Изобретение века



Скачать 43.15 Kb.
Дата26.10.2016
Размер43.15 Kb.

Изобретение века

45 лет назад, в 1956 году, Уильяму Брэдфорду Шокли,

Джону Бардину и Уолтеру Браттейну была присуждена

Нобелевская премия по физике "за исследования

полупроводников и открытие транзисторного эффекта"

"Примечательно, что изобретатели натолкнулись на возможность создания полупроводниковых приборов довольно давно: в частности, еще... нижегородский радиоинженер О.В. Лосев (1903—1942) создал (в 1920-е годы. — Прим. ред.) первые полупроводниковые усилители и генераторы. О его работах был широко оповещен мир, у крупнейших радиотехнических лабораторий появилась возможность развивать по­лупроводниковую технику. Однако процесс этот задержался почти надва десятилетия: еще не было в то время фундамента для становления полупроводниковой электроники. Она стала возможной лишь после того, как были детально изучены и глубоко по­няты тонкие и сложные физические процессы в твердом теле" (Академик Е.П. Велихов. "Наука и жизнь", № 11/ 1981, с. 8).

В первых компьютерах в роли пе­реключательных устройств выступали электромеханические реле. Вскоре их вытеснили электронные вакуумные лампы, причем в цифровых электрон­ных компьютерах использовались пре­имущественно триоды — лампы, име­ющие три основных элемента: катод (выделяющий электроны при нагрева­нии от внешнего источника питания), анод (где, пройдя через вакуум, соби­раются электроны) и расположенную между ними сетку (управляющую по­током электронов).

Триод способен действовать как пе­реключатель (создав на сетке отрица­тельный потенциал, можно прекратить движение электронов от катода к ано­ду), а также работать как выпрямитель (преобразовывать переменный ток в постоянный) и выполнять функции уси­лителя (при небольшом увеличении по­тенциала на сетке ток на выходе трио­да значительно возрастает) [1, 2, 3, 4].

Однако электронные лампы имеют серьезные недостатки, например, за­нимают много места и сравнительно быстро выходят из строя, а потому за­мену им начали искать, когда элект­ронных компьютеров еще не существо­вало. И даже первые, очень несовер­шенные транзисторы были во всех от­ношениях значительно удобнее элект­ронных ламп.

Основой транзисторов являются, как известно, полупроводники.

Большинство металлов — хорошие проводники, так как имеют очень боль­шое количество слабо связанных с атомным ядром электронов, которые легко притягиваются положительными зарядами и отталкиваются отрицатель­ными. А движущиеся электроны — это и есть носители электрического тока. Изоляторы же (например, резина) не проводят тока, поскольку у них элект­роны прочно связаны с атомами и не реагируют на воздействие внешнего электрического поля.

Полупроводники в чистом виде боль­ше похожи на изоляторы — они или пло­хо пропускают ток, или не пропускают его совсем. Но если ввести в полупро­водник определенное количество при­меси, то его поведение меняется: при соответствующих условиях полупровод­ники способны проводить электричес­кий ток (и, в отличие от металлов, дву­мя способами) [1, 2].

Ученые научно-исследовательской фирмы Bell Telephone Laboratories, вхо­дящей в американскую компанию AT&T (American Telephone and Telegraph), и ряда других научных центров не сомне­вались, что полупроводникам принад­лежит будущее. Компании требовались новые приборы для замены радиоламп и электромеханических реле, служив­ших усилителями и переключателями в системе телефонной связи. Летом 1945 года была сформирована груп­па, перед которой стояла задача изу­чить свойства полупроводников. Глав­ными фигурами в ней стали опытные Уильям Шокли и Уолтер Браттейн, а также молодой теоретик Джон Бардин.

Примерно через два с половиной года Бардин и Браттейн получили по­лупроводниковый усилитель. Прибор назвали сначала трансрезистором [от

сочетания двух слов: transfer — пере­носить (через) и resistor — сопротив­ление], но потом стали называть тран­зистором. Однако созданное уст­ройство часто вело себя непредска­зуемым образом.

Исследования продолжались, и в 1951 году Шокли продемонстрировал первый надежный транзистор — трехслойный германиевый "сандвич" толщиной около сантиметра, помещенный в металличес­кий корпус. (Транзистор имеет три элек­трода: эмиттер соответствует катоду, коллектор — аноду, а база — сетке. Вы­вод от эмиттера является входом, а от коллектора — выходом.)

Выполняя те же функции, что и элек^ ронная лампа, транзистор (полупровод­никовый триод) имеет значительно меньшие размеры и свободен от дру­гих недостатков, присущих лампам.

В современной электронике тран­зистор — основной элемент, а интег­ральная микросхема(наиболее значи­тельное достижение микроэлектрон­ной технологии) представляет собой кристалл полупроводника, в объеме и на поверхности которого сформирова­ны, например, транзисторы и соеди­нения между ними.

Когда появились первые транзисто­ры, мало кто мог оценить их надлежа­щим образом, однако позже транзис­тор признали одним из важнейших изобретений XX века, которое позво­лило автоматизировать многие процес­сы и способствовало коренному изме­нению жизни людей [5].



Литература

  1. Знакомьтесь: компьютер: Пер. с англ.
    М.: Мир, 1989. ^~

  2. Поляков В.Т. Посвящение в радш^'
    электронику. М.: Радио и связь, 1988.

  3. Корниенко Г.И. Триод полупровод­
    никовый // Энциклопедия кибернетики.
    Киев: Гл. редакция Украинской советской
    энциклопедии, 1975. Т. 2.

  4. Путь к транзистору // Информатика,
    № 6/2000.

  5. Чолаков В. Нобелевские премии. Уче­
    ные и открытия: Пер. с болг. М.: Мир, 1986.


База данных защищена авторским правом ©bezogr.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница