Leej twg tsim tus thawj transistor? Lo lus nug no txhawj xeeb ntau tus neeg. Thawj patent rau lub hauv paus ntsiab lus ntawm cov nyhuv transistor tau ua nyob rau hauv Canada los ntawm Austro-Hungarian physicist Julius Edgar Lilienfeld thaum Lub Kaum Hli 22, 1925, tab sis Lilienfeld tsis tau tshaj tawm cov ntaub ntawv tshawb fawb ntawm nws cov cuab yeej thiab nws txoj haujlwm tsis quav ntsej los ntawm kev lag luam. Yog li, lub ntiaj teb thawj transistor tau poob rau hauv keeb kwm. Nyob rau hauv 1934, German physicist Dr. Oskar Heil patented lwm FET. Tsis muaj pov thawj ncaj qha tias cov cuab yeej no tau tsim, tab sis tom qab ua haujlwm hauv xyoo 1990 tau pom tias ib qho ntawm Lilienfeld tus qauv tsim ua haujlwm raws li tau piav qhia thiab tau txais txiaj ntsig zoo heev. Tam sim no nws yog qhov paub zoo thiab feem ntau lees txais qhov tseeb tias William Shockley thiab nws tus pab cuam Gerald Pearson tau tsim cov khoom siv ua haujlwm los ntawm Lilienfeld's patents, uas, ntawm chav kawm, tsis tau hais nyob rau hauv ib qho ntawm lawv cov ntaub ntawv tshawb fawb tom qab lossis keeb kwm keeb kwm. Thawj cov khoos phis tawj transistorized, tau kawg, tau tsim ntau tom qab.
Bella Lab
Tswb Labs tau ua haujlwm ntawm lub transistor tsim los tsim cov germanium ntshiab "crystal" tov khoom diodes siv nyob rau hauv radar installation raws li ib feem ntawm cov zaus tov khoom. Nyob rau tib lub sijhawm rau qhov project no, muaj ntau lwm tus, suav nrog germanium diode transistor. Thaum ntxov tube-raws li Circuit Court tsis muaj peev xwm hloov tau ceev, thiab Tswb pab neeg siv cov khoom siv-xeev diodes hloov. Thawj cov khoos phis tawj transistor ua haujlwm raws li txoj cai zoo sib xws.
Tshawb nrhiav ntxiv ntawm Shockley
Tom qab ua tsov ua rog, Shockley txiav txim siab los sim tsim cov khoom siv hluav taws xob zoo li triode. Nws ruaj ntseg nyiaj txiag thiab chaw kuaj mob, thiab tom qab ntawd ua haujlwm ntawm qhov teeb meem nrog Bardeen thiab Bratten. John Bardeen thaum kawg tau tsim ib ceg tshiab ntawm quantum mechanics hu ua physics saum npoo los piav qhia nws qhov ua tsis tiav thaum ntxov, thiab cov kws tshawb fawb thaum kawg ua tiav hauv kev tsim cov cuab yeej ua haujlwm.
Tus yuam sij rau kev txhim kho ntawm transistor yog kev nkag siab ntxiv ntawm cov txheej txheem ntawm electron txav mus rau hauv ib lub semiconductor. Nws tau raug pov thawj tias yog tias muaj qee txoj hauv kev los tswj cov dej ntws ntawm cov hluav taws xob los ntawm emitter mus rau cov khoom siv ntawm lub diode tshiab no (piv txwv li 1874, patented 1906), lub amplifier tuaj yeem tsim. Piv txwv li, yog tias koj tso kev sib cuag ntawm ob sab ntawm ib hom siv lead ua, tsis muaj tam sim no yuav ntws los ntawm nws.
