretože tranzistory, ktoré ho nasledovali na vyrastených kryštáloch a zliatinových tranzistoroch, boli vo frekvenčných vlastnostiach horšie ako "typ A". Počas celého desaťročia podľa Shockleyho úspech produkcie závisel od „nepochopiteľného šamanizmu“ (angl. tajomné čarodejníctvo) .

Matare a Welker začali vyrábať „tranzistróny“ v roku 1949 av roku 1950 demonštrovali Shockleymu a Brattainovi fungovanie tranzistorových zosilňovačov na telefónnej linke Francúzsko-Alžír. Američania boli opatrní: vďaka pokročilejšej technológii montáže boli "tranzistróny" považované za spoľahlivejšie zariadenia. Francúzska vláda však čoskoro prestala podporovať Matare a Welkera a vrátili sa do Nemecka. V rokoch 1952-1953 Matare s podporou Jacoba Michaela vyrobila experimentálnu sériu „tranzistrónov“ a predstavila verejnosti štvortranzistorový rádiový prijímač (prvý americký tranzistorový prijímač Regency TR-1 bol uvedený na trh o rok neskôr) . Americká spoločnosť Clevite (budúci vlastník) kúpila spoločnosť od Michaela a následne obmedzila výrobu v Nemecku. Matare sa presťahoval do USA, Welker sa ujal výskumu polovodičov v spoločnosti Siemens.

V roku 1951 vláda USA požadovala od AT&T, aby licencovala svoju technológiu všetkým zainteresovaným americkým spoločnostiam bez licenčných poplatkov. Do leta 1952 získalo licenciu (tzv. „knihu za 25 tisíc dolárov“) 26 amerických a 14 zahraničných spoločností, ale ich pokusy o reprodukciu bodového tranzistora neboli úspešné. CBS-Hytron dokázal sériovo vyrobiť bodový tranzistor v roku 1951 a o rok neskôr ho prestal vyrábať. Hughes Aircraft sa neúspešne pokúšal vyrobiť tranzistory z jednotlivých zŕn polykryštalického germánia a nakoniec od projektu upustilo. Philips vďaka predvojnovým väzbám so spoločnosťou Bell získal licenciu skôr ako konkurenti, ale sériovú výrobu bodových tranzistorov začal až v roku 1953 súčasne s pokročilejšími zliatinovými tranzistormi.

Tranzistory so skorým prechodom

Shockleyho teória

Hlavný kreatívny prielom neprišiel, keď som sa snažil vynájsť tranzistor, ale keď som navrhoval nastavenie pre experimenty s povrchovými javmi v bodových tranzistoroch. Zrazu mi došlo, že experimentálnou štruktúrou je tranzistor. Práve ona bola patentovaná ako planárny tranzistor. Bol som smutný z toho, že keď som vedel všetko potrebné pre tento vynález, nemohol som celý rok spájať časti celku - až kým sa na tvári bodového tranzistora neobjavilo dráždidlo. - William Shockley, 1972

pôvodný text(Angličtina)

Môj najdôležitejší objavný objav neprišiel, keď som sa pokúšal vynájsť tranzistor, ale pri navrhovaní experimentu na presnú diagnostiku povrchových javov bodových kontaktných tranzistorov. Zrazu som si uvedomil, že štruktúra, ktorú som vymyslel, bola sama osebe tranzistor. Bol patentovaný ako prechodový tranzistor. Znepokojilo ma, keď som si uvedomil, že už najmenej rok som poznal všetky koncepty potrebné na tento vynález, ale nedal som ich dokopy, kým tranzistor s bodovým kontaktom neposkytol náročný stimul. .

William Shockley v roku 1975

Bodový tranzistor Bardeena a Brattaina bol pre jeho tvorcov záhadou. Bolo len jasné, že vynálezcovia nevytvorili hypotetický tranzistor s efektom poľa, ale niečo iné. 27. decembra 1947 boli Bardeen a Brattain poslaní do Fyzický prehľadčlánok o vynáleze vysvetľujúci pôsobenie tranzistora kožnými efektmi v polovodiči. V patentovej prihláške z 26. februára 1948 uviedli iné vysvetlenie, naznačujúc existenciu bariéry v objeme polovodiča, podobnej Schottkyho bariére na rozhraní polovodič-kov. Podľa názoru Bo Loeka ani jedno z týchto vysvetlení neobstálo pri skúmaní. Žiadny z Bardeenových a Brattainových rukopisov nespomínal menšinové nosiče a vstrekovanie náboja, koncepty, bez ktorých nebolo možné opísať správanie tranzistora.

Riešenie už bolo zapísané v Shockleyho zápisníkoch - Shockley vytvoril prvé náčrty teórie p-n prechodu v Nemecku už v apríli 1947. 8. decembra 1947, po diskusii o štruktúre sľubnej „triódy“ s Bardeenom a Brattainom, sa Shockley vrátil k teoretickému štúdiu zosilňovača p-n-prechodu. V poslednom týždni roku 1947 mentálne prešiel mnohými konfiguráciami, ale všetky, vrátane obvodu bipolárneho tranzistora, neobstáli pri kritickej analýze. Až v januári 1948 si Shockley uvedomil, že model, ktorý používal, nezohľadnil injekcie menšinových nosičov do základne. Vzhľadom na vstrekovací mechanizmus bol model plne funkčný. Najneskôr 23. januára 1948 Shockley vypracoval patentovú prihlášku na bipolárny tranzistor (budúci patent USA 2 569 347) a formalizoval svoje myšlienky do úplnej teórie. V tejto práci Shockley nakoniec opustil pokusy o vytvorenie tranzistora s efektom poľa a opísal zariadenie, ktoré ešte neexistovalo s dvoma paralelnými p-n prechodmi – planárny bipolárny tranzistor. Prvýkrát sa v ňom objavili také tvrdenia, ktoré sú dnes známe, ale v roku 1948 nie sú zrejmé, ako napríklad potreba priameho predpätia emitorového p-n prechodu a spätného predpätia kolektorového prechodu.

Bell Labs podalo 26. júna 1948 patentovú prihlášku na vynález prechodového tranzistora, ale teória za ním bola verejne oznámená až o rok neskôr (16. – 18. júna 1949) – po tom, čo experiment túto teóriu potvrdil. V júli 1949 Shockley publikoval svoju teóriu v Bell System Technical Journal. (Angličtina) ruský a v novembri 1950 vyšlo Shockleyho magnum opus, Elektróny a diery v polovodičoch(v ruskom preklade The Theory of Electronic Semiconductors: Applications to the Theory of Transistors z roku 1953). Podľa Zh. I. Alferova sa Shockleyho kniha stala „príručkou na oboch stranách Atlantického oceánu“. Treba poznamenať, že Shockley presne opísal planárny tranzistor (tranzistor na p-n prechodoch, eng. prechodový tranzistor), a nikto nevytvoril teóriu bodového tranzistora a Losevovho kristadinu. Fyzikálna povaha prvého tranzistora Bardeena a Brattaina zostáva predmetom sporov: je možné, že skutočné vlastnosti použitej germániovej platne boli výrazne odlišné od toho, čo predpokladali experimentátori. Nie je možné to overiť, pretože pôvodný prvý tranzistor je už dávno stratený.

Publikácia ustanovila Shockleyho ako nesporného odborníka na fyziku polovodičov a priviedla ho do konfliktu s Bardeenom, ktorý v roku 1951 opustil Bell Labs, aby sa zameral na výskum supravodivosti. Vzťahy medzi Shockleym a Bardeenom sa normalizovali až po tom, čo Bardeen, Brattain a Shockley získali v roku 1956 Nobelovu cenu za fyziku. Štvrtý hlavný spoluvynálezca, Robert Gibney, opustil Bell Labs začiatkom roku 1948 a nedostal Nobelovu cenu. Následne Shockleyho verejná aktivita a pozornosť tlače prispeli k vzniku názoryže Shockley si údajne pripísal zásluhy za úspechy Bardeena, Brattaina a iných. V skutočnosti Shockley na druhej strane vždy objasnil rozsah vlastného príspevku, vylúčil sa zo zoznamu vynálezcov a zaradil tam Gibneyho. Shockley úzkostlivo bránil práva svojich kolegov, dokonca aj tých, s ktorými sa (ako Robert Noyce) navždy rozišiel.

Tranzistor na pestovaných križovatkách

Metóda pestovania p-n prechodov z taveniny je historicky prvou technológiou výroby planárnych tranzistorov

Prvý dospelý kremičitý tranzistor bol vyrobený v Texas Instruments tým istým Tealom v apríli 1954. Vďaka svojej vysokej reaktivite a vyššej teplote topenia ako germánium, kremíková technológia v 50. rokoch zaostávala za germániom. Teal pripomenul, že na konferencii v máji 1954, jeden po druhom, kolegovia informovali o neprekonateľných ťažkostiach pri práci s kremíkom - až kým sám Teal nepredviedol verejnosti funkčný kremíkový tranzistor. Tri po sebe nasledujúce roky, keď bola spoločnosť Texas Instruments jediným dodávateľom kremíkových tranzistorov na svete, spoločnosť zbohatla a stala sa najväčším dodávateľom polovodičov.

zliatinový tranzistor

zliatinový tranzistor. Základom je štvorcová doska, na jednej strane je k nej privarená emitorová lišta, na druhej strane kolektorová lišta

V roku 1950 Hall a Dunlop navrhli vytvorenie p-n prechodov fúziou a prvé praktické fúzne tranzistory boli vydané spoločnosťou General Electric v roku 1952. Srdcom typického zliatinového tranzistora typu PNP bola tenká germániová doska typu n, ktorá slúžila ako základ. Tieto platne boli legované guľôčkami india alebo arzénu a potom žíhané pri teplote asi 600 °C. Pri správnom výbere orientácie plátku sa v nich vytvorili striktne paralelné epitaxné vrstvy rekryštalizovaného germánia typu n. Hrúbka základne bola nastavená časom žíhania. Doska bola namontovaná na nosné kovanie trupu v prostredí bez kyslíka (dusík alebo argón) a následne bol trup hermeticky zvarený. Tesnenie nedokázalo nahradiť správnu pasiváciu povrchu p-n prechodov, takže parametre zliatinových tranzistorov boli v priebehu času nestabilné. Takmer všetky zliatinové tranzistory boli vyrobené z germánia - implementácia technológie zliatiny v kremíku sa ukázala ako príliš komplikovaná a drahá.

