Phenquestions
Úsvit tranzistorov
Tranzistory sú polovodičové zariadenia, ktoré majú v elektronickom obvode dve hlavné funkcie - zosilňovač a prepínač. Pred érou tranzistorov sa vákuové elektrónky používali hlavne ako zosilňovač alebo prepínač pre prvú polovicu dvadsiateho storočia. Vysoká potreba prevádzkového napätia, vysoká spotreba energie a vysoká výroba tepla však spôsobili, že elektrónky sa časom stali neúčinnými a nespoľahlivými. Nehovoriac o tom, že tieto rúrky sú objemné a krehké, pretože plášť je vyrobený zo skla. Aby sa táto dilema vyriešila, boli u rôznych výrobcov vykonané roky výskumu vhodnej náhrady.
Nakoniec, v decembri 1947, traja fyzici z Bell Laboratories úspešne vynašli prvý funkčný tranzistor. John Bardeen, Walter Brattain a William Shockley strávili roky výskumu, aby konečne vyvinuli pracovný bodový kontaktný tranzistor. Shockley v roku 1948 ďalej vylepšil zariadenie na bipolárny spojovací tranzistor, čo bol typ tranzistora, ktorý sa široko používal v 50. rokoch. Dôležitosť ich vynálezu bola taká dôležitá, že Bardeen, Brattain a Shockley dostali v roku 1956 renomovanú Nobelovu cenu.
Vývoj tranzistorov
Rovnako ako každé iné zariadenie, aj tranzistory prešli niekoľkými inováciami. Na konci 50. rokov 20. storočia hralo germánium rozhodujúcu úlohu pri vývoji tranzistorov. Tranzistory na báze germánia však majú veľké nevýhody, únik prúdu a neznášanlivosť teplôt vyšších ako 75 ° C. Germánium je navyše vzácne a drahé. To viedlo vedcov v Bell Labs k hľadaniu lepšej alternatívy.
Gordon Teal zvučné meno vo vývoji tranzistorov. Teal, americký inžinier v laboratóriách Bell Labs, vyvinul metódu na výrobu čistých germániových kryštálov, ktorá sa bude používať pre germániové tranzistory. Rovnako Teal experimentoval s kremíkom ako možnou náhradou za germánium. V roku 1953 sa presťahoval späť do Texasu po tom, čo mu bola ponúknutá pozícia riaditeľa pre výskum v spoločnosti Texas Instruments (TI).[1] S využitím svojich skúseností a poznatkov o polovodičových kryštáloch pokračoval v práci na čistenom kremíku ako náhrade za germánium. V apríli 1954 vyvinul Teal a jeho tím v TI prvý kremíkový tranzistor, ktorý bol svetu oznámený v máji toho roku. Pre svoje vynikajúce vlastnosti kremík postupne nahradzoval germánium ako polovodič používaný v tranzistoroch.
Zavedením kremíkových tranzistorov dosiahli vedci v laboratóriách Bell Labs ďalší prielom vyvinutím tranzistora, ktorý by mohol prekonať výkon bipolárneho spojovacieho tranzistora. V roku 1959 vyvinuli Mohamed Atalla a Dawon Kahng tranzistor s efektom poľa oxidu kovu a polovodiča (MOSFET) s nižšou spotrebou energie a vyššou hustotou ako bipolárny tranzistor. Tieto cenné vlastnosti veľmi spopularizovali tranzistor MOSFET, ktorý sa odvtedy stal najrozšírenejším zariadením v histórii.[2]
Transformácia výpočtovej techniky
Vynález tranzistorov bol revolučný aj v miniaturizácii počítačov. Rovnako ako predchádzajúce elektronické zariadenia, aj prvá generácia počítačov používala elektrónky ako spínače a zosilňovače. Po nástupe tranzistorov prijali výrobcovia aj malé zariadenie na výrobu menších a efektívnejších počítačov. V nasledujúcich rokoch boli elektrónky úplne nahradené tranzistormi, čo viedlo k vzniku druhej generácie tranzistorových počítačov.