Qhov tseeb, nws tau dhau los ua nyuaj heev. Qhov lojcov siv lead ua yuav tsum muaj qhov nruab nrab ntau dua, thiab cov naj npawb ntawm cov khoom siv hluav taws xob (lossis qhov) uas yuav tsum tau "txhaj tshuaj" yog qhov loj heev, uas yuav ua rau nws tsis tshua muaj txiaj ntsig ntau dua li lub tshuab hluav taws xob vim tias nws yuav xav tau kev txhaj tshuaj loj. Txawm li cas los xij, tag nrho lub tswv yim ntawm cov siv lead ua diode yog tias cov siv lead ua nws tus kheej tuaj yeem tuav cov hluav taws xob ntawm qhov luv luv, thaum yuav luag ntawm lub verge ntawm depletion. Thaj, tus yuam sij yog kom cov tswv yim thiab cov zis pins ze ze rau ib leeg ntawm cov khoom siv lead ua.
Bratten's Works
Bratten pib ua haujlwm ntawm cov cuab yeej zoo li no, thiab cov lus qhia ntawm kev ua tiav txuas ntxiv mus raws li pab pawg tau ua haujlwm ntawm qhov teeb meem. Invention yog ib qho nyuaj ua hauj lwm. Qee zaum lub kaw lus ua haujlwm, tab sis tom qab ntawd lwm qhov tsis ua haujlwm tshwm sim. Qee lub sij hawm cov txiaj ntsig ntawm Bratten txoj haujlwm tau pib ua haujlwm poob nthav hauv dej, pom meej vim nws qhov kev ua haujlwm siab. Electrons nyob rau hauv ib feem ntawm lub crystal migrate vim nyob ze cov nqi. Cov electrons nyob rau hauv lub emitters los yog "qhov" nyob rau hauv lub collectors sau ncaj qha rau saum lub siv lead ua, qhov uas lawv tau txais tus nqi opposite, "floating" nyob rau hauv cov huab cua (los yog dej). Txawm li cas los xij, lawv tuaj yeem raug thawb tawm ntawm qhov chaw los ntawm kev siv me me ntawm tus nqi ntawm txhua qhov chaw ntawm lub Crystal. Es tsis txhob xav tau cov khoom loj ntawm cov khoom siv hluav taws xob, tus lej tsawg heev nyob rau hauv qhov chaw ntawm lub nti yuav ua tib yam.
Qhov kev paub tshiab ntawm cov kws tshawb fawb txog qee qhov tau pab dawsyav dhau los ntsib teeb meem ntawm thaj chaw tswj me me. Es tsis txhob siv ob qhov sib cais semiconductors txuas los ntawm ib qho chaw tab sis me me, ib qho chaw loj yuav raug siv. Lub emitter thiab collector outputs yuav nyob rau sab saum toj, thiab tswj cov hlau yuav muab tso rau ntawm lub hauv paus ntawm lub siv lead ua. Thaum ib tug tam sim no tau thov mus rau lub "base" davhlau ya nyob twg, cov electrons yuav raug thawb los ntawm lub semiconductor block thiab sau rau ntawm qhov deb. Tsuav yog cov emitter thiab cov khoom sau tau ze heev, qhov no yuav tsum tau muab cov hluav taws xob txaus lossis qhov nruab nrab ntawm lawv kom pib ua.
Bray Koom
Ib tug tim khawv ntxov rau qhov tshwm sim no yog Ralph Bray, tus tub ntxhais kawm tiav qib siab. Nws tau koom nrog kev txhim kho ntawm germanium transistor ntawm Purdue University thaum lub Kaum Ib Hlis 1943 thiab tau muab txoj haujlwm nyuaj los ntsuas qhov to ntawm cov hlau-semiconductor tiv tauj. Bray pom muaj ntau yam tsis xws luag, xws li kev tiv thaiv sab hauv siab hauv qee cov qauv germanium. Qhov kev xav paub tshaj plaws yog qhov tshwj xeeb tsis tshua muaj kev tiv thaiv thaum muaj hluav taws xob pulses tau siv. Thawj Soviet transistors tau tsim los ntawm cov kev txhim kho Asmeskas no.