Prechody medzi zónami typu p a typu n v zliatinových tranzistoroch boli ostré (schodovité), na rozdiel od plynulých prechodov pestovaných tranzistorov. Vďaka stupňovitej charakteristike emitorového prechodu mali zliatinové tranzistory vyšší prúdový zisk a boli účinnejšími spínačmi v digitálnych obvodoch. Stupňovitá charakteristika kolektorového prechodu naopak viedla k nežiaducim vlastnostiam - vysoká Millerova kapacita, úzky frekvenčný rozsah (do 10 MHz), samobudenie zosilňovačov. Limitná pracovná frekvencia zliatinových tranzistorov bola vyššia ako frekvencia tranzistorov na dospelých prechodoch, ale stále nižšia ako bodové tranzistory.

Difúzne tranzistory

germánsky mesa tranzistor

Difúzne legovaný mesa tranzistor od Daisy, Lee a Shockleyho (1955). Tri stupne technológie: difúzia bázy (z plynného média), fúzia žiariča, spájkovanie na bázu

V roku 1950 skupina špecialistov Bell Labs pod vedením Calvina Fullera (Angličtina) ruský začal výskum difúzie nečistôt v germániu s cieľom vyvinúť opatrenia proti kontaminácii kryštálov nežiaducimi nečistotami. Fullerova práca sa rozvinula do komplexnej štúdie difúzie z pevných a plynných médií a priniesla vedľajší výsledok – vytvorenie efektívneho kremíkového solárneho článku. Začiatkom roku 1954 Shockley navrhol použiť Fullerovu difúziu na vytvorenie p-n spojov s danou hĺbkou a profilom koncentrácie nečistôt.

V marci 1955 podali Shockley, George Daisy a Charles Lee patentovú prihlášku na technológiu hromadnej výroby difúznych tranzistorov. V tomto procese bola súčasne do difúznej pece umiestnená hmota monokryštalických tabliet germánia typu p - budúcich tranzistorov. Potom sa arzén difundoval 15 minút pri 800 °C, čím sa vytvorila vrstva typu n (základ) na povrchu tablety. Na povrch každej tablety bola nanesená tenká vrstva hliníka pomocou šablóny – kontaktnej podložky budúceho žiariča. Počas žíhania sa atómy hliníka difundovali do germánia, čím sa vo vnútri základne (samotného žiariča) vytvorila tenká vrstva typu p. Elektrický kontakt s kolektorom, skrytý vo vnútri difúznej vrstvy bázy, vznikol prispájkovaním kryštálu k telu tranzistora spájkou s obsahom india. Indium, difundujúce do germánia, zmenilo vodivosť základnej vrstvy z typu n späť na typ p, jemne "vytlačilo" základnú vrstvu zo zóny spájkovania. Vzhľad tablety, prispájkovanej k rovnej základni, pripomínal stolové hory bežné v juhozápadných Spojených štátoch (španielčina. mesa), a preto sa tranzistory tohto typu stali známymi ako mesa tranzistory. Technológia Daisy, Lee a Shockleyho išla do série vo Western Electric, no nevstúpila na otvorený trh – všetky vyrobené tranzistory boli distribuované medzi samotný Western Electric a úzky okruh vojenských zákazníkov.

Objav mokrej oxidácie

Začiatkom roku 1955 v difúznej peci Karla Froscha (Angličtina) ruský , ktorý pracoval v Bell Labs na problémoch difúzie do kremíka, došlo k náhodnému záblesku vodíka. Časť vodíka v peci vyhorela za uvoľnenia vodnej pary, experimentálny kremíkový plátok bol pokrytý tenkou vrstvou oxidu kremičitého. Počas nasledujúcich dvoch rokov Frosch a jeho asistent Lincoln Derick za účasti Molla (Angličtina) ruský , Fuller a Holonyak podrobne študovali proces mokrej tepelnej oxidácie a priviedli ho k zavedeniu do priemyselnej výroby. Na rozdiel od vtedy nepredvídateľnej suchej oxidácie v kyslíkovej atmosfére sa mokrá oxidácia vodnou parou ukázala ako ľahko reprodukovateľný proces a získané oxidové vrstvy boli rovnomerné a dostatočne pevné. Spoľahlivo zadržiavali ťažké legujúce atómy (napríklad antimón), a preto by mohli slúžiť ako účinná, tepelne odolná maska ​​na selektívnu difúziu nečistôt.

Frosch predvídal rozsiahle zavedenie selektívnych oxidových masiek už v roku 1955, ale zastavil sa o krok ďalej od myšlienky integrácie. Holonyak v roku 2003 napísal, že Froschov objav „spravil všetky ostatné difúzne techniky zastarané“ a odstránil poslednú prekážku dizajnu integrovaných obvodov. Frosch sa však mýlil, keď rozhodol, že oxid nie je schopný spomaliť difúziu fosforu. Tenké oxidové vrstvy, ktoré použil Frosch, skutočne prepustili atómy fosforu, ale začiatkom roku 1958 Chi-Tang Sa (Angličtina) ruský zistili, že dostatočne hrubá vrstva oxidu je tiež schopná zadržať fosfor. Táto chyba oddialila začiatok praktickej práce Jeana Herneyho na planárnej technológii o viac ako rok.

Froschova práca zostala vnútorným tajomstvom v Bell Labs, kým nebola prvýkrát publikovaná v Journal of the Electrochemical Society v lete 1957. O Froschovej práci však určite vedel aj William Shockley, ktorý v roku 1954 odišiel do Kalifornie a v septembri 1955 bol formálne prepustený z Bell Labs. Shockley zostal recenzentom a konzultantom pre Bell Labs, pravidelne dostával novinky o najnovších prácach korporácie a predstavoval ich svojim zamestnancom. Dve z najdôležitejších a doteraz nepublikovaných technológií Bell Labs v roku 1956 – mokrá oxidácia a fotolitografia – boli zavedené do pilotnej výroby Shockley Semiconductor Laboratory. The Treacherous Eight, ktorá opustila Shockley a založila Fairchild Semiconductor, si so sebou vzala už fungujúce znalosti týchto technológií.

Silicon Mesa Transistor

Nízkovýkonový mesa tranzistor zo 60. rokov 20. storočia. Mesa štruktúra s charakteristickými koncentrickými vodičmi emitoru (v strede) a základňou je prispájkovaná ku koncovej ploche vedenia kolektora

V auguste 1958 predstavil Fairchild Semiconductor Gordon Moore 2N696, prvý kremíkový mesa tranzistor a prvý mesa tranzistor, ktorý sa predáva na otvorenom trhu v USA. Jeho výrobná technológia sa zásadne líšila od „tabletových“ procesov Bell Labs a Philips v tom, že spracovanie prebiehalo s celými, nerezanými platňami pomocou fotolitografie a Froschovej mokrej oxidácie. Bezprostredne pred rozrezaním plátku na jednotlivé tranzistory sa vykonalo hlboké leptanie. mesaing) doska, ktorá oddeľovala mesa ostrovy (budúce tranzistory) s hlbokými drážkami.

Technológia Fairchild výrazne zvýšila produktivitu, ale na svoju dobu bola veľmi riskantná: jediná chyba v etapách difúzie, pokovovania a leptania dosiek viedla k smrti celej šarže. Fairchild obstál v týchto testoch a zostal takmer rok a pol ako jediný dodávateľ mesa tranzistorov na voľný trh. 2N696 sa priaznivo porovnáva so svojimi najbližšími konkurentmi (zliatinové tranzistory Texas Instruments) kombináciou vyššej kapacity spracovania výkonu a dobrej rýchlosti v digitálnych obvodoch, a preto sa na chvíľu stal „univerzálnym tranzistorom“ amerického vojensko-priemyselného komplexu. Vo výpočtovej technike si 2N696 neviedol tak dobre z dôvodu dlhého času vypnutia v režime kľúča. V novembri 1958 - januári 1959 Jean Ernie našiel riešenie problému - legovanie zberačov zlatom. Ernieho riešenie bolo úplne nelogické, neuveriteľné: predtým sa verilo, že zlato „zabíja“ zisk tranzistora. Ernieho zlatom dopované PNP tranzistory, uvedené na trh v sérii začiatkom roku 1959, však mali trvalo vysoký zisk, prekonali germániové tranzistory v rýchlosti a zostali pre konkurentov nedostupné až do polovice 60. rokov. Fairchild, ktorý obišiel Texas Instruments, sa stal absolútnym lídrom v tomto odvetví a držal prvenstvo až do júla 1967.

Technológia Mesa poskytla vývojárom bezprecedentnú flexibilitu pri špecifikovaní charakteristík p-n prechodov a umožnila zvýšiť prípustné napätie kolektora na niekoľko kilovoltov a prevádzkovú frekvenciu na 1 GHz, mala však aj fatálne nevýhody. Neumožňoval vznik odporov a preto bol nevhodný na výrobu integrovaných obvodov. Hrubé kolektorové vrstvy mali vysoký ohmický odpor a v dôsledku toho boli impulzné odozvy ďaleko od optima. Hlavným problémom mesa tranzistorov bolo to, že výstup kolektorového pn prechodu na čistú „stenu“ mesa nebol chránený pred nečistotami - v dôsledku toho bola spoľahlivosť mesa tranzistorov horšia ako spoľahlivosť zliatinových tranzistorov, ktoré im predchádzali. . Mikroskopické častice priťahované ku kryštálu elektrickým poľom posunuli prechod kolektora a znížili zosilnenie a prierazné napätie. Moore pripomenul, že keď bolo na kolektor aplikované spätné napätie, tieto častice sa doslova zahrievali zvodovým prúdom svietil. Steny stolovej dosky nebolo možné chrániť vrstvou oxidu, pretože oxidácia si vyžadovala zahriatie na teploty presahujúce teplotu topenia hliníka kontaktných podložiek.

planárny tranzistor

Rozdiel medzi Ernieho planárnou technológiou (vpravo) a mesa technológiou (vľavo). Výšky vrstiev sú znázornené schematicky

1. decembra 1957 Ernie požiadal o ruku Roberta Noycea rovinný proces- sľubná náhrada technológie mesa. Podľa Ernieho mala byť rovinná štruktúra vytvorená dvoma po sebe nasledujúcimi difúziami, pričom najprv sa vytvorila základná vrstva a potom do nej vložená vrstva emitora. Výstupy kolektora a emitoru sú zapnuté top povrch kryštálu bol izolovaný od vonkajšieho prostredia vrstvou „špinavého“ oxidu, ktorý slúžil ako maska ​​pre druhú (emitorovú) difúziu. Tento Ernieho návrh, ako aj legovanie zlatom, bolo v rozpore s vtedy všeobecne uznávaným názorom. Fuller, Frosch a ďalší inžinieri Bell Labs verili, že „špinavý“ oxid v hotovom tranzistore je neprijateľný, pretože atómy nečistôt by nevyhnutne prenikli z oxidu do kremíka, čím by sa porušil daný profil p-n prechodu. Ernie dokázal, že tento názor je chybný: predchodcovia nebrali do úvahy, že pri difúzii sa nečistota dostáva nielen hlboko do krištáľ, ale aj nátierky bokom pod oxidovou maskou. Presah masky cez skutočný (skrytý) p-n prechod je dostatočne veľký, takže difúziu z oxidu do kryštálu možno zanedbať.

