שונות

המצאה וגילוי טרנזיסטורים

המצאה וגילוי טרנזיסטורים


לקח הרבה שנים עד שכל עבודות ההכנה הוקמו והצוות יוקם לפני שניתן היה למצוא את המצאת הטרנזיסטור בפועל או גילוי הטרנזיסטור.

הצוות שהמציא את הטרנזיסטור עבד היטב יחד, ולמרות כמה נסיגות ראשוניות הם התקדמו במהירות.

הסביבה שהקימה מעבדות בל עבדה היטב והעניקה את האווירה הנכונה להמצאת הטרנזיסטור.

ניסיונות ראשונים להמצאת הטרנזיסטור

קבוצת מוליכים למחצה החלה לעבוד על אחד הרעיונות של שוקלי. הוא הסיק שאפשר יהיה לפתח צורת טריודה של מוליכים למחצה. הוא צפה מבנה של שכבות של סיליקון מסוג p ו- n. הזרם העיקרי יישא באחת השכבות והמוליכות של שכבה זו תישלט על ידי שדה חיצוני. זה ישתנה במספר נושאות הטעינה (חורים או אלקטרונים) הזמינים להובלת הזרם. בעיקרו של דבר רעיון זה היה טרנזיסטור אפקט השדה שנמצא בשימוש נרחב כיום.

כדי ליצור את המבנה כדי לנסות את הרעיון הזה, השתמש שוקלי בכמה סרטי סיליקון דקים שיוצרו בתצהיר. זה כשלעצמו היה תהליך חדש שרק פותח על ידי עובד אחר של בל בשם טיל.

באמצעות המבנה החדש, שוקלי ציפה כי יחול שינוי משמעותי בהולכה עם שינוי שדה השליטה. לאכזבתו הרבה ההשפעה לא נצפתה. חישובים ותיאוריות נבדקו ונבדקו מחדש על ידי חברים אחרים בקבוצה ולא נמצאה סיבה לכישלונה.

רק במרץ 1946 נפתרה הבעיה. ברדין נימק כי מוליך המוליכים למחצה לכד אלקטרונים שהקרינו את הערוץ הראשי מהשפעות השדה החיצוני. מאוחר יותר אמר שוקלי כי תגלית זו הייתה אחת ההתפתחויות המשמעותיות ביותר בכל תוכנית המוליכים למחצה.

שינוי כיוון

כביכול הוכה על ידי האלקטרונים הלכודים הקבוצה שינתה כיוון. הם הפנו את תשומת ליבם לחקירות סביב צמתים פנימיים מפוזרים פנימה בניסיון לפתח סוג חדש של מעצר ברקים. המחקר נסב סביב שלושה מבנים שכבתיים עם צומת אחד קדימה ואחת הפוכה, והעבודה התקדמה על כך לאורך רוב שנת 1947.

זה היה לקראת סוף אותה שנה שהאירועים התחילו לחפש את הקבוצה. בנובמבר גייס צוות חדש רעיון מכריע. כשחזרנו לעבודתם הקודמת במכשירי אפקט שדה, הוא הציע שאם יונח אלקטרוליט בין לוח הבקרה לערוץ ההולכה, ניתן יהיה להתגבר על אפקט הסינון של האלקטרונים הכלואים. הוקם ניסוי חדש והוא הצליח, ולו במידה מוגבלת. עם מידה של הצלחה מאחוריהם הצוות מצא מידה חדשה של מוטיבציה. בימים שלאחר מכן נדונו שלל רעיונות למכשירי הגברה אפשריים.

המצאת טרנזיסטור

בתחילת דצמבר, ברדין וברטיין החלו להתנסות בשני צמתים של קשר נקודתי זה בזה, כרעיון חדש להמצאת הטרנזיסטור. הם גילו שכאשר הם הקדימו את אחד מהם והפכו את השני לאחור, הבחינו בכמות קטנה של רווח.

עד מהרה הצוות התחיל בניסויים נוספים שהתבססו על רעיון זה, אך בתחילה הם לא הצליחו לנצל את אפקט הטרנזיסטור כראוי. בניסוי אחד אפילו הוצב אלקטרוליט סביב הדגימה, אך עם כל בדיקה חדשה הם התקרבו לגילוי אפקט הטרנזיסטור המלא.

לבסוף הם החליטו כי יש צורך להציב שני צמתים של דיודות במרחק של כ- 0.05 מ"מ זה מזה. זה הושג בקלות להפליא. שכבת זהב הופקדה על טריז קטן של פרספקס. אחר כך שימש סכין גילוח לחיתוך חריץ דק מאוד בזהב בדיוק בנקודת הטריז. ואז הונח הטריז על שכבת גרמניום תחת הכוח שיוצר מעיין קטן. האספן והפולט נוצרו על ידי שני מגעי הזהב ושכבת הגרמניום הייתה מגע הבסיס.

הרעיון נוסה ב- 16 בדצמבר 1947 ולהפתעתם הוא עבד בפעם הראשונה. הטרנזיסטור למגע נקודתי ראשון נוצר והטרנזיסטור הומצא.

כעבור שבוע בדיוק מצאו עצמם שוקלי, ברדין וברטיין מדגימים את המצאת הטרנזיסטור החדשה בפני ההנהלה הבכירה בבל. זה בישר את תחילת עידן הטרנזיסטור. עם זאת היה צורך בפיתוחים רבים נוספים לפני שמכשירים אלה יוכלו להפוך למציאות יומיומית.


צפו בסרטון: אלקטרוניקה למתחילים: דיודות, חלק 3. הגנה על כניסות. (יָנוּאָר 2022).