Txhob Cia Siab
Kaum Ob Hlis 16, 1947, siv ob lub ntsiab lus sib cuag, kev sib cuag tau ua nrog cov germanium nto anodized rau cuaj caum volts, cov electrolyte raug ntxuav rau hauv H2O, thiab tom qab ntawd ib co kub poob rau nws qhov chaw. Cov neeg kub kub tau nias tawm tsam qhov chaw liab qab. Kev faib nruab nrabcov dots yog hais txog 4 × 10-3 cm. Qhov sib txawv (DC) ntawm daim phiaj yuav tsum muaj qhov zoo kom tau txais qhov hluav taws xob hluav taws xob nce thoob plaws lub phaj siab txog kaum tsib volts.
Invention ntawm thawj transistor
Muaj ntau cov lus nug txuas nrog keeb kwm ntawm qhov txuj ci tseem ceeb no. Ib txhia yeej paub cov neeg nyeem. Piv txwv li: vim li cas thawj transistors ntawm USSR PNP-hom? Lo lus teb rau lo lus nug no yog nyob rau hauv qhov txuas ntxiv ntawm tag nrho zaj dab neeg no. Bratten thiab H. R. Moore tau ua qauv qhia rau ntau tus npoj yaig thiab cov thawj coj ntawm Bell Labs thaum tav su ntawm Lub Kaum Ob Hlis 23, 1947, qhov tshwm sim lawv tau ua tiav, uas yog vim li cas hnub no feem ntau hu ua hnub yug ntawm transistor. PNP-hu rau germanium transistor ua hauj lwm raws li ib tug hais lus amplifier nrog lub hwj chim nce ntawm 18. Qhov no yog cov lus teb rau lo lus nug yog vim li cas thawj transistors ntawm lub USSR yog PNP-hom, vim hais tias lawv tau muas los ntawm cov neeg Amelikas. Xyoo 1956, John Bardeen, W alter Houser Bratten thiab William Bradford Shockley tau txais txiaj ntsig Nobel nqi zog hauv Physics rau lawv cov kev tshawb fawb ntawm semiconductors thiab nrhiav pom cov nyhuv transistor.
Kaum ob tus neeg tau txais txiaj ntsig los ntawm kev koom tes ncaj qha hauv kev tsim cov transistor ntawm Bell Labs.
Tus thawj transistors hauv Europe
Tib lub sijhawm, qee cov kws tshawb fawb nyob sab Europe tau zoo siab rau lub tswv yim ntawm cov khoom siv hluav taws xob hauv lub xeev. Thaum Lub Yim Hli 1948, German physicists Herbert F. Matare thiab Heinrich Welker, uas ua haujlwm ntawm Compagnie des Freins thiab Signaux Westinghouse hauv Aulnay-sous-Bois, Fabkis, tau thov rau patent rau lub amplifier raws li cov neeg tsawg ntawm qhov lawv hu ua "transistor". Vim tias Tswb Labs tsis tau tshaj tawm cov transistor kom txog rau thaum Lub Rau Hli 1948, lub transistor tau txiav txim siab tsim nws tus kheej. Mataré thawj zaug pom cov teebmeem ntawm kev hloov pauv hauv kev tsim cov silicon diodes rau German radar cov cuab yeej thaum Ntiaj Teb Tsov Rog II. Transistors tau ua lag luam rau Fabkis lub tuam txhab xov tooj thiab tub rog, thiab xyoo 1953 muaj plaub-transistor lub xeev xov tooj cua tau nthuav tawm ntawm lub xov tooj cua hauv Düsseldorf.
Tswb Xov Tooj Laboratories xav tau lub npe rau ib qho kev tsim tshiab: Semiconductor Triode, Tried States Triode, Crystal Triode, Khoom Triode thiab Iotatron tau suav hais tias yog tag nrho, tab sis "transistor" coined los ntawm John R. Pierce yog tus yeej ntawm ib qho. kev pov npav sab hauv (ib feem ua tsaug rau qhov sib ze Tswb engineers tsim rau "-historic" suffix).