Nasledujúcich šesť mesiacov sa Ernie a Noyce nevrátili k plošnej téme. Podľa Riordana bolo oneskorenie spôsobené nedokonalosťou Fairchildského litografického procesu: technológia z rokov 1957-1958 neumožňovala štyri fotolitografie a dve difúzie s prijateľnou výťažnosťou, takže Ernie a Noyce sa už nevrátili k plošnej téme na ďalšie šesť mesiacov. V máji 1958 sa dozvedeli, že Martin Attala z Bell Labs tiež pracuje na pasivácii oxidovej vrstvy. Ernie, ktorý sa nechcel vzdať iniciatívy konkurentom, sa chopil planárnej diódy a od januára 1959 sa zameral na výrobu planárneho NPN tranzistora - nástupcu 2N696. 2. marca 1959 Ernie vytvoril prvý experimentálny planárny tranzistor. 12. marca 1959 bol Ernie presvedčený, že nové zariadenie je rýchlejšie ako mesa tranzistory, má tisíckrát nižšie zvodové prúdy a zároveň je spoľahlivo chránené pred cudzími časticami.

Meškanie malo podľa Arjuna Saxenu aj zásadný dôvod. Podľa prác Karla Froscha vrstva oxidu nemohla slúžiť ako maska ​​na difúziu ľahkých atómov fosforu – totiž Ernie potreboval fosfor pre druhú, emitorovú, difúziu. 2. marca 1959 (alebo o niekoľko dní neskôr) Ernieho bývalý kolega v Shockley Chi-Tan Sa (Angličtina) ruský povedal Erniemu a Noycemu o svojom zážitku z difúzie. Ukázalo sa, že dostatočne hrubá vrstva oxidu je schopná účinne oddialiť difúziu fosforu. Práve tieto poznatky podnietili Ernieho aktivitu v prvej polovici marca 1959.

Moore a Noyce, ktorí v skutočnosti viedli Fairchild, sa rozhodli prejsť na planárnu technológiu, no uvedenie do série sa ukázalo byť nečakane náročné. Fairchild vydal prvé sériové planárne tranzistory 2N1613 až v apríli 1960. 26. mája 1960 Jay Last, ktorý pracoval vo Fairchilde, vytvoril prvý planárny integrovaný obvod založený na Noyceových myšlienkach a v októbri 1960 Fairchild oznámil úplné upustenie od mesa tranzistorov. Odvtedy zostal planárny proces hlavné spôsob výroby tranzistorov a vlastne jediný spôsob výroby integrovaných obvodov.

Vysokofrekvenčné a výkonné tranzistory

Výkonný tranzistor s hrebeňovou topológiou bázy a emitoru (kolektor je telo kryštálu, priletované k puzdru)

Zdokonaľovanie bipolárnych tranzistorov pokračovalo v dvoch smeroch - zvýšením pracovnej frekvencie (rýchlosti spínania) a zvýšením straty výkonu. Tieto dva ciele si od vývojárov vyžiadali vzájomne sa vylučujúce technické riešenia: prevádzka pri vysokých frekvenciách predpokladá minimálnu spojovaciu plochu a minimálnu hrúbku základne, zatiaľ čo prevádzka pri vysokých prúdoch naopak vyžaduje veľkú spojovaciu plochu. Preto sa v 60. rokoch 20. storočia vyvíjali výkonové a vysokofrekvenčné zariadenia nezávislým spôsobom. V roku 1961 kremíkové tranzistory Fairchild 2N709, navrhnuté Erniem na žiadosť Seymoura Craya, prvýkrát prekonali germániové tranzistory v rýchlosti spínania. Do konca 60. rokov dosiahli experimentálne tranzistory pracovné frekvencie 10 GHz, čo zodpovedá rýchlosti najlepších mikrovlnných elektrónok.

Výkon rozptýlený skorými typmi tranzistorov nepresiahol 100 mW. V roku 1952 bol vytvorený prvý „výkonový tranzistor“ so stratovým výkonom 10 wattov. Bol to konvenčný tranzistor zo zliatiny germánia prispájkovaný k medenej základni, ktorá bola pripevnená k masívnemu chladiču. V roku 1954 bol vyvinutý dvadsaťwattový tranzistor s maximálnym kolektorovým prúdom 1 A. Limitná zosilňovacia frekvencia týchto tranzistorov nepresahovala 100 kHz a prevádzková teplota kryštálu bola 80 °C. Prevádzkový prúd a zosilnenie boli malé kvôli veľkému, asi 30 ohmovému, základnému odporu.

Koncom 50-tych rokov minulého storočia vývojári výkonových tranzistorov prešli na difúznu technológiu a opustili germánium v ​​prospech kremíka, ktorý je schopný pracovať pri teplotách až do 150 ° C. V roku 1963 sa objavil prvý epitaxný výkonový tranzistor so základným odporom asi 1 ohm, čo umožnilo riadiť prúdy 10 A alebo viac. V roku 1965 RCA vydala prvý multiemitorový tranzistor s mozaikovou topológiou, v tom istom roku sa objavili výkonové mesa tranzistory s povoleným napätím 1 kV. V roku 1970 dosahoval prevádzkový frekvenčný rozsah skúsených vysokovýkonných tranzistorov 2 GHz so stratou výkonu 100 W. Zároveň koncom 60. a začiatkom 70. rokov 20. storočia dochádza k prechodu od celokovových puzdier (TO3 (Angličtina) ruský , TO36, TO66) na plastové kryty (TO220 a analógy) .

Tranzistor s efektom poľa

Súbežne so zlepšovaním bipolárneho tranzistora pokračovali práce na tranzistoroch s efektom poľa. Desať rokov (1948-1958) zostala neúčinná pre nedostatok vhodných dielektrík. Potom sa udalosti prudko zrýchlili. V roku 1958 uvoľnil Stanislav Tezner Technitron vo francúzskej pobočke General Electric ( Technitron) - prvý sériový, zliatinový tranzistor s efektom poľa. Išlo o nedokonalé germániové zariadenie, vyznačujúce sa vysokými zvodovými prúdmi s nízkym sklonom charakteristiky. V roku 1959 RCA uviedla na trh tenkovrstvový sulfid kademnatý tranzistor s efektom poľa. V roku 1960 spoločnosť American Crystalonics uviedla na trh sériový tranzistor zo zliatiny p-n-prechodu s efektom poľa s úrovňou šumu nižšou ako u bipolárnych tranzistorov. V roku 1962 spoločnosť Texas Instruments vydala prvý rovinný tranzistor s efektom poľa na p-n-prechode.

Najdôležitejšie udalosti, podobne ako pred desiatimi rokmi, sa odohrali v stenách Bell Labs. V roku 1959 Martin Attala navrhol vytvoriť brány tranzistorov s efektom poľa z oxidu kremičitého; zariadenia tohto typu sa nazývajú štruktúry MOS. V tom istom roku Attala a Dion Kang vytvorili prvý funkčný MOSFET. Vynález manažment Bell nezaujal, ale RCA a Fairchild začali aktívne experimentovať s technológiou MOS už v roku 1960 a v roku 1962 RCA vyrobili prvý experimentálny čip MOS so šestnástimi tranzistormi. V roku 1963 Chin-Tang Sa (Angličtina) ruský a Frank Wanlace (Angličtina) ruský navrhovaný doplnkový obvod MOS. Prvé sériovo vyrábané RCA a Fairchild MOSFETy vstúpili na trh v roku 1964, v tom istom roku General Microelectronics vydala prvý MOS IC, v 70. rokoch MOS IC dobyli trhy pamäťových čipov a mikroprocesorov a na začiatku 21. storočia podiel Čipy MOS dosiahli 99 % z celkového počtu vyrobených

ŠTÁTNA TECHNOLOGICKÁ UNIVERZITA PJATIGORSK

KATEDRA RIADENIA A INFORMÁCIÍ V TECHNICKÝCH SYSTÉMOCH

ESAY

"História vývoja tranzistorov"

Dokončené:

Študent gr. WITS-b-101

Sergienko Viktor

Pjatigorsk, 2010

Úvod

Tranzistor (z angl. transfer – transfer and resist – odpor alebo transconductance – aktívna medzielektródová vodivosť a varistor – premenlivý odpor) – elektronické zariadenie vyrobené z polovodičového materiálu, zvyčajne s tromi vývodmi, ktoré umožňuje vstupným signálom riadiť prúd v elektrickom obvode. . Zvyčajne sa používa na zosilnenie, generovanie a konverziu elektrických signálov.

Prúd vo výstupnom obvode je riadený zmenou vstupného napätia alebo prúdu. Malá zmena vstupných hodnôt môže viesť k oveľa väčšej zmene výstupného napätia a prúdu. Táto zosilňovacia vlastnosť tranzistorov sa využíva v analógovej technike (analógová TV, rádio, komunikácia atď.).

V súčasnosti v analógovej technológii dominujú bipolárne tranzistory (BT) (medzinárodný termín - BJT, bipolárny tranzistor). Ďalším dôležitým odvetvím elektroniky je digitálna technika (logika, pamäte, procesory, počítače, digitálne komunikácie atď.), kde sú naopak bipolárne tranzistory takmer úplne nahradené poľnými.

Celá moderná digitálna technológia je postavená hlavne na poľných MOS (metal-oxide-semiconductor) tranzistoroch (MOSFET), ako ekonomickejších prvkoch v porovnaní s BT. Niekedy sa nazývajú MIS (metal-dielectric-semiconductor) - tranzistory. Medzinárodný termín je MOSFET (metal-oxide-semiconductor field effect tranzistor). Tranzistory sú vyrábané v rámci integrovanej technológie na jedinom kremíkovom kryštáli (čipe) a tvoria elementárnu „tehlu“ pre stavbu logických, pamäťových, procesorových mikroobvodov atď.. Veľkosti moderných MOSFETov sa pohybujú od 90 do 32 nm. Na jednom modernom čipe (zvyčajne s veľkosťou 1-2 cm²) je niekoľko (zatiaľ len niekoľko) miliárd MOSFETov. Už 60 rokov dochádza k znižovaniu veľkosti (miniaturizácia) MOSFETov a zvyšovaniu ich počtu na jednom čipe (stupeň integrácie), v ďalších rokoch je ďalší nárast stupňa integrácie tranzistorov na čipe. očakávané (pozri Moorov zákon). Zmenšenie veľkosti MOSFET vedie aj k zvýšeniu rýchlosti procesorov, zníženiu spotreby energie a odvodu tepla.

