متنوع

اختراع واكتشاف الترانزستور

اختراع واكتشاف الترانزستور


استغرق الأمر سنوات عديدة حتى يتم إعداد جميع الأعمال التحضيرية وتكوين الفريق قبل اختراع الترانزستور الفعلي أو اكتشاف الترانزستور.

عمل الفريق الذي اخترع الترانزستور جيدًا معًا ، وعلى الرغم من بعض النكسات الأولية ، فقد حققوا تقدمًا سريعًا.

عملت البيئة التي أنشأتها Bell Labs بشكل جيد ووفر ذلك الجو المناسب لاختراع الترانزستور.

المحاولات الأولى لاختراع الترانزستور

بدأت مجموعة أشباه الموصلات العمل على إحدى أفكار شوكلي. لقد استنتج أنه قد يكون من الممكن تطوير شكل من أشكال الصمام الثلاثي أشباه الموصلات. لقد تصور بنية طبقات من السيليكون من النوع p و n. سيتم حمل التيار الرئيسي في إحدى الطبقات وسيتم التحكم في توصيل هذه الطبقة بواسطة مجال خارجي. هذا من شأنه أن يغير عدد حاملات الشحنة (الثقوب أو الإلكترونات) المتاحة لحمل التيار. كانت هذه الفكرة أساسًا هي ترانزستور التأثير الميداني الذي يستخدم على نطاق واسع اليوم.

لإنشاء الهيكل لتجربة هذه الفكرة ، استخدم شوكلي بعض الأفلام الرقيقة من السيليكون والتي تم تصنيعها عن طريق الترسيب. كانت هذه في حد ذاتها عملية جديدة تم تطويرها للتو من قبل موظف بيل آخر يدعى تيل.

باستخدام الهيكل الجديد ، توقع شوكلي أنه سيكون هناك تغيير كبير في التوصيل حيث تم تغيير مجال التحكم. لخيبة أمل كبيرة لم يلاحظ التأثير. تم فحص الحسابات والنظريات وإعادة فحصها من قبل أعضاء آخرين في المجموعة ولم يتم العثور على سبب لفشلها.

لم يتم حل المشكلة حتى مارس 1946. استنتج باردين أن سطح أشباه الموصلات يحاصر الإلكترونات التي تحجب القناة الرئيسية من تأثيرات المجال الخارجي. قال شوكلي في وقت لاحق أن هذا الاكتشاف كان أحد أهم التطورات في برنامج أشباه الموصلات بأكمله.

تغيير الاتجاه

من المفترض أن المجموعة التي تعرضت للضرب من قبل الإلكترونات المحاصرة غيرت اتجاهها. لقد حولوا انتباههم إلى التحقيقات حول التقاطعات pn المنحازة المعكوسة في محاولة لتطوير نوع جديد من مانع الصواعق. دار البحث حول ثلاث طبقات مع تقاطع منحاز واحد أمامي وواحد عكسي ، وتقدم العمل في هذا خلال معظم عام 1947.

في نهاية ذلك العام بدأت الأحداث في البحث عن المجموعة. في نوفمبر ، جاء مجند جديد في الفريق بفكرة مهمة. بالعودة إلى عملهم السابق على أجهزة التأثير الميداني ، اقترح أنه إذا تم وضع إلكتروليت بين لوحة التحكم وقناة التوصيل ، فيمكن التغلب على تأثير الغربلة للإلكترونات المحاصرة. تم إعداد تجربة جديدة وكانت ناجحة ولو بدرجة محدودة. مع وجود قدر من النجاح وراءهم ، وجد الفريق درجة جديدة من التحفيز. في الأيام التي تلت ، تمت مناقشة مجموعة من الأفكار لأجهزة التضخيم المحتملة.

اختراع الترانزستور

في أوائل كانون الأول (ديسمبر) ، بدأ باردين وبراتين بتجربة نقطتي اتصال متقاربتين كفكرة جديدة لاختراع الترانزستور. ووجدوا أنه عندما يتحيز أحدهما إلى الأمام وينحاز إلى الآخر ، لوحظ قدر ضئيل من المكاسب.

سرعان ما بدأ الفريق بعض التجارب الإضافية التي تدور حول هذه الفكرة ، لكن في البداية لم يتمكنوا من استغلال تأثير الترانزستور بشكل صحيح. في إحدى التجارب ، تم وضع إلكتروليت حول العينة ، ولكن مع كل اختبار جديد اقتربوا من اكتشاف تأثير الترانزستور الكامل.

أخيرًا قرروا أنه من الضروري وضع تقاطعين للديود على مسافة 0.05 مم. تم تحقيق ذلك بسهولة ملحوظة. ترسبت طبقة من الذهب على إسفين صغير من البرسبيكس. ثم تم استخدام شفرة حلاقة لقطع شق رفيع جدًا في الذهب عند نقطة الإسفين. ثم تم وضع الإسفين على طبقة من الجرمانيوم تحت القوة الناتجة عن زنبرك صغير. تم تشكيل الجامع والباعث من خلال ملامسي الذهب وكانت طبقة الجرمانيوم هي جهة الاتصال الأساسية.

تمت تجربة الفكرة في 16 ديسمبر 1947 وفاجأتهم أنها نجحت لأول مرة. تم صنع أول ترانزستور بنقطة اتصال وتم اختراع الترانزستور.

بعد أسبوع بالضبط ، وجد شوكلي وباردين وبراتين أنفسهم يبرهنون على اختراع الترانزستور الجديد للإدارة العليا في بيل. هذا بشر ببداية عصر الترانزستور. ومع ذلك ، كانت هناك حاجة إلى العديد من التطورات قبل أن تصبح هذه الأجهزة حقيقة يومية.


شاهد الفيديو: وثائقي - العبقري الذي نقل الالكترونيات من 3D الي 2D مؤسس Intel (كانون الثاني 2022).