Lub ntiaj teb thawj cov khoom lag luam transistor ntau lawm yog nyob rau ntawm Western Electric cog ntawm Union Boulevard hauv Allentown, Pennsylvania. Kev tsim khoom pib thaum Lub Kaum Hli 1, 1951 nrog lub ntsiab lus hu rau germanium transistor.
Kev thov ntxiv
Txog txog thaum xyoo 1950s, qhov transistor no tau siv rau hauv txhua hom kev tsim khoom, tab sis tseem muaj teeb meem tseem ceeb tiv thaiv nws txoj kev siv dav, xws li rhiab heev rau cov dej noo thiab cov fragility ntawm cov xov hlau txuas nrog germanium crystals.
Shockley feem ntau raug liam ntawmplagiarism vim lub fact tias nws txoj hauj lwm yog heev ze rau cov hauj lwm ntawm tus zoo, tab sis unrecognized Hungarian engineer. Tab sis Bell Labs kws lij choj daws qhov teeb meem sai sai.
Txawm li cas los xij, Shockley tau npau taws los ntawm kev tawm tsam los ntawm cov neeg thuam thiab txiav txim siab los ua kom pom tias leej twg yog lub hlwb tiag tiag ntawm tag nrho cov epic ntawm kev tsim ntawm transistor. Tsuas yog ob peb lub hlis tom qab, nws tau tsim ib hom tshiab ntawm transistor nrog ib qho tshwj xeeb "sandwich qauv". Daim ntawv tshiab no tau txhim khu kev qha ntau dua li qhov tsis yooj yim ntawm kev sib cuag, thiab nws yog daim ntawv no uas tau siv tag nrho cov transistors ntawm xyoo 1960. Tsis ntev nws tau tsim los rau hauv lub tshuab hluav taws xob bipolar, uas tau los ua lub hauv paus rau thawj qhov kev hloov pauv bipolar.
Lub tshuab hluav taws xob zoo li qub, thawj lub tswv yim ntawm lub siab zaus transistor, tau tsim los ntawm Japanese engineers Jun-ichi Nishizawa thiab Y. Watanabe hauv xyoo 1950 thiab thaum kawg tuaj yeem tsim cov qauv kev sim hauv xyoo 1975. Nws yog qhov ceev tshaj plaws transistor hauv xyoo 1980s.
Kev txhim kho txuas ntxiv suav nrog txuas txuas txuas ntxiv, qhov cuam tshuam ntawm transistor, diffusion, tetrode thiab pentode. Lub diffusion silicon "mesa transistor" tau tsim nyob rau xyoo 1955 ntawm Tswb thiab muag khoom los ntawm Fairchild Semiconductor hauv xyoo 1958. Qhov chaw yog ib hom ntawm transistor tsim nyob rau hauv 1950s raws li ib qho kev txhim kho nyob rau hauv lub point contact transistor thiab tom qab alloy transistor.
Xyoo 1953, Filco tau tsim lub ntiaj teb thawj qhov chaw siab tshaj plawsbarrier ntaus ntawv, uas kuj yog thawj transistor haum rau high-ceev computers. Lub ntiaj teb thawj lub xov tooj cua transistorized tsheb, tsim los ntawm Philco hauv xyoo 1955, siv cov khoom thaiv kab mob hauv nws lub voj voog.
daws teeb meem thiab rov ua haujlwm
Nrog cov kev daws teeb meem ntawm kev tawg, qhov teeb meem ntawm kev huv tseem nyob. Kev tsim cov germanium ntawm qhov xav tau purity ua pov thawj yog ib qho kev sib tw loj thiab txwv tus naj npawb ntawm cov transistors uas tuaj yeem ua haujlwm tau los ntawm ib pawg ntawm cov khoom. Qhov kub rhiab heev ntawm germanium kuj txwv nws cov txiaj ntsig.
