Недавно Би-би-си провела опрос — какие наиболее полезные изобретения появились за последние два века, и в результате на второе место вышел транзистор. А на первом месте оказался… велосипед. Но если о попытках изобрести новый велосипед говорят только иронически, то транзистор вот уже шесть десятилетий непрерывно совершенствуется.
До транзисторов бал правили радиолампы, у которых было немало недостатков: значительная потребляемая мощность, необходимость высоковольтного источника питания, не слишком большой срок службы, относительно большие габариты и вес. Но этим причинам созданный в 1946 году достаточно примитивный компьютер ЭНИАК, имевший 18 тысяч радиоламп, весил 30 тонн и потреблял 130 киловатт! Понятно, что на смену радиолампе требовалось нечто принципиально иное. И это иное появилось в конце 1947 года.
Кристалл германия, к которому были подсоединены два тончайших золотых контакта и подключено питающее напряжение, продемонстрировал способность усиливать подаваемый сигнал. Так родилось новое чудо техники, получившее название «транзистор» (от английских слов, означающих «перенос» и «резистор»).
Создателями этого чуда стали американские ученые Вильям Шокли, Джон Бардин и Уолтер Браттейн, в 1956 году удостоенные Нобелевской премии.
Упомянутый выше прибор, именуемый точечным транзистором, достаточно быстро сошел со сцены, уступив место плоскостному транзистору. Последний состоит из двух полупроводниковых p-n переходов, образующих эмиттер, базу и коллектор, соединенных с двумя низковольтными источниками напряжения. Данный прибор способен работать как усилитель, генератор и переключатель сигналов. Последнее качество привело к использованию транзисторов в цифровых схемах, являющихся основой современной электроники.
Вскоре в качестве материала для изготовления транзисторов стали использовать не германий, а значительно более дешевый кремний. Появились новые разновидности транзистора, например, полевой. А успехи технологии позволили автоматизировать процесс производства, что постепенно привело к резкому снижению размеров и стоимости транзисторов и колоссальному увеличению их числа на одной полупроводниковой плате. Указанные устройства, именуемые интегральными схемами, содержали не только транзисторы, но и прочие компоненты схемы со всеми необходимыми соединениями между ними.
Ниже приведены основные этапы победоносного шествия транзистора.
1953 г. — Транзистор был применен в качестве усилителя звука в приборе для людей со слабым слухом.
1954 г. — Появился малогабаритный радиоприемник. Он содержал четыре транзистора и потреблял небольшую мощность от низковольтного источника питания. Через несколько лет был разработан и полупроводниковый телевизор.
1960 г. — Выпущены первые интегральные схемы, без которых невозможно представить себе современную микроэлектронику.
1967 г. — Фирма «Боумар» освоила производство карманных калькуляторов. Они выполняли четыре арифметических действия, оперируя шестизначными числами.
1983 г. — «Моторола» разработала первый портативный сотовый телефон.
1994 г. — «Кодак» запустил в производство цифровую фотокамеру.
Отдельного упоминания заслуживают микропроцессоры. Первый из них создала фирма «Интел» еще в 1971 году. Он содержал 2000 транзисторов, размещенных на пластинке размером 3 x 1,5 см. Это была революция в вычислительной технике, продолжающаяся по сей день. Появившийся в 2000 году микропроцессор «Пентиум IV» имеет свыше 50 миллионов транзисторов, размещенных на площади всего в несколько квадратных сантиметра. А разработанный в прошлом году «Итаниум 2» использует… 1,7 миллиарда транзисторов!
Если считать, что один ламповый каскад помещается на площади 5 кв. см, то «Пентиум IV», выполненный на радиолампах, занимал бы площадь нескольких футбольных полей.
Что же нас ожидает в будущем? Несомненно, будут совершенствоваться существующие и появятся принципиально новые устройства, использующие полупроводниковые приборы. Несомненно, это микроскопическое чудо техники, которому исполняется 60 лет, на пенсию не собирается. Поэтому вполне возможно, что в следующем опросе Би-би-си не имеющий колес транзистор уверенно обгонит велосипед.