Phenquestions
Úsvit tranzistorů
Tranzistory jsou polovodičová zařízení, která mají v elektronickém obvodu dvě hlavní funkce - zesilovač a spínač. Před érou tranzistorů se vakuové elektronky používaly převážně jako zesilovač nebo přepínač pro první polovinu dvacátého století. Avšak vysoký požadavek na provozní napětí, vysoká spotřeba energie a vysoká produkce tepla způsobily, že vakuové trubice se časem staly neúčinnými a nespolehlivými. Nemluvě o tom, že tyto trubky jsou objemné a křehké, protože plášť je vyroben ze skla. Abychom toto dilema vyřešili, prováděli roky výzkumu různí výrobci pro vhodnou náhradu.
Nakonec, v prosinci 1947, tři fyzici z Bell Laboratories úspěšně vynalezli první funkční tranzistor. John Bardeen, Walter Brattain a William Shockley strávili roky výzkumu, aby konečně vyvinuli pracovní bodový kontaktní tranzistor. Shockley dále vylepšil zařízení na bipolární spojovací tranzistor v roce 1948, což byl typ tranzistoru, který byl široce používán v padesátých letech. Tak důležitý byl jejich vynález, že Bardeenovi, Brattainovi a Shockleymu byla v roce 1956 udělena renomovaná Nobelova cena.
Vývoj tranzistorů
Stejně jako každé jiné zařízení, i tranzistory prošly několika inovacemi. Na konci 50. let hrálo germánium klíčovou roli ve vývoji tranzistorů. Tranzistory na bázi germania však mají zásadní nevýhody: únik proudu a nesnášenlivost teplot vyšších než 75 ° C. Germánium je navíc vzácné a drahé. To přimělo vědce v Bell Labs hledat lepší alternativu.
Gordon Teal je ve vývoji tranzistorů zvučné jméno. Teal, americký inženýr v laboratořích Bell Labs, vyvinul metodu výroby čistých germaniových krystalů, které by se používaly pro tranzistory na bázi germania. Podobně Teal experimentoval s křemíkem jako možnou náhradou germania. V roce 1953 se přestěhoval zpět do Texasu poté, co mu byla nabídnuta pozice ředitele výzkumu v Texas Instruments (TI).[1] S využitím svých zkušeností a znalostí o polovodičových krystalech pokračoval v práci na čištěném křemíku jako náhradě germania. V dubnu 1954 Teal a jeho tým v TI vyvinuli první křemíkový tranzistor, který byl světu oznámen v květnu téhož roku. Kvůli svým vynikajícím vlastnostem křemík postupně nahradil germánium jako polovodič používaný pro tranzistory.
Se zavedením křemíkových tranzistorů dosáhli vědci v Bell Labs dalšího průlomu vývojem tranzistoru, který by mohl překonat výkon bipolárního spojovacího tranzistoru. V roce 1959 vynalezli Mohamed Atalla a Dawon Kahng tranzistor s efektem pole-oxid polovodičového pole (MOSFET) s nižší spotřebou energie a vyšší hustotou než bipolární tranzistor. Tyto cenné vlastnosti velmi popularizovaly tranzistor MOSFET, který se od té doby stal nejrozšířenějším zařízením v historii.[2]
Transformace výpočetní techniky
Vynález tranzistorů byl revoluční také v miniaturizaci počítačů. Stejně jako dřívější elektronická zařízení i první generace počítačů používala elektronky jako spínače a zesilovače. Po příchodu tranzistorů přijali výrobci také malé zařízení k výrobě menších a efektivnějších počítačů. V následujících letech byly vakuové trubice zcela nahrazeny tranzistory, což vedlo k druhé generaci tranzistorových počítačů.