Prvý počítač, ktorý používal tranzistory, sa považoval za univerzitu v Manchestri Tranzistorový počítač. Tranzistorový počítač bol vyrobený ako prototyp pozostávajúci z 92-bodových kontaktných tranzistorov a 550 diód a plne funkčný bol v roku 1953. V roku 1955 bola predstavená plná verzia tohto počítača s 200-bodovými kontaktnými tranzistormi a 1300 diódami. Aj keď väčšina obvodov používala tranzistory, toto zariadenie sa nepovažovalo za úplne tranzistorový počítač, pretože v jeho generátore hodín sa stále používali vákuové trubice.[3]
V polovici 50. rokov začali podobné stroje pribúdať. Návrh Manchesterskej univerzity si neskôr osvojil Metropolitan-Vickers, ktorý v roku 1956 vyrobil sedem strojov pomocou bipolárnych spojovacích tranzistorov. Prístroj s názvom Metrovick 950, nebol komerčne dostupný a používal sa iba v rámci spoločnosti. Rovnako Bell Labs prišli s TRADIC zariadenie v roku 1954,[4] ale rovnako ako tranzistorový počítač, aj TRADIC používal na svoj taktovací výkon elektrónky.
Navádzací počítač Burroughs Atlas Mod 1-J1, ktorý bol vyrobený pre americké letectvo v roku 1955, bol prvým počítačom, ktorý úplne eliminoval elektrónky, a tento model bol prvým plne tranzistorovým počítačom. Vyvinul sa aj MIT TX-0, vlastný tranzistorový počítač v roku 1956. Tranzistorové počítače začali vznikať aj v iných častiach sveta. Prvé zariadenie, ktoré sa objavilo v Ázii, bolo japonské ETL Mark III, vydané v roku 1956. The DRTE, vydané v roku 1957, a rakúske Mailüfterl, vydané v roku 1958 boli prvými tranzistorovými počítačmi v Kanade a Európe. V roku 1959 Taliansko tiež vydalo svoj prvý tranzistorový počítač, Olivetti Elea 9003, ktorý sa neskôr sprístupnil na súkromnom trhu.[5]
Aj keď sa tranzistorové počítače globálne rozvíjali v 50. rokoch, komerčne boli dostupné až v roku 1959, keď spoločnosť General Electric uviedla na trh General Electric 210. V dôsledku toho ďalší výrobcovia tiež predstavili svoje vlastné vlajkové modely tranzistorových počítačov. The IBM 7070 a RCA 501 boli niektoré z prvých vydaných modelov, okrem iných.[6] Tento trend nasledovali aj veľké počítače. The Philco Transac modely S-1000 a S-2000 boli medzi prvými komerčne dostupnými veľkorozmernými tranzistorovými počítačmi.
Vývoj konštrukcií tranzistorov priniesol veľké zmeny v dizajne počítačov. Keď sa technológia stala komerčne dostupnou, výroba tranzistorových počítačov sa časom zvyšovala. Integrované obvody boli nakoniec prijaté v 60. rokoch 20. storočia a ustúpili tak tretej generácii počítačov.
Malá veľkosť, veľké zmeny
Tranzistory sú vynikajúce od svojho vynálezu pred viac ako 70 rokmi. Táto technológia podporila vynález a vývoj mnohých ďalších elektronických zariadení. Skromná veľkosť tranzistora nezakrýva veľkosť jeho príspevku k technológii. Tranzistor nepopierateľne zmenil podobu elektronických obvodov a priniesol významné zmeny vo svete, najmä v oblasti výpočtovej techniky.
Zdroje:
[1] Michael Riordan, „Stratená história tranzistora“, 30. apríla 2004, https: // spektrum.tj.org / tech-history / křemíková revolúcia / the-lost-history-of-the-tranzistor Accessed 20 Oct 2020
[2] Wikipedia. „História tranzistora“, N.d., https: // en.wikipedia.org / wiki / History_of_the_transistor, sprístupnené 20. októbra 2020
[3] Wikipedia. „Tranzistorový počítač“, N.d., https: // en.wikipedia.org / wiki / Transistor_computer, sprístupnené 20. októbra 2020
[4] „Tranzistor“ č.d., http: // www.história počítačov.informácie / podporné dokumenty / a.5-tranzistor-1947.html Prístupné 20. októbra 2020
[5] Wikipedia. „Tranzistorový počítač“, N.d., https: // en.wikipedia.org / wiki / Transistor_computer, sprístupnené 20. októbra 2020
[6] „Tranzistor“ č.d., http: // www.história počítačov.informácie / podporné dokumenty / a.5-tranzistor-1947.html Prístupné 20. októbra 2020
