Phenquestions
Zora tranzistorjev
Tranzistorji so polprevodniške naprave, ki imajo v elektronskem vezju dve glavni funkciji - ojačevalnik in stikalo. Pred obdobjem tranzistorjev so bile vakuumske cevi v prvi polovici dvajsetega stoletja pretežno uporabljene kot ojačevalnik ali stikalo. Vendar pa so zahteve po visoki obratovalni napetosti, velika poraba energije in velika proizvodnja toplote sčasoma postale neučinkovite in nezanesljive. Da ne omenjam, te cevi so zajetne in krhke, ker je ohišje iz stekla. Da bi rešili to dilemo, so različni proizvajalci opravili leta raziskav za primerno zamenjavo.
Končno, decembra 1947, so trije fiziki iz Bell Laboratories uspešno izumili prvi delujoči tranzistor. John Bardeen, Walter Brattain in William Shockley so več let raziskovali, da bi končno razvili delujoči tranzistor s točkovnim stikom. Shockley je leta 1948 dodatno izboljšal napravo v bipolarni tranzistor, ki je bil v petdesetih letih 20. stoletja pogosto uporabljen kot tranzistor. Tako pomemben je bil njihov izum, da so Bardeen, Brattain in Shockley leta 1956 prejeli priznano Nobelovo nagrado.
Razvoj tranzistorjev
Tako kot katera koli druga naprava so tudi tranzistorji doživeli več novosti. Že konec petdesetih let je imel germanij ključno vlogo pri razvoju tranzistorjev. Tranzistorji na osnovi germanija pa imajo velike pomanjkljivosti, saj trenutno puščajo in ne prenašajo temperatur nad 75 ° C. Poleg tega je germanij redek in drag. To je spodbudilo raziskovalce v Bell Labs, da poiščejo boljšo alternativo.
Gordon Teal odmevno ime v razvoju tranzistorjev. Ameriški inženir v laboratoriju Bell Labs je Teal razvil metodo za proizvodnjo čistih kristalov germanija, ki se uporabljajo za tranzistorje na osnovi germanija. Podobno je Teal eksperimentiral s silicijem kot možno zamenjavo za germanij. Leta 1953 se je preselil nazaj v Teksas, potem ko so mu ponudili mesto direktorja raziskav pri Texas Instruments (TI).[1] S svojimi izkušnjami in znanjem o polprevodniških kristalih je nadaljeval z delom na prečiščenem siliciju kot nadomestilo za germanij. Aprila 1954 sta Teal in njegova ekipa pri TI razvila prvi silicijev tranzistor, ki je bil svetu napovedan maja istega leta. Zaradi svojih vrhunskih lastnosti je silicij postopoma nadomestil germanij kot polprevodnik, ki se uporablja za tranzistorje.
Z uvedbo silicijevih tranzistorjev so raziskovalci v laboratoriju Bell Labs dosegli še en preboj z razvojem tranzistorja, ki bi lahko presegel zmogljivost bipolarnega tranzistorja. Leta 1959 sta Mohamed Atalla in Dawon Kahng izumila poljski tranzistor kovinski oksid-polprevodnik (MOSFET) z manjšo porabo energije in večjo gostoto kot bipolarni tranzistor. Te dragocene značilnosti so močno popularizirale tranzistor MOSFET, ki je od takrat postal najbolj razširjena naprava v zgodovini.[2]
Preoblikovanje računalniške tehnologije
Izum tranzistorjev je bil revolucionaren tudi pri miniaturizaciji računalnikov. Tako kot prejšnje elektronske naprave je tudi prva generacija računalnikov uporabljala vakuumske cevi kot stikala in ojačevalnike. Po pojavu tranzistorjev so proizvajalci sprejeli tudi majhno napravo za izdelavo manjših in učinkovitejših računalnikov. V naslednjih letih so vakuumske cevi popolnoma nadomestili tranzistorji, kar je povzročilo drugo generacijo tranzistorskih računalnikov.