História

Prvé patenty na princíp činnosti tranzistorov s efektom poľa boli zaregistrované v Nemecku v roku 1928 (v Kanade 22. októbra 1925) na meno rakúsko-uhorského fyzika Juliusa Edgara Lilienfelda. V roku 1934 si nemecký fyzik Oscar Heil patentoval tranzistor s efektom poľa. Tranzistory s efektom poľa (najmä MOSFET) sú založené na jednoduchom efekte elektrostatického poľa, vo fyzike sú oveľa jednoduchšie ako bipolárne tranzistory, a preto boli vynájdené a patentované dávno pred bipolárnymi tranzistormi. Prvý tranzistor MOS, ktorý tvorí základ moderného počítačového priemyslu, bol však vyrobený neskôr ako bipolárny tranzistor, v roku 1960. Až v 90. rokoch 20. storočia začala technológia MOS dominovať nad bipolárnou technológiou.

V roku 1947 William Shockley, John Bardeen a Walter Brattain vytvorili prvý funkčný bipolárny tranzistor v Bellových laboratóriách, demonštrovaný 16. decembra. 23. decembra sa uskutočnilo oficiálne predstavenie vynálezu a tento dátum sa považuje za deň vynálezu tranzistora. Podľa technológie výroby patril do triedy bodových tranzistorov. V roku 1956 im bola udelená Nobelova cena za fyziku „za výskum polovodičov a objav tranzistorového efektu“. Zaujímavé je, že John Bardeen bol čoskoro po druhýkrát ocenený Nobelovou cenou za vytvorenie teórie supravodivosti.

Vákuové elektrónky boli neskôr vo väčšine elektronických zariadení nahradené tranzistormi, čo spôsobilo revolúciu v dizajne integrovaných obvodov a počítačov.

Bell potreboval názov zariadenia. Boli navrhnuté názvy „polovodičová trióda“ (polovodičová trióda), „pevná trióda“, „trióda povrchových stavov“, „kryštálová trióda“ (kryštálová trióda) a „Iotatron“, ale slovo „tranzistor“ (tranzistor) navrhnuté spoločnosťou V internom hlasovaní zvíťazil John Pearce (John R . Pierce).

Pôvodne sa názov "tranzistor" týkal napäťovo riadených odporov. Tranzistor si totiž môžeme predstaviť ako druh odporu regulovaného napätím na jednej elektróde (v tranzistoroch s efektom poľa - napätie medzi hradlom a zdrojom, v bipolárnych tranzistoroch - napätie medzi bázou a emitorom).

klasifikácia tranzistorov

bipolárny tranzistor- trojelektródová polovodičová súčiastka, jeden z druhov tranzistorov. Elektródy sú spojené s tromi po sebe nasledujúcimi vrstvami polovodiča so striedavým typom vedenia nečistôt. Podľa tohto spôsobu striedania sa rozlišujú tranzistory npn a pnp (n (negatívny) - elektronický typ vodivosti nečistôt, p (pozitívny) - diera). V bipolárnom tranzistore, na rozdiel od iných odrôd, sú hlavnými nosičmi elektróny aj diery (od slova "bi" - "dva").

Elektróda spojená s centrálnou vrstvou sa nazýva báza, elektródy spojené s vonkajšími vrstvami sa nazývajú kolektor a emitor. V najjednoduchšom obvode nie sú rozdiely medzi kolektorom a emitorom viditeľné. V skutočnosti je hlavným rozdielom medzi kolektorom väčšia plocha p-n križovatky. Okrem toho je pre činnosť tranzistora absolútne nevyhnutná malá hrúbka základne.

Bipolárny bodový tranzistor bol vynájdený v roku 1947, v priebehu nasledujúcich rokov sa etabloval ako hlavný prvok na výrobu integrovaných obvodov využívajúcich logiku tranzistor-tranzistor, odpor-tranzistor a dióda-tranzistor.

Prvé tranzistory boli vyrobené na báze germánia. V súčasnosti sa vyrábajú najmä z kremíka a arzenidu gália. Najnovšie tranzistory sa používajú v obvodoch vysokofrekvenčných zosilňovačov. Bipolárny tranzistor sa skladá z troch rôzne dotovaných polovodičových zón: emitor E, báza B a kolektor C. V závislosti od typu vodivosti týchto zón NPN (emitor - n-polovodič, báza - p-polovodič, kolektor - n-polovodič) a PNP sa rozlišujú.tranzistory. Ku každej zo zón sú pripojené vodivé kontakty. Základňa je umiestnená medzi žiaričom a kolektorom a je vyrobená z jemne dotovaného polovodiča s vysokým odporom. Celková kontaktná plocha báza-emitor je oveľa menšia ako kontaktná plocha kolektor-báza, preto je všeobecný bipolárny tranzistor asymetrickým zariadením (nie je možné vymeniť emitor a kolektor zmenou polarity spojenia a v dôsledku toho , získajte bipolárny tranzistor úplne podobný pôvodnému).

V aktívnom režime prevádzky je tranzistor zapnutý tak, že jeho emitorový prechod je predpätý (otvorený) a kolektorový prechod je spätne predpätý. Pre istotu zvážte tranzistor npn, všetky argumenty sa opakujú presne rovnakým spôsobom pre prípad tranzistora pnp, pričom slovo „elektróny“ je nahradené „dierami“ a naopak, ako aj nahradením všetkých napätí opačnými znamienkami. . V npn tranzistore prechádzajú elektróny, hlavné prúdové nosiče v emitore, cez otvorený prechod emitor-báza (sú vstrekované) do oblasti bázy. Niektoré z týchto elektrónov sa rekombinujú s väčšinou nosičov náboja v základni (dierach), niektoré difundujú späť do žiariča. Avšak, pretože základňa je vyrobená veľmi tenká a relatívne ľahko dotovaná, väčšina elektrónov vstreknutých z žiariča difunduje do oblasti kolektora. Silné elektrické pole spätne predpätého kolektorového prechodu zachytáva elektróny (pripomeňme, že sú menšinovými nosičmi v báze, takže prechod je pre nich otvorený) a prenáša ich do kolektora. Kolektorový prúd sa teda prakticky rovná prúdu emitoru, s výnimkou malej rekombinačnej straty v báze, ktorá tvorí prúd bázy (Ie = Ib + Ik). Koeficient α spájajúci prúd emitora a prúd kolektora (Ik = α Ie) sa nazýva koeficient prenosu prúdu emitora. Číselná hodnota koeficientu α 0,9 - 0,999. Čím vyšší je koeficient, tým efektívnejšie tranzistor prenáša prúd. Tento koeficient málo závisí od napätia kolektor-báza a báza-emitor. Preto je v širokom rozsahu prevádzkových napätí kolektorový prúd úmerný základnému prúdu, koeficient úmernosti sa rovná β = α / (1 − α) = (10..1000). Zmenou nízkeho základného prúdu je teda možné regulovať oveľa vyšší kolektorový prúd. Hladiny elektrónov a dier sú približne rovnaké.

Tranzistor s efektom poľa- polovodičové zariadenie, v ktorom sa mení prúd v dôsledku pôsobenia kolmého prúdu elektrického poľa vytvoreného vstupným signálom.

Tok pracovného prúdu v tranzistore s efektom poľa je spôsobený nosičmi náboja iba jedného znamienka (elektróny alebo diery), preto sú takéto zariadenia často zaradené do širšej triedy unipolárnych elektronických zariadení (na rozdiel od bipolárnych).

História vzniku tranzistorov s efektom poľa

Myšlienku izolovaného hradlového tranzistora s efektom poľa navrhol Lilienfeld v rokoch 1926-1928. Objektívne ťažkosti pri realizácii tohto dizajnu však umožnili vytvoriť prvé pracovné zariadenie tohto typu až v roku 1960. V roku 1953 Dakey a Ross navrhli a implementovali ďalší dizajn tranzistora s efektom poľa - s riadiacim p-n prechodom. Napokon, tretí návrh FET, Schottkyho bariérový FET, navrhol a implementoval Mead v roku 1966.

FET spínacie obvody

Tranzistor s efektom poľa môže byť zapnutý podľa jednej z troch hlavných schém: so spoločným zdrojom (OI), spoločným kolektorom (OS) a spoločným hradlom (OZ).

V praxi sa najčastejšie používa obvod s OI, podobný obvodu na bipolárnom tranzistore s OE. Kaskáda so spoločným zdrojom poskytuje veľmi veľké prúdové a výkonové zosilnenie. Obvod s OZ je podobný obvodu s OB. Neposkytuje prúdové zosilnenie, a preto je v ňom výkonové zosilnenie mnohonásobne menšie ako v obvode OI. Kaskáda OZ má nízku vstupnú impedanciu, a preto má obmedzené praktické využitie.

Klasifikácia tranzistorov s efektom poľa

Podľa fyzikálnej štruktúry a mechanizmu činnosti sú tranzistory s efektom poľa konvenčne rozdelené do 2 skupín. Prvý je tvorený tranzistormi s riadiacim p-n prechodom alebo kov-polovodičovým prechodom (Schottkyho bariéra), druhým sú tranzistory riadené izolovanou elektródou (hradlom), tzv. MIS tranzistory (kov - dielektrikum - polovodič).

Tranzistory s riadením p-n križovatka

Tranzistor s riadeným poľom s riadiacim p-n prechodom je tranzistor s riadeným poľom, ktorého hradlo je izolované (t. j. elektricky oddelené) od kanála pomocou reverzne predpätého p-n prechodu.

Takýto tranzistor má dva neusmerňovacie kontakty do oblasti, cez ktorú prechádza riadený prúd hlavných nosičov náboja a jeden alebo dva riadiace elektrón-dierové prechody predpäté v opačnom smere (pozri obr. 1). Pri zmene spätného napätia na p-n prechode sa mení jeho hrúbka a následne aj hrúbka oblasti, ktorou prechádza riadený prúd hlavných nosičov náboja. Oblasť, ktorej hrúbka a prierez je riadená vonkajším napätím na riadiacom p-n prechode a ktorou prechádza riadený prúd hlavných nosičov, sa nazýva kanál. Elektróda, z ktorej hlavné nosiče náboja vstupujú do kanála, sa nazýva zdroj. Elektróda, cez ktorú hlavné nosiče náboja opúšťajú kanál, sa nazýva odtok. Elektróda používaná na reguláciu prierezu kanála sa nazýva brána.