První počítač, který používal tranzistory, byl považován za univerzitu v Manchesteru Tranzistorový počítač. Tranzistorový počítač byl postaven jako prototyp, skládající se z 92-bodových kontaktních tranzistorů a 550 diod, a plně funkční v roce 1953. V roce 1955 byla představena plná verze tohoto počítače s 200bodovými kontaktními tranzistory a 1300 diodami. Ačkoli většina obvodů používala tranzistory, toto zařízení nebylo považováno za zcela tranzistorový počítač, protože ve svém generátoru hodin se stále používaly elektronky.[3]
V polovině padesátých let začaly růst podobné stroje. Design University of Manchester byl později přijat společností Metropolitan-Vickers, která v roce 1956 vyrobila sedm strojů s použitím bipolárních spojovacích tranzistorů. Zařízení s názvem Metrovick 950, nebyl komerčně dostupný a byl používán pouze ve společnosti. Podobně Bell Labs přišel s TRADIC zařízení v roce 1954,[4] ale stejně jako tranzistorový počítač, i TRADIC používal pro svůj hodinový výkon vakuové trubice.
Naváděcí počítač Burroughs Atlas Mod 1-J1, který byl postaven pro americké letectvo v roce 1955, byl prvním počítačem, který zcela eliminoval elektronky, a tento model byl prvním plně tranzistorovým počítačem. MIT také vyvinula TX-0, vlastní tranzistorový počítač v roce 1956. Tranzistorové počítače se začaly objevovat také v jiných částech světa. První zařízení, které se objevilo v Asii, bylo japonské ETL Mark III, vydáno v roce 1956. The DRTE, vydané v roce 1957, a rakouský Mailüfterl, vydané v roce 1958, byly prvními kanadskými a evropskými tranzistorovými počítači. V roce 1959 Itálie také vydala svůj první tranzistorový počítač, Olivetti Elea 9003, který byl později zpřístupněn na soukromém trhu.[5]
Ačkoli tranzistorové počítače se globálně objevovaly v padesátých letech minulého století, byly komerčně dostupné až v roce 1959, kdy společnost General Electric vydala General Electric 210. V důsledku toho také další výrobci představili své vlastní vlajkové modely tranzistorových počítačů. The IBM 7070 a RCA 501 byly některé z prvních vydaných modelů, mimo jiné.[6] Tento trend následovaly také velké počítače. The Philco Transac modely S-1000 a S-2000 byli mezi prvními komerčně dostupnými velkými tranzistorovými počítači.
Vývoj návrhů tranzistorů přinesl zásadní změny v konstrukci počítačů. Výroba technologie tranzistorových počítačů se postupem času zvyšovala, protože technologie byla komerčně dostupná. Nakonec byly integrované obvody přijaty v 60. letech 20. století a ustoupily třetí generaci počítačů.
Malá velikost, velké změny
Tranzistory jsou předními od svého vynálezu před více než 70 lety. Tato technologie poháněla vynález a vývoj mnoha dalších elektronických zařízení. Skromná velikost tranzistoru nezakrývá velikost jeho příspěvku k technologii. Tranzistor nepopiratelně změnil tvář elektronických obvodů a přinesl významné změny ve světě, zejména v oblasti výpočetní techniky.
Zdroje:
[1] Michael Riordan, „Ztracená historie tranzistoru“, 30. dubna 2004, https: // spektrum.tj.org / tech-history / křemíková revoluce / the-lost-history-of-the-tranzistor Accessed 20 Oct 2020
[2] Wikipedia. „Historie tranzistoru“, N.d., https: // en.wikipedia.org / wiki / History_of_the_transistor, zpřístupněno 20. října 2020
[3] Wikipedia. „Tranzistorový počítač“, N.d., https: // en.wikipedia.org / wiki / Transistor_computer, zpřístupněno 20. října 2020
[4] „Tranzistor“ č.d., http: // www.historie počítačů.informace / podpůrné dokumenty / a.5-tranzistor-1947.html Zpřístupněno 20. října 2020
[5] Wikipedia. „Tranzistorový počítač“, N.d., https: // en.wikipedia.org / wiki / Transistor_computer, zpřístupněno 20. října 2020
[6] „Tranzistor“ č.d., http: // www.historie počítačů.informace / podpůrné dokumenty / a.5-tranzistor-1947.html Zpřístupněno 20. října 2020
