2. История создания усилительных приборов

Предшественником транзистора была электровакуумная лампа, история которой восходит к 1883 году, когда Эдисон поместил в лампу накаливания дополнительный электрод и построил первый диод, пропускающий ток только в одном направлении. В 1906 году американский инженер Ли де Форес поместил между катодом и анодом металлическую сетку (и, таким образом, создал триод). Такие лампы оказались способны усиливать электрический ток и выступать в роли коммутаторов. Пик расцвета ламповой схемотехники пришелся на 19351950 годы, однако вплоть до середины восьмидесятых годов электровакуумные лампы можно было встретить в серийных телевизорах, радиоприемниках и другой радиотехнике. Любопытно, что сегодня радиолампы вновь находят применение в аудиотехнике класса hi‑end, поскольку за счет специфических гармонических искажений в звуковом тракте они позволяют получить приятный на слух «теплый» звук.

Вакуумные электронные лампы стали элементной базой компьютеров первого поколения. Главным недостатком электронных ламп было то, что устройства на их основе были довольно громоздкими. Для питания ламп необходимо было подводить дополнительную энергию для нагрева катода (именно он испускает электроны, необходимые для тока в лампе), а образованное ими тепло отводить. Например, в первых компьютерах использовались тысячи ламп, которые размещались в металлических шкафах и занимали много места. Весила такая машина десятки тонн. Для ее работы требовалась электростанция. Для охлаждения машины использовали мощные вентиляторы в связи с выделением лампами огромного количества тепла.

Первые патенты на принцип работы полевых транзисторов были выданы австро-венгерскому физику Юлию Эдгару Лилиенфельду (1925 г.) и немецкому физику Оскару Хейлу (1934 г.). Полевые транзисторы (в частности, МОП-транзисторы) основаны на простом электростатическом эффекте поля, по физике они существенно проще биполярных транзисторов, и поэтому они были придуманы и запатентованы задолго до биполярных транзисторов. Тем не менее, первый МОП-транзистор, составляющий основу современной компьютерной индустрии, был изготовлен позже биполярного транзистора, в 1960 году. Только в 90-х годах 20 века МОП-технология стала доминировать над биполярной.

В 1947 году Уильям Шокли, Джон Бардин и Уолтер Браттейн в лабораториях Bell Labs впервые создали действующий биполярный транзистор, продемонстрированный 16 декабря. 23 декабря состоялось официальное представление изобретения и именно эта дата считается днем изобретения транзистора. По технологии изготовления он относился к классу точечных транзисторов. В 1956 году они были награждены Нобелевской премией по физике «за исследования полупроводников и открытие транзисторного эффекта». Само название «транзистор» придумал их коллега Джон Пирс. В мае 1948 года он победил во внутреннем конкурсе, организованном среди сотрудников лаборатории, на самое удачное название изобретения, которому на тот момент исполнилось всего несколько месяцев. Слово «transistor» образовано путем соединения двух терминов: «transconductance» (активная межэлектродная проводимость) и «variable resistor» или «varistor» (переменное сопротивление, варистор).

Первыми, кто стал активно применять транзисторы, были радиолюбители, использовавшие эти элементарные приборы для усиления сигнала. Именно поэтому первые портативные беспроводные радиоприемники пятидесятых годов назывались транзисторными, или даже просто «транзисторами» (первый из них был выпущен в 1954 году, в нем использовалось всего четыре германиевых транзистора). Однако со временем транзисторы стали использоваться в основном как элементы интегральных микросхем, что обеспечило транзистору важнейшую роль в технических достижениях человечества на протяжении последних нескольких десятков лет.