Elektrická vodivosť kanála môže byť typu n alebo p. Preto sa podľa elektrickej vodivosti kanála rozlišujú tranzistory s efektom poľa s n-kanálom a p-kanálom. Všetky polarity predpätí aplikovaných na elektródy tranzistorov s n- a p-kanálmi sú opačné.

Odtokový prúd, to znamená prúd z externého relatívne výkonného zdroja energie v obvode záťaže, je riadený zmenou spätného napätia na p-n prechode brány (alebo na dvoch p-n prechodoch súčasne). V dôsledku malých hodnôt spätných prúdov sa výkon potrebný na riadenie odtokového prúdu a spotrebovaný zo zdroja signálu v obvode brány ukazuje ako zanedbateľný. Preto môže tranzistor s efektom poľa poskytnúť zosilnenie elektromagnetických oscilácií ako vo výkone, tak v prúde a napätí.

Tranzistor s efektom poľa je teda v princípe podobný vákuovej trióde. Zdroj v tranzistore s efektom poľa je podobný katóde vákuovej triódy, hradlo je ako mriežka a zvod je ako anóda. Ale zároveň sa tranzistor s efektom poľa výrazne líši od vákuovej triódy. Po prvé, prevádzka tranzistora s efektom poľa nevyžaduje zahrievanie katódy. Po druhé, každá z týchto elektród môže vykonávať ktorúkoľvek z funkcií zdroja a odtoku. Po tretie, tranzistory s efektom poľa môžu byť vyrobené s n-kanálom aj P-kanálom, čo umožňuje úspešne kombinovať tieto dva typy tranzistorov s efektom poľa v obvodoch.

Tranzistor s efektom poľa sa líši od bipolárneho tranzistora po prvé princípom činnosti: v bipolárnom tranzistore je výstupný signál riadený vstupným prúdom a v tranzistore s efektom poľa vstupným napätím alebo elektrickým poľom. Po druhé, tranzistory s efektom poľa majú výrazne vyššie vstupné odpory, čo je spôsobené spätným predpätím hradlového p-n prechodu v uvažovanom type tranzistorov s efektom poľa. Po tretie, tranzistory s efektom poľa môžu mať nízku hladinu hluku (najmä pri nízkych frekvenciách), pretože tranzistory s efektom poľa nevyužívajú fenomén menšinového vstrekovania nosiča náboja a kanál tranzistora s efektom poľa je možné oddeliť od povrchu polovodiča. kryštál. Procesy rekombinácie nosičov v p-n prechode a v báze bipolárneho tranzistora, ako aj procesy generačnej rekombinácie na povrchu polovodičového kryštálu sú sprevádzané objavením sa nízkofrekvenčného šumu.

Izolované hradlové tranzistory (MIS tranzistory)

Izolovaný tranzistor s efektom poľa je tranzistor s efektom poľa, ktorého hradlo je elektricky oddelené od kanála dielektrickou vrstvou.

V polovodičovom kryštáli s relatívne vysokým odporom, ktorý sa nazýva substrát, sa vytvoria dve silne dotované oblasti s typom vodivosti, ktorý je opačný ako u substrátu. Tieto oblasti sú pokryté kovovými elektródami - zdrojom a odtokom. Vzdialenosť medzi silne dotovaným zdrojom a oblasťami odtoku môže byť menšia ako mikrón. Povrch polovodičového kryštálu medzi zdrojom a odtokom je pokrytý tenkou vrstvou (rádovo 0,1 µm) dielektrika. Pretože kremík je zvyčajne počiatočným polovodičom pre tranzistory s efektom poľa, ako dielektrikum sa používa vrstva oxidu kremičitého SiO2, ktorá narastá na povrchu kryštálu kremíka oxidáciou pri vysokej teplote. Na dielektrickú vrstvu je nanesená kovová elektróda - brána. Ukazuje sa, že štruktúra pozostávajúca z kovu, dielektrika a polovodiča. Preto sa izolované tranzistory s efektom hradlového poľa často nazývajú tranzistory MIS.

Vstupný odpor tranzistorov MIS môže dosiahnuť 1010 ... 1014 ohmov (pre tranzistory s efektom poľa s riadiacim p-n prechodom 107 ... 109), čo je výhodou pri stavbe vysoko presných zariadení.

Existujú dva typy tranzistorov MOS: s indukovaným kanálom a so zabudovaným kanálom.

V tranzistoroch MIS s indukovaným kanálom nie je medzi silne dotovanými oblasťami zdroja a kolektora žiadny vodivý kanál, a preto sa badateľný odberový prúd objavuje iba pri určitej polarite a pri určitej hodnote hradlového napätia vzhľadom na zdroj, ktorý sa nazýva prahové napätie (UZIthor).

V tranzistoroch MIS so vstavaným kanálom sa blízko povrchu polovodiča pod hradlom pri nulovom hradlovom napätí vzhľadom na zdroj nachádza inverzná vrstva - kanál, ktorý spája zdroj s odtokom.

Preto silne dopované oblasti pod zdrojom a odtokom, ako aj indukované a zabudované kanály, majú elektrickú vodivosť typu p. Ak sú podobné tranzistory vytvorené na substráte s elektrickou vodivosťou typu p, ich kanál bude mať elektrickú vodivosť typu n.

MIS tranzistory s indukovaným kanálom

Keď sa hradlové napätie vzhľadom na zdroj rovná nule a v prítomnosti napätia na odtoku je odtokový prúd zanedbateľný. Predstavuje spätný prúd p-n prechodu medzi substrátom a silne dotovanou drenážnou oblasťou. Pri negatívnom potenciáli na bráne (pre štruktúru znázornenú na obr. 2, a) v dôsledku prenikania elektrického poľa cez dielektrickú vrstvu do polovodiča pri nízkych napätiach na bráne (menší U3 a póry), efekt poľa vyčerpaný hlavnými nosičmi a oblasť sa objavuje blízko povrchu polovodiča pod bránou.vesmírny náboj, pozostávajúci z ionizovaných nekompenzovaných atómov nečistôt. Pri napätí hradla vyšších ako U3 sa potom v blízkosti povrchu polovodiča pod hradlom objaví inverzná vrstva, čo je kanál spájajúci zdroj s odtokom. Hrúbka a prierez kanála sa budú meniť so zmenou napätia brány a zodpovedajúcim spôsobom sa zmení aj odtokový prúd, to znamená prúd v zaťažovacom obvode a relatívne výkonnom zdroji energie. Takto je riadený odberový prúd v izolovanom tranzistore s efektom hradlového poľa s indukovaným kanálom.

Vzhľadom k tomu, že hradlo je oddelené od substrátu dielektrickou vrstvou, prúd v obvode hradla je zanedbateľný a výkon spotrebovaný zo zdroja signálu v obvode hradla a potrebný na riadenie relatívne veľkého odtokového prúdu je tiež malý. . MIS tranzistor s indukovaným kanálom teda môže zosilniť elektromagnetické oscilácie napätia a výkonu.

Princíp zosilnenia výkonu v tranzistoroch MIS možno uvažovať z hľadiska prenosu energie konštantného elektrického poľa (energie zdroja energie vo výstupnom obvode) na striedavé elektrické pole nosičmi náboja. V tranzistore MIS, skôr ako sa objavil kanál, takmer všetko napätie napájacieho zdroja v obvode kolektora dopadlo na polovodič medzi zdrojom a kolektorom, čím sa vytvorila relatívne veľká konštantná zložka intenzity elektrického poľa. Pod pôsobením hradlového napätia sa v polovodiči pod hradlom objaví kanál, pozdĺž ktorého sa nosiče náboja - diery - pohybujú od zdroja k odtoku. Otvory, pohybujúce sa v smere konštantnej zložky elektrického poľa, sú týmto poľom zrýchlené a ich energia sa zvyšuje v dôsledku energie zdroja energie v odtokovom okruhu. Súčasne s objavením sa kanála a objavením sa mobilných nosičov náboja v ňom klesá odtokové napätie, to znamená, že okamžitá hodnota premennej zložky elektrického poľa v kanáli smeruje opačne k konštantnej zložke. Preto sú diery spomaľované striedavým elektrickým poľom, čím sa im dodáva časť ich energie.

MIS štruktúry na špeciálne účely

V štruktúrach typu kov-nitrid-oxid-polovodič (MNOS) je dielektrikum pod hradlom tvorené dvoma vrstvami: vrstvou oxidu SiO2 a hrubou vrstvou nitridu Si3N4. Medzi vrstvami sa vytvárajú elektrónové pasce, ktoré pri privedení kladného napätia (28..30 V) na hradlo štruktúry MNOS zachytávajú elektróny tunelujúce cez tenkú vrstvu SiO2. Záporne nabité ióny, ktoré sa tvoria, zvyšujú prahové napätie a ich náboj sa môže skladovať až niekoľko rokov bez napájania, pretože vrstva SiO2 zabraňuje úniku náboja. Keď je na bránu privedené veľké záporné napätie (28…30 V), nahromadený náboj sa absorbuje, čo výrazne znižuje prahové napätie.

Metal-oxidovo-polovodičové (MOS) konštrukcie s plávajúcou bránou s lavínovým vstrekovaním (LISMOS) majú bránu vyrobenú z polykryštalického kremíka izolovanú od ostatných častí konštrukcie. Lavínový rozpad p-n prechodu substrátu a odtoku alebo zdroja, na ktorý je aplikované vysoké napätie, umožňuje elektrónom preniknúť cez vrstvu oxidu k bráne, v dôsledku čoho sa na nej objaví negatívny náboj. Izolačné vlastnosti dielektrika umožňujú zachovať tento náboj po celé desaťročia. Odstránenie elektrického náboja z brány sa uskutočňuje pomocou ionizujúceho ultrafialového žiarenia s kremennými lampami, pričom fotoprúd umožňuje rekombináciu elektrónov s otvormi.

Následne boli vyvinuté štruktúry akumulačných tranzistorov s efektom poľa s dvojitým hradlom. Brána zabudovaná v dielektriku slúži na uloženie náboja, ktorý určuje stav zariadenia, a vonkajšie (obyčajné) hradlo, riadené bipolárnymi impulzmi, slúži na pridávanie alebo uberanie náboja na vstavanom (internom) hradle. Tak sa objavili bunky a potom flash pamäťové čipy, ktoré si v dnešnej dobe získali veľkú obľubu a stali sa významnou konkurenciou pevných diskov v počítačoch.

