Phenquestions
Tranzistoru rītausma
Transistori ir pusvadītāju ierīces, kurām elektroniskajā ķēdē ir divas galvenās funkcijas - pastiprinātājs un slēdzis. Pirms tranzistoru laikmeta vakuuma caurules divdesmitā gadsimta pirmajā pusē galvenokārt tika izmantotas kā pastiprinātājs vai slēdzis. Tomēr augsta darba sprieguma prasība, liels enerģijas patēriņš un liela siltuma ražošana izraisīja vakuuma caurules laika gaitā neefektivitāti un neuzticamību. Nemaz nerunājot par to, ka šīs caurules ir apjomīgas un trauslas, jo apvalks ir izgatavots no stikla. Lai atrisinātu šo dilemmu, dažādi ražotāji vairākus gadus veica pētījumus par piemērotu nomaiņu.
Beidzot, 1947. gada decembrī, trīs Bell Laboratories fiziķi veiksmīgi izgudroja pirmo strādājošo tranzistoru. Džons Bardēns, Valters Brattains un Viljams Šoklijs pavadīja vairākus gadus ilgus pētījumus, lai beidzot izstrādātu darba punktu kontakta tranzistoru. Šoklijs 1948. gadā ierīci vēl vairāk uzlaboja par bipolāru savienojuma tranzistoru, kas bija tāda veida tranzistors, ko plaši izmantoja 1950. gados. Tāda bija viņu izgudrojuma nozīme, ka Bardīnam, Brattainam un Šoklijam 1956. gadā tika pasniegta slavenā Nobela prēmija.
Transistoru evolūcija
Līdzīgi kā jebkura cita ierīce, arī tranzistori ir piedzīvojuši vairākus jauninājumus. Vēl 50. gadu beigās germānim bija izšķiroša loma tranzistoru attīstībā. Tomēr uz germanija bāzes tranzistoriem ir būtiski trūkumi - strāvas noplūde un temperatūras nepanesība, kas pārsniedz 75 ° C. Turklāt germānijs ir reti sastopams un dārgs. Tas pamudināja Bell Labs pētniekus meklēt labāku alternatīvu.
Gordons Teils ir skanīgs nosaukums tranzistoru evolūcijā. Amerikāņu inženieris Bell Labs, Teal izstrādāja metodi tīru germānija kristālu ražošanai, kurus izmantos uz germānija balstītiem tranzistoriem. Tāpat Tīls eksperimentēja ar silīciju kā iespējamu germānija aizstājēju. 1953. gadā viņš pārcēlās atpakaļ uz Teksasu pēc tam, kad viņam tika piedāvāts pētniecības direktora amats Texas Instruments (TI).[1] Sniedzot savu pieredzi un zināšanas par pusvadītāju kristāliem, viņš turpināja strādāt ar attīrītu silīciju kā germānija aizstājēju. 1954. gada aprīlī Tīls un viņa komanda TI izveidoja pirmo silīcija tranzistoru, par kuru pasaulei paziņoja tā gada maijā. Pateicoties izcilajām īpašībām, silīcijs pakāpeniski aizstāja germāniju kā pusvadītāju, ko izmanto tranzistoriem.
Ieviešot silīcija tranzistorus, Bell Labs pētnieki panāca vēl vienu izrāvienu, izstrādājot tranzistoru, kas varētu pārsniegt bipolārā savienojuma tranzistora veiktspēju. 1959. gadā Mohameds Atalla un Dawons Kāngs izgudroja metāla oksīda pusvadītāju lauka efekta tranzistoru (MOSFET) ar mazāku enerģijas patēriņu un lielāku blīvumu nekā bipolārais tranzistors. Šīs vērtīgās īpašības ļoti popularizēja MOSFET tranzistoru, kas kopš tā laika ir kļuvis par visplašāk ražoto ierīci vēsturē.[2]
Datortehnoloģijas pārveidošana
Transistoru izgudrošana bija revolucionāra arī datoru miniaturizācijā. Tāpat kā iepriekšējās elektroniskās ierīces, pirmās paaudzes datori kā slēdžus un pastiprinātājus izmantoja vakuuma caurules. Pēc tranzistoru parādīšanās ražotāji pieņēma arī mazo ierīci, lai izveidotu mazākus, efektīvākus datorus. Turpmākajos gados vakuuma caurules pilnībā aizstāja tranzistori, radot otrās paaudzes tranzistora datorus.
