Ода транзистору

Нещодавно Бі-бі-сі провела опитування — які найкорисніші винаходи з’явилися за останні два століття. У результаті на друге місце вийшов транзистор. А на першому місці опинився... велосипед. Якщо про спроби винайти новий велосипед говорять тільки іронічно, то транзистор ось уже шість десятиліть невпинно вдосконалюється.

До транзисторів повністю домінували радіолампи, в яких було чимало недоліків: велика споживана потужність, потреба у високовольт­ному джерелі живлення, не надто великий термін служби, відносно великі габарити та вага. Тому створений у 1946 році достатньо примітивний комп’ютер ЕНІАК, який мав 18 тисяч радіоламп, важив 30 тонн і споживав 130 кіловат! Зрозуміло, що на зміну радіолампі мало прийти щось принципово інше. І це інше з’явилося наприкінці 1947 року.

Кристал германію, до якого було під’єднано два найтонші золоті контакти та підключено напругу живлення, продемонстрував спроможність посилювати сигнал, що подається. Так народилося нове диво техніки, яке дістало назву «транзистор» (від англійських слів, що означають «перенесення» і «резистор»).

Творцями цього дива стали американські вчені Вільям Шоклі, Джон Бардін і Волтер Браттейн, відзначені 1956 року Нобелівської премією.

Згаданий вище прилад, названий точковим транзистором, досить швидко зійшов із сцени, поступившись місцем площинному транзисторові. Останній складається з двох напівпровідникових p-n переходів (що утворюють емітер, базу та колектор), сполучених із двома низьковольтними джерелами напруги. Даний прилад здатен працювати як підсилювач, генератор і перемикач сигналів. Остання властивість дала змогу використовувати транзистори у цифрових схемах, які є основою сучасної електроніки.

Невдовзі як матеріал для виготовлення транзисторів почали використовувати не германій, а значно дешевший кремній. З’явилися нові різновиди транзистора, наприклад польо­вий. А успіхи технології дали змогу автоматизувати процес виробництва, що поступово призвело до різкого зниження розмірів та вартості транзисторів і колосального збільшення їхньої кількості на одній напівпровідниковій платі. Зазначені пристрої, названі інтегральними схемами, містили не тільки транзистори, а й інші компоненти схеми з усіма необхідними з’єднаннями між ними.

Нижче приведено основні етапи переможної ходи транзистора.

1953 р. — Транзистор був застосований як підсилювач звуку в приладі для людей із слабким слухом.

1954 р. — З’явився малогабаритний радіоприй­мач. Він містив чотири транзистори й споживав невелику потужність від низьковольтного джерела живлення. Через кілька років було розроблено і напівпровідниковий телевізор.

1960 р. — Випущено перші інтегральні схеми, без яких неможливо уявити собі сучасну мікроелектроніку.

1967 р. — Фірма «Боумар» освоїла виробництво кишенькових калькуляторів, котрі виконували чотири арифметичні дії, оперуючи шестизначними числами.

1983 р. — «Моторола» розробила перший портативний стільниковий телефон.

1994 р. — «Кодак» запустив у виробництво цифрову фотокамеру.

Окремо слід згадати мікропроцесори. Перший із них створила фірма «Інтел» ще в 1971 році. Він містив 2000 транзисторів, розміщених на пластинці розміром 3 x 1,5 см. Це була революція в обчислювальній техніці, що триває до цього часу. Мікропроцесор «Пентіум IV», що з’явився в 2000 році, має понад 50 мільйонів транзисторів, розміщених на площі всього в кілька квадратних сантиметрів. А розроблений торік «Ітаніум 2» використовує... 1,7 мільярда транзисторів!

Якщо вважати, що один ламповий каскад уміщується на площі 5 кв. см, то «Пентіум IV», виконаний на радіолампах, займав би площу кількох футбольних полів.

Що ж нас очікує в майбутньому? Безсумнівно, удосконалюватимуться існуючі та з’являться принципово нові пристрої на базі напівпровідників. Певна річ, це мікроскопічне диво техніки, якому виповнюється 60 років, на пенсію не збирається. Тому цілком можливо, що в наступному опитуванні Бі-бі-сі транзистор, що не має коліс, упевнено обжене велосипед.