Na implementáciu veľmi veľkých integrovaných obvodov (VLSI) boli vytvorené ultraminiatúrne mikrotranzistory s efektom poľa. Sú vyrobené pomocou nanotechnológie s geometrickým rozlíšením menším ako 100 nm. V takýchto zariadeniach dosahuje hrúbka hradlového dielektrika niekoľko atómových vrstiev. Používajú sa rôzne, vrátane trojbránových štruktúr. Zariadenia pracujú v režime mikrovýkonu. V moderných mikroprocesoroch Intel sa počet zariadení pohybuje od desiatok miliónov do 2 miliárd. Najnovšie FETy sú z namáhaného kremíka, majú kovové hradlo a používajú nový patentovaný dielektrický materiál hradla na báze zlúčenín hafnia.

V poslednom štvrťstoročí sa rýchlo vyvinuli výkonné tranzistory s efektom poľa, hlavne typu MOS. Pozostávajú z mnohých nízkoenergetických štruktúr alebo štruktúr s rozvetvenou konfiguráciou brány. Takéto RF a mikrovlnné zariadenia boli prvýkrát vytvorené v ZSSR špecialistami vedeckého výskumného ústavu Pulsar V. V. Bachurin (kremíkové zariadenia) a V. Ya. Vaksemburg (zariadenia na báze arzenidu gália). Dyakonova V. P. (Smolenská pobočka MPEI). To otvorilo pole pre vývoj výkonných kľúčových (pulzných) tranzistorov s efektom poľa so špeciálnou štruktúrou, ktoré majú vysoké prevádzkové napätie a prúdy (samostatne až do 500-1000 V a 50-100 A). Takéto zariadenia sú často riadené nízkym (do 5 V) napätím, majú nízky odpor v zapnutom stave (do 0,01 Ω) pre silnoprúdové zariadenia, veľkú strmosť a krátke (niekoľko až desiatky ns) spínacie časy. Nemajú fenomén akumulácie nosičov v štruktúre a fenomén saturácie, ktorý je vlastný bipolárnym tranzistorom. Vďaka tomu vysokovýkonné tranzistory s efektom poľa úspešne nahrádzajú vysokovýkonné bipolárne tranzistory v oblasti výkonovej elektroniky s nízkym a stredným výkonom.

V posledných desaťročiach sa v zahraničí rýchlo rozvíja technológia vysokomobilných elektrónových tranzistorov (HEM), ktoré sú široko používané v mikrovlnných komunikačných a rádiových sledovacích zariadeniach. Na báze HPE vznikajú hybridné aj monolitické mikrovlnné integrované obvody. Základom činnosti HDET je ovládanie kanálov pomocou dvojrozmerného elektrónového plynu, ktorého plocha je vytvorená pod kontaktom brány vďaka použitiu heteroprechodu a veľmi tenkej dielektrickej vrstvy - rozpery.

Aplikácie tranzistorov s efektom poľa

Významná časť v súčasnosti vyrábaných tranzistorov s efektom poľa je súčasťou štruktúr CMOS, ktoré sú zostavené z tranzistorov s efektom poľa s kanálmi rôznych (p- a n-) typov vodivosti a sú široko používané v digitálnych a analógových integrovaných obvodov.

Vzhľadom na skutočnosť, že tranzistory s efektom poľa sú riadené poľom (napätím aplikovaným na hradlo), a nie prúdom pretekajúcim cez bázu (ako v bipolárnych tranzistoroch), spotrebúvajú tranzistory s efektom poľa oveľa menej energie, čo je obzvlášť dôležité v obvodoch čakacích a sledovacích zariadení, ako aj v schémach nízkej spotreby a úspory energie (implementácia režimov spánku).

Významnými príkladmi tranzistorových zariadení s efektom poľa sú kremenné náramkové hodinky a diaľkové ovládanie televízora. Vďaka použitiu štruktúr CMOS môžu tieto zariadenia fungovať až niekoľko rokov, pretože prakticky nespotrebúvajú energiu.

Oblasti použitia vysokovýkonných tranzistorov s efektom poľa sa vyvíjajú grandióznym tempom. Ich použitie v rádiových vysielacích zariadeniach umožňuje získať zvýšenú čistotu spektra vysielaných rádiových signálov, znížiť úroveň rušenia a zvýšiť spoľahlivosť rádiových vysielačov. Vo výkonovej elektronike kľúčové vysokovýkonné tranzistory s efektom poľa úspešne nahrádzajú a nahrádzajú vysokovýkonné bipolárne tranzistory. V meničoch výkonu umožňujú zvýšiť konverznú frekvenciu o 1-2 rády a drasticky znížiť rozmery a hmotnosť meničov energie. Zariadenia s vysokým výkonom používajú bipolárne tranzistory riadené poľom (IGBT) na úspešné vytesnenie tyristorov. V HiFi a HiEnd audio frekvenčných výkonových zosilňovačoch najvyššej triedy výkonné tranzistory s efektom poľa úspešne nahrádzajú výkonné elektrónky s nízkymi nelineárnymi a dynamickými skresleniami.

Okrem hlavného polovodičového materiálu, ktorý sa zvyčajne používa vo forme monokryštálu, obsahuje tranzistor vo svojej konštrukcii legujúce prísady do základného materiálu, olovnatého kovu, izolačných prvkov a častí tela (plast alebo keramika). Niekedy sa používajú kombinované názvy, ktoré čiastočne opisujú materiály určitej odrody (napríklad „kremík na zafíre“ alebo „Kov-oxid-polovodič“). Hlavné sú však tranzistory:

germánium

kremík

Arzenid gália

Iné tranzistorové materiály sa donedávna nepoužívali. V súčasnosti existujú tranzistory založené napríklad na transparentných polovodičoch pre použitie v zobrazovacích maticách. Sľubným materiálom pre tranzistory sú polovodičové polyméry. Existujú aj ojedinelé správy o tranzistoroch z uhlíkových nanorúrok.

Kombinované tranzistory

Tranzistory so zabudovanými odpormi (Rezistor-equipped tranzistors (RET)) sú bipolárne tranzistory s odpormi zabudovanými v jednom puzdre.

Darlingtonov tranzistor- kombinácia dvoch bipolárnych tranzistorov, pracujúcich ako bipolárny tranzistor s vysokým prúdovým zosilnením.

na tranzistoroch jednej polarity

na tranzistoroch rôznej polarity

Lambda dióda je dvojpólová, kombinácia dvoch tranzistorov s efektom poľa, ktorá má podobne ako tunelová dióda značnú časť so záporným odporom.

Bipolárny tranzistor s izolovaným hradlom je výkonové elektronické zariadenie určené predovšetkým na ovládanie elektrických pohonov.

Mocou

Podľa výkonu rozptýleného vo forme tepla rozlišujú:

nízkovýkonové tranzistory do 100 mW

tranzistory stredného výkonu od 0,1 do 1 W

výkonné tranzistory (viac ako 1 W).

Exekúciou

diskrétne tranzistory

trup

Pre voľnú montáž

Pre montáž na radiátor

Pre automatizované spájkovacie systémy

nezarámované

tranzistory v integrovaných obvodoch.

Podľa materiálu a prevedenia puzdra

kov-sklo

plast

keramické

Iné typy

Jednoelektrónové tranzistory obsahujú kvantovú bodku (takzvaný „ostrov“) medzi dvoma tunelovými spojmi. Tunelovací prúd je riadený hradlovým napätím, ktoré je s ním kapacitne spojené.

biotranzistor

Výber podľa niektorých charakteristík

Tranzistory BISS (Breakthrough in Small Signal, doslova - „prelom v malom signáli“) sú bipolárne tranzistory so zlepšenými parametrami malého signálu. Zmenou konštrukcie emitorovej zóny sa dosiahlo výrazné zlepšenie parametrov tranzistorov BISS. Prvý vývoj tejto triedy zariadení sa tiež nazýval "mikroprúdové zariadenia".

Tranzistory so zabudovanými odpormi RET (Resistor-equipped transistors) sú bipolárne tranzistory s odpormi zabudovanými v jednom puzdre. RET je tranzistor na všeobecné použitie so vstavaným jedným alebo dvoma odpormi. Táto konštrukcia tranzistora znižuje počet externých komponentov a minimalizuje potrebnú montážnu plochu. Tranzistory RET sa používajú na ovládanie vstupného signálu mikroobvodov alebo na spínanie ľahšej záťaže LED.

Použitie heteroprechodu umožňuje vytvorenie vysokorýchlostných a vysokofrekvenčných tranzistorov s efektom poľa, ako je HEMT.

Aplikácia tranzistorov

Tranzistory sa používajú ako aktívne (zosilňovacie) prvky v zosilňovacích a spínacích stupňoch.

Relé a tyristory majú vyšší výkon ako tranzistory, ale pracujú len v kľúčovom (spínacom) režime.

1941 vedci William Shockley, Walter Brattain a John Bardeen oznámili vytvorenie tranzistor a v roku 1947 bol vynález oficiálne predstavený verejnosti. Tento dátum sa považuje za deň vynálezu. tranzistor. Veľký výlet do „krajiny polovodičov“ sa však začal už v roku 1833, keď Michael Faraday zistil, že elektrická vodivosť sulfidu strieborného sa pri zahrievaní zvyšuje. A až po 125 rokoch v Amerike, na základe iného polovodiča, germánia, vznikol mikroobvod.

nový vynález

O prvej ukážke tranzistor The New York Times na predposlednej strane z roku 1948 informovali: „Včera Bell Telephone Laboratories po prvý raz demonštrovali zariadenie, ktoré vynašli, tzv. "tranzistor", môže byť v niektorých prípadoch použitý v oblasti rádiového inžinierstva namiesto vákuových elektrónok. Ukázalo sa tiež, že sa používa v telefónnom systéme a televíznom zariadení. V každom z týchto prípadov tranzistor fungoval ako zosilňovač, hoci spoločnosť tvrdí, že sa dá použiť aj ako generátor schopný vytvárať a prenášať rádiové vlny.

Novinka podľa redaktora nevyzerala ako senzácia. Verejnosť o nové zariadenie najskôr neprejavila záujem a Bell sa novinku snažil spropagovať distribúciou licencií na používanie tranzistor každému. Investori medzitým investovali milióny do rádiových elektrónok, ktoré po tridsiatich rokoch vývoja zažívali boom a koniec mal práve nový vynález.

preliačená lampa

Až do polovice dvadsiateho storočia sa zdalo, že elektrónka navždy zaujala svoje miesto v rádiovej elektronike. Pracovala všade: v rádiách a televíziách, magnetofónoch a radaroch. Rádioelektronická trubica silne stlačila Brownov kryštálový detektor a nechala mu miesto iba v prijímačoch detektorov. Podarilo sa jej konkurovať aj Losevovej kristadine – išlo o prototyp budúceho polovodiča tranzistory.