Tika uzskatīts, ka pirmais dators, kurā tika izmantoti tranzistori, ir Mančestras universitāte Transistora dators. Transistora dators tika uzbūvēts kā prototips, kas sastāv no 92 punktu kontakttranzistoriem un 550 diodēm, un pilnībā darbojās 1953. gadā. 1955. gadā tika ieviesta šī datora pilna izmēra versija ar 200 punktu kontakttranzistoriem un 1300 diodēm. Lai gan lielākajā daļā ķēdes tika izmantoti tranzistori, šī ierīce netika uzskatīta par pilnīgi tranzistorizētu datoru, jo tā pulksteņa ģeneratorā joprojām tika izmantotas vakuuma caurules.[3]
50. gadu vidū sāka dīgt līdzīgas mašīnas. Mančestras universitātes dizainu vēlāk pieņēma Metropolitan-Vickers, kurš 1956. gadā ražoja septiņas mašīnas, izmantojot bipolāros krustojuma tranzistorus. Tomēr ierīce, ko sauc par Metrovick 950, nebija komerciāli pieejams un tika izmantots tikai uzņēmumā. Tāpat Bell Labs nāca klajā ar TRADIC ierīce 1954. gadā,[4] bet, tāpat kā tranzistora dators, TRADIC pulksteņa jaudai izmantoja vakuuma caurules.
Uzbūvēts ASV gaisa spēkiem 1955. gadā, Burroughs Atlas Mod 1-J1 vadības dators bija pirmais dators, kas pilnībā likvidēja vakuuma caurules, un šis modelis bija pirmais pilnībā tranzistorizētais dators. Attīstījās arī MIT TX-0, viņu pašu tranzistora dators 1956. gadā. Tranzistoru datori sāka parādīties arī citur pasaulē. Pirmā ierīce, kas parādījās Āzijā, bija Japānas ETL Marks III, izlaists 1956. gadā. The DRTE, atbrīvots 1957. gadā, un austrietis Mailüfterl, izlaisti 1958. gadā, bija attiecīgi pirmie Kanādas un Eiropas tranzistoru datori. 1959. gadā Itālija izlaida arī savu pirmo tranzistora datoru Olivetti Elea 9003, kas vēlāk tika darīts pieejams privātajā tirgū.[5]
Kaut arī tranzistoru datori visā pasaulē parādījās pagājušā gadsimta piecdesmitajos gados, tie tika komerciāli pieejami tikai 1959. gadā, kad General Electric izlaida General Electric 210. Līdz ar to arī citi ražotāji ieviesa savus vadošos tranzistoru datoru modeļus. The IBM 7070 un RCA 501 bija vieni no pirmajiem modeļiem, kas tika izlaisti, cita starpā.[6] Arī liela mēroga datori sekoja šai tendencei. The Filko Transaks modeļiem S-1000 un S-2000 bija vieni no pirmajiem komerciāli pieejamajiem liela mēroga tranzistorizētajiem datoriem.
Transistoru konstrukciju attīstība izraisīja lielas izmaiņas datoru projektēšanā. Transistorizēto datoru ražošana laika gaitā palielinājās, jo tehnoloģija kļuva pieejama komerciāli. Galu galā integrētās shēmas tika pieņemtas 60. gados, dodot vietu trešās paaudzes datoriem.
Mazs izmērs, lielas izmaiņas
Transistori ir bijuši izcili kopš to izgudrošanas pirms vairāk nekā 70 gadiem. Šī tehnoloģija ir virzījusi daudzu citu elektronisko ierīču izgudrošanu un attīstību. Pazemīgais tranzistora lielums neaptver tā ieguldījuma lielumu tehnoloģijā. Transistors nenoliedzami ir mainījis elektronisko shēmu izskatu un ir izraisījis ievērojamas izmaiņas pasaulē, it īpaši datortehnoloģijās.
Avoti:
[1] Maikls Riordāns, “Zaudētā tranzistora vēsture”, 2004. gada 30. aprīlis, https: // spektrs.ieee.org / tech-history / silicon-revolution / the-lost-of-the-the-tranzistors Piekļuve 2020. gada 20. oktobrim
[2] Vikipēdija. “Tranzistora vēsture”, N.d., https: // lv.vikipēdija.org / wiki / History_of_the_transistor, Skatīts 2020. gada 20. oktobrī
[3] Vikipēdija. “Tranzistora dators”, N.d., https: // lv.vikipēdija.org / wiki / Transistor_computer, Piekļuve 2020. gada 20. oktobrim
[4] “Tranzistors” N.d., http: // www.datorkomunikāciju vēsture.info / pavaddokumenti / a.5-tranzistors-1947. gads.html Piekļuve 2020. gada 20. oktobrim
[5] Vikipēdija. “Tranzistora dators”, N.d., https: // lv.vikipēdija.org / wiki / Transistor_computer, Piekļuve 2020. gada 20. oktobrim
[6] “Transistors” N.d., http: // www.datorkomunikāciju vēsture.info / pavaddokumenti / a.5-tranzistors-1947. gads.html Piekļuve 2020. gada 20. oktobrim
