Gość: STUDI
IP: *.prokom.pl
21.12.07, 14:37
Formalnie 60 lat temu skonstruowano pierwszy bipolarny tranzystor ostrzowy.
Ten fakt jest powszechnie uznawany za początek elektroniki półprzewodnikowej,
bez której obecnie trudno nam żyć...
Czy tak naprawdę to jest początek ery tranzysora?
Właśnie nie.... Zaczęło znacznie wcześniej i to wczasach gdzie lampy
elektronowe jeszcze niezdarnie raczkowały.
Półprzewodniki pojawiły się jako kryształki do odbiorników detektorowych. Te
odbiorniki nie wymagały zasilania, zastosowany półprzewodnik nie wzmacniał
sygnału ale był odpowiednikiem pierwszej półprzewodnikowej diody ostrzowej.
Kryształkiem była m.in. galena. Miało to wady ,trzeba było szukać ostrzem
czułego punktu. Pierwszym udanym następca była w latach 50-tych już popularna
acz wtedy droga dioda ostrzowa germanowa.
Prostowniki półprzewodnikowe powoli zdobywały swoje miejsce najpierw selen i
kupryt.
Drugim biegunem było uzyskanie wzmocnienia. Otóż wzmocnieni sygnału za pomocą
półprzewodnika uzyskano jeszcze w latach 20-tych. Odkrył to zjawisko rosjanin
Łosiew. Była to pierwsza dioda tunelowa. Uzyskał on ujemną dynamiczną
rezystancję pozwalająca odtłumić obwód rezonansowy albo uzyskać oscylacje. Był
to pierwszy element półprzewodnikowy który wzmacniał sygnał.
Ten sam Łosiew odkrył zjawisko emisji światła w półprzewodnikach - czyli
dzisiejsze diody LED tak powszechne i powoli wypierające żarówki oraz lampy
wyładowcze np. w motoryzacji. Nazwał to swoje odkrycie optycznym
przekaźnikiem. Stwierdził że odkryte zjawisko pozwala modulować światło z
wysoką częstotliwością.... Tak , to podwaliny techniki światłowodowej w
telekomunikacji. Niestety Łosiew zginął podczas oblężenia Leningradu. Gdyby
żył inaczej potoczyłaby się historia techniki półprzewodników po tej stronie
żelaznej kurtyny.
W latach 30-tych opatentowano projekt pierwszego tranzystora polowego MESFET -
patent numer 1 745 175 z 1930 roku. Czyli na długo przed tym jak ogłoszono
skonstruowanie pierwszego tranzystora. Tranzystory polowe to obecne podstawa
techniki cyfrowej. Bez nich komputery nadal by były mało wydajne, powolne i
pożerały mnóstwo energii. Podstawy działania tranzystora polowego podał Julius
Edgar Lielenfield - urodzony we Lwowie (znów ta strona żelaznej kurtyny) -
jeszcze w połowie lat 20-tych XX wieku.
Cóż jak widać historia tranzystora zaczęła się wcześniej.
Potem poszło już szybko. Tranzystory ostrzowe dość szybko zaczęto produkować
nawet u nas w Polsce. Może komuś mówią typy TC11, TC12, TC13... Były
niedoskonałe nietrwałe. Generalnie germanowe tranzystory ostrzowe były bardzo
niedoskonałe. Dopiero powstanie tranzystorów złączowych utorowało im drogę do
powolnego wypierania lamp elektronowych. Szybko german zastąpiono krzemem.
German zarzucono (by ostatnio do niego wrócić....). Poprawiły sie parametry a
to głównie ze względu na opracowanie technologii epitaksjalnej, która
równocześnie pozwoliła na tworzenie układów scalonych. Tranzystory krzemowe
były już na tyle tanie że skutecznie wyparły lampy elektronowe ze sprzętu
powszechnego użytku pod koniec lat 60-tych.
Nadal problem była wrażliwość na temperaturę. Z nadzieją spoglądano na węglik
krzemu. ale przynajmniej tu w Polsce pojawiały sie szybkie, arbitralne zakazy
prac nad tym półprzewodnikiem, nic dziwnego - tranzystor zdolny pracować w
temperaturze 600 stopni Celsjusza....
My, Polacy też mieliśmy wkład w tranzystorację świata. To nasi naukowcy
opracowali technologię produkcji dużych monokryształów krzemu. Pozwoliło to na
tania masową produkcję elementów półprzewodnikowych. Metoda Czochralskiego jak
dobrze pamiętam.... Ba była dziwna sytuacja jak za czasów Gierka
sprzedawaliśmy ponoć rewelacyjne monokryształy krzemu do Japonii a z Japonii
kupowaliśmy licencje na pierwsze analogowe układy scalone (od firmy Sanyo,
pamięta ktoś polski amplituner Elizabeth Stereo?)
Wspomniałem o układach scalonych. Otóż idea scalania kilku elementów w jakąś
funkcjonalną całość nie narodziła sie w świecie półprzewodników lecz lamp
elektronowych a dokładniej w niemieckiej wytwórni Loewe w połowie lat 20-tych
XX wieku. Ta firma produkowała scalone obwody składające z kilku lamp,
oporników, kondesatorów tworzących kompletne układy odbiorników radiowych.
Niestety tę ideę zarzucono w pierwszej połowie lat 30-tych XX wieku, lecz
ponownie odrodziła się w świecie półprzewodników.
Ale lampy elektronowe wracają i to do świata mikroelektroniki. Pracuje się nad
mikrotriodami. Fakt nie ma tam żarzonej katody, wykorzystuje sie emisje polową
a techniki wytwórcze są rodem z zaawansowanych fabryk mikroprocesorów.
Jakby świat wyglądał bez tranzystora? Zadał sobie ktoś takie pytanie?
Niestety co najwyżej ktoś przeczyta w prasie że tranzystor to dzieło
amerykanów i że powstał 60 lat temu. Nie do końca to prawda i szkoda że
dziennikarze przygotowujący notki prasowe nie zadali trudu by coś więcej nt
temat napisać.