Ale lampa mala veľkú nevýhodu - obmedzenú životnosť. Potreba vytvorenia nového prvku s neobmedzeným trvaním pôsobenia bola v rádioelektronike čoraz naliehavejšia. Vývoj polovodičových súčiastok ale paradoxne brzdili okrem objektívnych príčin aj subjektívne - zotrvačnosť myslenia samotných vedcov. Stačí povedať, že laboratórium americkej spoločnosti „Bell telefon“, kde sa robil výskum s ultračistým germániom, kolegovia odmietavo nazvali „chatou nepotrebných materiálov“.

Dlhoroční konkurenti

Odborníci, keď prvýkrát videli germániovú platňu s pripojenými vodičmi, povedali: "Takýto primitív nikdy nemôže nahradiť lampu." Napriek všetkým prekážkam spoločnosť Bell telefon v roku 1948 prvýkrát verejne predviedla polovodičový zosilňovač - bod tranzistor. Vyvinuli ho o rok skôr zamestnanci John Bardeen a Walter Brattain pod vedením Williama Shockleyho.

Na otázku novinára: „Ako ste to dosiahli?“ William Shockley odpovedal: „ Tranzistor vytvorený ako výsledok kombinácie ľudského úsilia, potrieb a okolností.

názov "tranzistor" pochádza z anglického slova TRANsferreSISTance a koniec slova - "OR" zodpovedá prvým rádiovým prvkom, ktoré sa objavili - "termistor a varistor" a dal ich John Pierce. Názov vychádza z toho, že zariadenie je možné ovládať zmenou jeho odporu.

Bardeen Shockley a Brattain v Bell Labs, 1948

V roku 1956 dostali traja americkí vedci za tento objav Nobelovu cenu za fyziku. Je zaujímavé, že keď John Bardeen meškal na tlačovú konferenciu o udelení tejto ceny jemu, vošiel do sály a na svoju obranu povedal: „Prepáčte, ale nie je to moja chyba, pretože som nemohol dostať do garáže: odmietol som tranzistor v elektronickom zámku.

Tranzistory v hudbe

William Shockley pri tom nezostal a vyvinul niekoľko ďalších nových typov tranzistory. Odborníci spoločnosti prejavili skepticizmus voči týmto prácam svojho zamestnanca. Prezieravejší sa ukázali špecialisti japonskej spoločnosti SONY, ktorá na ne získala licenciu tranzistory.

Rádiovú trubicu úplne vytlačte tranzistor zatiaľ nepodarilo. Pravdepodobne možno tvrdiť, že polovodičové zariadenia a vákuové elektrónky budú koexistovať po dlhú dobu, pričom sa nebudú navzájom nahrádzať, ale dopĺňať a zaujímať miesto v rádiovej elektronike, kde poskytujú najväčší účinok.

Hudobný priemysel nie je výnimkou, rovnako ako zvuk tranzistory a lampy sa od seba výrazne líšia. Je zrejmé, že možnosti využitia technológie postavenej na takýchto rozdielnych komponentoch by mali byť odlišné. Zdá sa, že v niektorých prípadoch je vhodnejšia lampa a v niektorých - tranzistor.

S moderným vývojom elektroniky je možné urobiť zvuk tranzistorového zariadenia teplým a trubicovým zariadením - spoľahlivým. Takáto technológia existuje, ale je veľmi drahá.

Napriek tomu existuje nádej, že v budúcnosti bude lampa a tranzistor budú žiť spolu, navzájom sa dopĺňať a potešiť spotrebiteľov. Recenzie o kombinovanom zariadení sú dnes veľmi povzbudivé.

Aktualizácia tranzistora: 6. júla 2015 od: Elena

1

Prvé patenty na princíp činnosti tranzistorov s efektom poľa boli zaregistrované v Nemecku v roku 1928 (v Kanade v roku 1925 22. októbra) na meno rakúsko-uhorského fyzika Juliusa Edgara Lilienfelda. V roku 1934 si nemecký fyzik Oscar Heil patentoval tranzistor s efektom poľa. Tranzistory s efektom poľa (najmä MOSFET) sú založené na jednoduchom efekte elektrostatického poľa, vo fyzike sú oveľa jednoduchšie ako bipolárne tranzistory, a preto boli vynájdené a patentované dávno pred bipolárnymi tranzistormi. Prvý tranzistor MOS, ktorý tvorí základ moderného počítačového priemyslu, bol však vyrobený až po bipolárnom tranzistore v roku 1960. Až v 90. rokoch 20. storočia začala technológia MOS dominovať nad bipolárnou technológiou.

V roku 1947 William Shockley, John Bardeen a Walter Brattain vytvorili prvý funkčný bipolárny tranzistor v Bellových laboratóriách, demonštrovaný 16. decembra. 23. decembra sa uskutočnilo oficiálne predstavenie vynálezu a tento dátum sa považuje za deň vynálezu...

0 0

2

Tranzistor je vyrobený na báze polovodičov. Po dlhú dobu neboli rozpoznané a na vytváranie rôznych zariadení používali iba vodiče a dielektrika. Takéto zariadenia mali veľa nevýhod: nízka účinnosť, vysoká spotreba energie a krehkosť. Štúdium vlastností polovodičov bolo prelomovým bodom v histórii elektroniky.

Elektronická vodivosť rôznych látok

Všetky látky podľa ich schopnosti viesť elektrický prúd sú rozdelené do troch veľkých skupín: kovy, dielektrika a polovodiče. Dielektriká sú tak pomenované, pretože prakticky nie sú schopné viesť prúd. Kovy majú lepšiu vodivosť vďaka prítomnosti voľných elektrónov, ktoré sa náhodne pohybujú medzi atómami. Keď sa aplikuje vonkajšie elektrické pole, tieto elektróny sa začnú pohybovať smerom k pozitívnemu potenciálu. Cez kov bude prechádzať prúd.

Polovodiče sú schopné viesť prúd horšie ako kovy, ale lepšie ako dielektrika. V takýchto látkach sú základné ...

0 0

3

Predslov

Vynález tranzistora asi pred 60 rokmi bol hlavným faktorom, ktorý podnietil zavádzanie mnohých inovácií a vývoj nových technológií. Bol to tranzistor - maličké zariadenie, prvok mikroobvodu, ktorý funguje ako miniatúrny spínač, a tým umožňuje implementáciu algoritmov spracovania informácií, ktoré zabezpečili fenomenálny triumf počítačov.

Nebyť jeho, z vášho počítača by bola kopa šrotu o veľkosti trojposchodového domu a notebooky by ste mohli vidieť len v sci-fi seriáloch. Televízory by stále fungovali na vákuových trubiciach a mobilné telefóny by sa stále nosili na chrbte ako poľné rádiá. Bez prílišnej skromnosti môžeme povedať, že tento vynález zmenil svet. Kde sa to všetko začalo?

vynález tranzistora

Oficiálny dátum narodenia prvého tranzistora je 23. december (podľa iných zdrojov - 16. december 1947). Autormi tohto úžasného vynálezu boli zamestnanci ...

0 0

4

Súvisiace materiály:

Vynález tranzistora na konci štyridsiatych rokov minulého storočia bol jedným z najväčších míľnikov v histórii elektroniky. Vákuové elektrónky, ktoré boli dovtedy po dlhú dobu nepostrádateľným a hlavným prvkom všetkých rádiových a elektronických zariadení, mali mnohé nevýhody. So zložitosťou rádiového zariadenia a nárastom všeobecných požiadaviek naň boli tieto nedostatky pociťované čoraz akútnejšie. Medzi ne patrí predovšetkým mechanická krehkosť lámp, ich krátka životnosť, veľké rozmery a nízka účinnosť v dôsledku veľkých tepelných strát na anóde. Keď teda v druhej polovici 20. storočia nahradili vákuové elektrónky polovodičové prvky, ktoré nemali žiadnu z uvedených chýb, nastala v rádiotechnike a elektronike skutočná revolúcia. Treba povedať, že polovodiče neodhalili človeku hneď svoje pozoruhodné vlastnosti. V elektrotechnike sa dlho používali iba vodiče a dielektrika. Veľká skupina materiálov, ktoré obsadili...

0 0

5

Váš prehliadač nepodporuje objekty

história tranzistorov. Vynález tranzistorov a vývoj polovodičovej elektroniky

Vynález tranzistora, ktorý sa stal najdôležitejším počinom 20. storočia, sa spája s menami mnohých pozoruhodných vedcov. O tých, ktorí vytvorili a vyvinuli polovodičovú elektroniku, a o ktorých sa bude diskutovať v tomto článku.

Presne pred 50 rokmi dostali Američania John Bardeen, Walter Brattain a William Shockley (obr. 1) Nobelovu cenu za fyziku „za výskum v oblasti polovodičov a objav tranzistora“. Analýza histórie vedy však jasne ukazuje, že objav tranzistora nie je zaslúženým úspechom len pre Bardeena, Brattaina a Shockleyho.

Ryža. 1. Laureáti Nobelovej ceny za fyziku za rok 1956

Prvé skúsenosti

Zrod polovodičovej elektroniky možno vysledovať až do roku 1833. Práve vtedy Michael Faraday (obr. 2), experimentujúci so sulfidom strieborným, zistil, že vodivosť tejto látky ...

0 0

6

MINISTERSTVO VŠEOBECNÉHO A ODBORNÉHO ŠKOLSTVA

ROSTOVSKÝ KRAJ

ŠTÁTNA VZDELÁVACIA INŠTITÚCIA STREDNÉHO ODBORNÉHO VZDELÁVANIA „NOVOCHERKASSK MECHANICAL_TECHNOLOGICKÁ VYSOKÁ ŠKOLA POMENOVANÁ PO A.D. TSURUPY"

"HISTÓRIA VYNÁLEZU TRANSISTORA"

Úvod

1. História vynálezu tranzistora

2. Prvý tranzistor

3. Vytvorenie bipolárneho tranzistora

4. Studená vojna a jej vplyv na elektroniku

5. Prvé sovietske tranzistory

6. Tranzistory s efektom poľa

7. Rozsah tranzistora

ÚVOD

Je ťažké nájsť také odvetvie vedy a techniky, ktoré by sa tiež rýchlo rozvíjalo a malo rovnako obrovský vplyv na všetky aspekty ľudského života, každého jednotlivca a spoločnosť ako celok, ako je elektronika. Elektronika ako samostatná veda a technika vznikla vďaka vákuovej trubici. Prvý prišiel...

0 0

7

Číslo príspevku:#1 Príspevok od morozov » Po 4. okt. 2010 3:00 hod.

To je na inom (zlom) fóre ... Náhodou som sa tam zatúlal a trochu pokecal

+++++++++++++++++++++++
pátranie (e-mailová adresa) - 03.10.2010 14:53
Re: Hovoríte špecialista?
? ? ? odpoveď na: Hovorí odborník? ? mráz
: : Oprášiť. Elektronika je viac experimentálna ako teoretická, to vám môžem povedať ako špecialista. A dokonca aj LED diódy sa zrodili skôr ako zodpovedajúca myšlienka v Alferovovej hlave.
:
A: Nepoznáte ten príbeh.