Prvi računalnik, ki je uporabljal tranzistorje, naj bi bil Univerza v Manchestru Tranzistorski računalnik. Tranzistorski računalnik je bil izdelan kot prototip, sestavljen iz 92-točkovnih kontaktnih tranzistorjev in 550 diod, v celoti pa je začel delovati leta 1953. Leta 1955 je bila predstavljena polno velika različica tega računalnika z 200-točkovnimi kontaktnimi tranzistorji in 1300 diodami. Čeprav je večina vezja uporabljala tranzistorje, ta naprava ni veljala za popolnoma tranzistoriziran računalnik, saj so bile v njenem urnem generatorju še vedno uporabljene vakuumske cevi.[3]
Sredi petdesetih let so podobni stroji začeli vzhajati. Zasnovo univerze v Manchestru je kasneje sprejel Metropolitan-Vickers, ki je leta 1956 izdelal sedem strojev z bipolarnimi spojnimi tranzistorji. Naprava, imenovana Metrovick 950, ni bil komercialno dostopen in se je uporabljal samo znotraj podjetja. Podobno je podjetje Bell Labs pripravilo TRADIC naprava leta 1954,[4] toda tako kot tranzistorski računalnik je tudi TRADIC za urno moč uporabljal vakuumske cevi.
Zasnovan za ameriške zračne sile leta 1955, vodilni računalnik Burroughs Atlas Mod 1-J1 je bil prvi računalnik, ki je v celoti odpravil vakuumske cevi, in ta model je bil prvi popolnoma tranzistoriziran računalnik. Razvil se je tudi MIT TX-0, lastni tranzistorski računalnik leta 1956. Tranzistorski računalniki so se začeli pojavljati tudi drugod po svetu. Prva naprava, ki se je pojavila v Aziji, je bila japonska Oznaka ETL III, izpuščen leta 1956. The DRTE, izšel leta 1957, in avstrijski Mailüfterl, izdani leta 1958, so bili prvi tranzistorski računalnik v Kanadi oziroma v Evropi. Leta 1959 je Italija izdala tudi svoj prvi tranzistorski računalnik, Olivetti Elea 9003, ki je bil kasneje na voljo na zasebnem trgu.[5]
Čeprav so se tranzistorski računalniki v petdesetih letih pojavili po vsem svetu, so bili komercialno dostopni šele leta 1959, ko je General Electric izdal General Electric 210. Posledično so tudi drugi proizvajalci predstavili svoje vodilne tranzistorske računalniške modele. The IBM 7070 in RCA 501 so bili med drugim nekateri prvi izdani modeli.[6] Temu trendu so sledili tudi obsežni računalniki. The Philco Transac modelov S-1000 in S-2000 so bili med prvimi komercialno dostopnimi velikimi tranzistoriziranimi računalniki.
Razvoj tranzistorskih zasnov je povzročil velike spremembe v računalniškem oblikovanju. Proizvodnja tranzistoriziranih računalnikov se je sčasoma povečala, ko je tehnologija postala komercialno dostopna. Sčasoma so bila v šestdesetih letih sprejeta integrirana vezja, ki so umaknila tretjo generacijo računalnikov.
Majhna velikost, velike spremembe
Tranzistorji so bili najpomembnejši od njihovega izuma pred več kot 70 leti. Ta tehnologija je spodbudila izum in razvoj številnih drugih elektronskih naprav. Skromna velikost tranzistorja ne prikriva obsega njegovega prispevka k tehnologiji. Tranzistor je nedvomno spremenil obraz elektronskih vezij in povzročil pomembne spremembe v svetu, zlasti v računalniški tehnologiji.
Viri:
[1] Michael Riordan, "Izgubljena zgodovina tranzistorja", 30. april 2004, https: // spekter.ieee.org / tech-history / silicon-revolution / the-lost-history-of-the-tranzistor Dostop 20. oktobra 2020
[2] Wikipedija. "Zgodovina tranzistorja", N.d., https: // en.wikipedia.org / wiki / History_of_the_transistor, dostop 20. oktobra 2020
[3] Wikipedija. "Tranzistorski računalnik", N.d., https: // en.wikipedia.org / wiki / Transistor_computer, dostop 20. oktobra 2020
[4] »Tranzistor« Št.d., http: // www.zgodovina računalniških komunikacij.info / dokazila / a.5-tranzistor-1947.html dostop 20. oktobra 2020
[5] Wikipedija. "Tranzistorski računalnik", N.d., https: // en.wikipedia.org / wiki / Transistor_computer, dostop 20. oktobra 2020
[6] "Tranzistor" N.d., http: // www.zgodovina računalniških komunikacij.info / dokazila / a.5-tranzistor-1947.html dostop 20. oktobra 2020
