1926 n.e. do 1962 n.e.
Pierwsze Tranzystory

obrazek
Pierwszy ostrzowy tranzystor germanowy na stole laboratoryjnym w Bell Laboratories - rok 1947

(C)Bell Laboratories

Tranzystor i później wynaleziony układ scalony muszą być z pewnością zakwalifikowane jako dwa największe wynalazki XX wieku. Elementy te są tworzone z materiałów znanych jako półprzewodniki, których własności nie rozumiano dobrze aż do lat 1950-tych. Pomimo to już w roku 1926 dr Julius Edgar Lilienfield z Nowego Jorku złożył podanie o przyznanie patentu na coś, co obecnie rozpoznalibyśmy jako tranzystor o złączu n-p-n, używany w roli wzmacniacza (oryginalny tytuł patentu był następujący: "Method and apparatus for controlling electric currents" - "Metoda i aparat do sterowania prądami elektrycznymi").

Niestety, poważne badania nad półprzewodnikami nie rozpoczęto aż do czasów II Wojny Światowej.

W czasie jej trwania odkryto, iż urządzenia zbudowane na bazie półprzewodników mogą być potencjalnymi wzmacniaczami i przełącznikami i dlatego mogą one zastąpić panującą wtedy powszechnie technologię lamp próżniowych, lecz byłyby dużo mniejsze, lżejsze i wymagały by mniej energii.

Wszystkie te czynniki interesowały ogromnie twórców systemów radarowych, które miały odegrać ważną rolę w czasie wojny.

W Stanach Zjednoczonych firma Bell Laboratories rozpoczęła badania nad półprzewodnikami w roku 1945, a fizycy William Shockley, Walter Brattain oraz John Bardeen odnieśli sukces tworząc pierwszy germanowy tranzystor ostrzowy  23 grudnia 1947 roku (zrobili sobie przerwę na Boże Narodzenie przed opublikowaniem swoich osiągnięć, dlatego niektóre książki źródłowe podają za datę utworzenia pierwszego tranzystora rok 1948).

W roku 1950 Shockley wynalazł nowy element półprzewodnikowy, zwany tranzystorem o złączu bipolarnym, który był bardziej niezawodny, łatwiejszy i tańszy w produkcji oraz posiadał bardziej stabilne parametry od elementów ostrzowo-złączowych.

obrazek

Pod koniec lat 1950-tych zaczęto produkcję tranzystorów bipolarnych z krzemu zamiast z germanu (chociaż german posiadał pewne zalety elektryczne, krzem był tańszy i łatwiejszy w obróbce). Bipolarne tranzystory złączowe powstają z połączenia trzech kawałków domieszkowanego krzemu, które noszą nazwy odpowiednio kolektor, baza  i emiter. Oryginalne tranzystory bipolarne produkowano za pomocą tzw. procesu mesa, w którym domieszkowany kawałek krzemu, zwany mesą (hiszp. - stół, podłoże) lub bazą, był montowany na szczycie większego kawałka krzemu tworzącego kolektor, natomiast emiter powstawał z mniejszego kawałka krzemu osadzonego w bazie.

W roku 1959 szwajcarski fizyk, Jean Hoerni, wynalazł proces planarny, w którym używano optycznych metod litograficznych do dyfuzji bazy do kolektora, a następnie do dyfuzji emitera do bazy. Jeden z kolegów Hoerni'ego, Robert Noyce, wynalazł metodę nanoszenia warstwy izolacyjnej z dwutlenku krzemu na tranzystor pozostawiając odsłonięte obszary emitera i bazy oraz dyfuzji do tych obszarów cienkich warstw z aluminium w celu stworzenia połączeń elektrycznych. Procesy opracowane przez Hoerni'ego i Noyce'a prowadziły bezpośrednio do nowoczesnych układów scalonych.

W roku 1962 Steven Hofstein oraz Fredric Heiman z laboratorium badawczego należącego do RCA w Princeton, stan New Jersey, wynaleźli nową rodzinę elementów zwanych tranzystorami z efektem polowym  (MOS FET - metal-oxide semiconductor field-effect transistor).

Chociaż tranzystory te były nieco wolniejsze w działaniu od tranzystorów bipolarnych, to były jednak tańsze, mniejsze i zużywały mniej energii. Interesujący jest również fakt, iż zmodyfikowane struktury półprzewodników MOS mogły pełnić rolę kondensatorów i oporników.

obrazek obrazek obrazek

Historia Komputerów znalazła się na  serwerze I LO w Tarnowie  za zgodą firmy
Maxfield & Montrose Interactive Inc, która jest autorem opracowania umieszczonego pod adresem
http://www.maxmon.com/history.htm
Z języka angielskiego tłumaczenie wykonał: mgr Jerzy Wałaszek