Tu je trocha histórie: "Prvé tri patenty na princípy tranzistora boli zaregistrované v Nemecku už v roku 1928. Ich vynálezca Julius Edgar Lilienfeld však nepublikoval seriózne teoretické štúdie a jeho práca zostala nepovšimnutá." Kto teda vynašiel tranzistor, teoretik?

Tu je ďalší: „V roku 1947 William Shockley, John Bardeen a Walter Brattain v Bell Labs vytvorili prvý funkčný bipolárny ...

0 0

8

SISTÁ CESTA TRANSISTORA

30. júna 1941 vedci William Shockley, Walter Brattain a John Bardeen oznámili vytvorenie tranzistora a 23. decembra 1947 bol vynález oficiálne predstavený verejnosti. Práve tento dátum sa považuje za deň vynálezu tranzistora. Veľký výlet do „krajiny polovodičov“ sa však začal už v roku 1833, keď Michael Faraday zistil, že elektrická vodivosť sulfidu strieborného sa pri zahrievaní zvyšuje. A až po 125 rokoch v Amerike, na základe iného polovodiča, germánia, vznikol mikroobvod.

nový vynález

The New York Times informovali o prvej demonštrácii tranzistora 1. júla 1948 na predposlednej strane: „Včera Bell Telephone Laboratories prvýkrát predviedli zariadenie, ktoré vynašli, nazývané tranzistor a ktoré sa v niektorých prípadoch dá použiť v oblasti rádiotechnika namiesto elektrónok. Ukázalo sa tiež, že sa používa v telefónnom systéme a televíznom zariadení. V každom z...

0 0

Tranzistory a jeho spôsob vynálezu

Všetci vieme, že „tranzistor“ je neoddeliteľnou súčasťou každého elektronického obvodu/zariadenia. Je veľmi zriedkavé vidieť akýkoľvek obvod zostavený bez aspoň jedného tranzistora. Toto polovodičové zariadenie sa používa na účely spínania alebo na účely zosilnenia v elektronických zariadeniach. Sú balené samostatne alebo sa nachádzajú v kombinácii s integrovanými obvodmi Tranzistory sa dodávajú v dvoch typoch, PNP a NPN. Najčastejšie používané tranzistory sú NPN.

Tento článok vám umožňuje hľadať hlboko v zaujímavej histórii vynálezu tranzistora. Tento článok sme navrhli tak, aby sme čerpali inšpiráciu z dobrých odpovedí, ktoré sme dostali na naše články z histórie na vynález zlúčeniny PN. Začnime teda našu cestu strojom času!

Rodičia tranzistorov

Začali sme s vynálezom histórie tranzistorov a umožnili nám mať...

0 0

10

O príspevku sovietskych a ruských vedcov k vývoju polovodičových tranzistorov

Pri otvorení jesenného fóra Intel Developer Forum (IDF) v San Franciscu (www.pcweek.ru/themes/detail.php?ID=102444) Patrick Gelsinger, senior viceprezident a generálny riaditeľ skupiny Digital Enterprise Group korporácie, poznamenal, že Rok 2007 sa stal jubilejným nielen pre Intel (ktorý oslávil desiate výročie IDF), ale pre celý polovodičový priemysel: ako to uznalo medzinárodné spoločenstvo, pred 60 rokmi Američania W. Shockley, W. Brattain a J. Bardeen vynašiel prvý tranzistor. Medzitým môžu byť ruskí vedci a inžinieri v tejto oblasti na čo hrdí.

Kedy a kde presne začala „cesta k tranzistoru“, nie je ľahké povedať. Jeho konkrétnemu vzniku predchádzalo dlhé a veľmi bohaté obdobie výskumu v oblasti elektroniky, vedeckých experimentov a vývoja v mnohých krajinách. Samozrejme, ZSSR nebol výnimkou. Za začiatok domáceho vývoja v tomto smere možno považovať ...

0 0

11

Za jeden z významných vynálezov 20. storočia sa považuje vynález tranzistora, ktorý nahradil vákuové elektrónky.

Po dlhú dobu boli lampy jedinou aktívnou súčasťou všetkých elektronických zariadení, hoci mali veľa nevýhod. V prvom rade sú to vysoká spotreba energie, veľké rozmery, krátka životnosť a nízka mechanická pevnosť. Tieto nedostatky boli pociťované čoraz výraznejšie, keď sa elektronické vybavenie zdokonaľovalo a bolo zložitejšie.

Revolučná revolúcia v rádiotechnike nastala, keď boli zastarané žiarovky nahradené polovodičovými zosilňovacími zariadeniami - tranzistormi, ktoré nemali všetky vyššie uvedené nedostatky.

Prvý funkčný tranzistor sa zrodil v roku 1947 vďaka úsiliu zamestnancov americkej spoločnosti Bell Telephone Laboratories. Ich mená už pozná celý svet. Ide o vedcov – fyzikov W. Shockleyho, D. Bardeena a W. Braitena. Už v roku 1956 boli za tento vynález všetkým trom udelená Nobelova cena za ...

0 0

13

skvelé
vynález dvadsiateho storočia - tranzistor. Časť 2

Pre skvelých
vynálezy dvadsiateho storočia, schéma zapojenia spúšťača, rôzne
fyzické implementácie. Produkovať spúšťače z hľadiska vyhliadok
rozvoj výpočtovej techniky, za vynález možno považovať aj veľký vynález dvadsiateho storočia
polovodiče, najmä tranzistory.

">">

Vynález

polovodiče doslova revolúciu
v oblasti výrobných prostriedkov, prenosu a uchovávania informácií. Polovodičové tranzistory
vyhnaný
nízkorýchlostné a celkovo elektromagnetické relé a vákuové elektrónky.

">">

K vynálezu bipolárneho tranzistora, ako priekopníka
tranzistorov, je zapojený viac ako jeden výskumník, hoci oficiálne existuje
jeho uznávaným vynálezcom je John Bardeen.

">

Ale je tiež známe, že pred americkým fyzikom zosilňujúcim
vlastnosti polovodičového kryštálu boli objavené v roku 1922...

0 0

14

60 rokov domáci tranzistor

Pred viac ako rokom celá progresívna komunita pozdvihla hrnčeky na pivo na prvý tranzistor, ktorý vynašli Shockley, Bardeen a Brattain.
Uplynulo dosť času a je čas osláviť vzhľad tranzistora v ZSSR.

História výroby polovodičov v ZSSR sa začína v roku 1947, keď bola v Tomiline inštalovaná linka na výrobu germániových detektorov pre radary prevzatých z Nemecka. Vývoj diód pre ňu vykonala výskumná skupina na NII-160 (teraz JE Istok) pod vedením A. V. Krasilova.
V decembri 1948 boli v ústave dodané prvé výskumné práce o tranzistoroch. Práce vykonala Susanna Gukasovna Madoyan, postgraduálna študentka Moskovského inštitútu chemickej technológie, a vo februári 1949 vznikol prvý model germániového bodového tranzistora u nás. Práve toto usporiadanie sa stalo prvým sovietskym tranzistorom. Odvtedy prešlo šesťdesiat rokov...

0 0

15

Táto zvedavá hybridná vákuová trubica/MOSFET by jedného dňa mohla nahradiť tradičný kremík

V septembri 1976, na vrchole studenej vojny, Viktor Ivanovič Belenko, sovietsky pilot, nespokojný s podmienkami svojho života, pri cvičnom lete nad Sibírom na MiG-25 zišiel z kurzu a preletel cez more. Japonsko v nízkej nadmorskej výške a pristálo s lietadlom na civilnom letisku Hokkaido so zostávajúcimi 30 sekundami paliva. Jeho dramatické zbehnutie bolo darom pre amerických vojenských analytikov, ktorí si prvýkrát zblízka pozreli túto vysokorýchlostnú stíhačku, o ktorej si mysleli, že je jedným z najpokročilejších lietadiel na svete. To, čo videli, ich zaskočilo.

Na jednej strane bol trup oveľa hrubšie skonštruovaný ako moderné americké lietadlá a nebol vyrobený z titánu, ale väčšinou z ocele. Ešte prekvapivejšia však bola skutočnosť, že avionické sekcie lietadla boli naplnené zariadením založeným nie na tranzistoroch, ale na ...

0 0

16

Prvý tranzistor – kto ho vynašiel? | Vynálezy a objavy

Tranzistor je predpokladom celej modernej mikroelektroniky. Ak by sa v bežnom mobilnom telefóne namiesto tranzistorov použili katódové trubice, zariadenie by nabralo veľkosť kolínskej katedrály.

prenosový odpor

Na Štedrý večer roku 1947 Bell Telephone Laboratories William Shockley, Walter Brattain a John Bardeen predviedli zamestnancom svojej firmy prvý tranzistor založený na germániovom polovodičovom materiáli. Približne v rovnakom čase vyvinuli nemeckí vedci Herbert Franz Mathare a Heinrich Welker takzvaný „francúzsky tranzistor“ a v roku 1848 naň získali patent. V tom istom roku Robert Denk navrhol prvý tranzistorový rádiový prijímač založený na elektróde obalenej oxidom. Denk si svoj vynález nepatentoval a dokonca zničil jedinú kópiu prijímača, aby sa vyhol zneužitiu.

Vyhral kremík

0 0

17

Evolúcia elektrónkovej rádiovej elektroniky na tranzistor

Po druhej svetovej vojne sa rozšírili elektronické zariadenia, ich sortiment sa rozšíril o zosilňovacie a generátorové rádiové elektrónky odlišné typy a charakteristiky katódových trubíc rôzne veľkosti a veľmi citlivé fotoelektronické zariadenia. V tom čase už elektrónková technológia dosiahla svoju dokonalosť, súdiac podľa vzhľadu subminiatúrnych a superekonomických rádiových elektrónok. Najmä v roku 1953 sa spoločnosti Emerson podarilo vytvoriť vreckový prijímač na ultra-miniatúrnych rádiových elektrónkach v USA pod značkou Emerson 747. Napriek tomu malá veľkosť bol to celoelektrónkový prijímač so 4 trubicovým superheterodynovým obvodom, ktorý vyžadoval 45V anódovú batériu a 1,5V žiarovku. Tento prijímač, ktorý má vynikajúce vlastnosti z hľadiska citlivosti a selektivity, však dlho nevydržal a čoskoro bol nahradený Emersonom 838. Vzhľad prvých tranzistorov umožnil ...

0 0