Cov kws tshawb fawb tau kwv yees tias silicon yuav yooj yim dua los tsim, tab sis ob peb tus tau tshawb pom qhov ua tau. Morris Tanenbaum ntawm Tswb Laboratories yog thawj tus tsim lub tshuab ua haujlwm silicon transistor thaum Lub Ib Hlis 26, 1954. Ob peb lub hlis tom qab, Gordon Teal, ua haujlwm ntawm nws tus kheej ntawm Texas Instruments, tsim cov cuab yeej zoo sib xws. Ob leeg ntawm cov cuab yeej no tau tsim los ntawm kev tswj cov doping ntawm ib leeg silicon crystals raws li lawv tau loj hlob los ntawm molten silicon. Txoj kev siab dua yog tsim los ntawm Morris Tanenbaum thiab Calvin S. Fuller ntawm Tswb Laboratories thaum ntxov 1955 los ntawm gaseous diffusion ntawm pub thiab txais impurities rau hauv ib leeg siv lead ua silicon crystals.
Teb cuam tshuam transistors
FET yog thawj patented los ntawm Julis Edgar Lilienfeld hauv 1926 thiab Oskar Hale hauv 1934, tab sis cov khoom siv hluav taws xob siv tau zoo (kev hloov pauv cov nyhuv transistors [JFET]) tau tsim. Tom qab ntawd, tom qab cov nyhuv transistor tau pom thiab piav qhia los ntawm William Shockley pab pawg ntawm Bell Labs hauv xyoo 1947, tsuas yog tom qab nees nkaum xyoo patent lub sijhawm tau tas sijhawm.
thawj hom JFET yog Static Induction Transistor (SIT) tsim los ntawm Japanese engineers Jun-ichi Nishizawa thiab Y. Watanabe hauv xyoo 1950. SIT yog hom JFET nrog luv luv channel ntev. Cov hlau-oxide-semiconductor semiconductor field-effect transistor (MOSFET), uas feem ntau hloov JFET thiab cuam tshuam rau kev tsim hluav taws xob hluav taws xob, tau tsim los ntawm Dawn Kahng thiab Martin Atalla xyoo 1959.
FETs tuaj yeem yog cov khoom siv feem ntau them, uas tam sim no tau nqa los ntawm cov neeg nqa khoom feem ntau, lossis cov khoom siv thauj khoom tsawg dua, uas tam sim no tau tsav feem ntau los ntawm cov neeg nqa khoom tsawg. Cov cuab yeej muaj cov channel nquag los ntawm cov neeg nqa khoom, cov khoom siv hluav taws xob, lossis qhov ntws los ntawm qhov chaw mus rau cov kav dej. Lub hauv paus thiab ntws terminals txuas nrog lub semiconductor los ntawm ohmic contacts. Cov channel conductance yog ib txoj haujlwm ntawm lub peev xwm siv thoob plaws lub rooj vag thiab qhov chaw terminals. Lub hauv paus ntsiab lus ntawm kev ua haujlwm no tau ua rau thawj zaug txhua-yoj transistors.
Txhua FETs muaj qhov chaw, ntws dej, thiab lub rooj vag qhov rooj uas kwv yees sib haum rau BJT tus emitter, sau, thiab hauv paus. Feem ntau FETs muaj plaub lub davhlau ya nyob twg hu ua lub cev, hauv paus, hauv av, lossis substrate. Qhov thib plaub davhlau ya nyob twg ua hauj lwm rau bias lub transistor rau hauv kev pab. Nws tsis tshua muaj kev siv tsis tseem ceeb ntawm pob terminals hauv circuits, tab sis nws muaj qhov tseem ceeb thaum teeb tsa lub cev layout ntawm ib qho kev sib koom ua ke. Qhov loj ntawm lub rooj vag, qhov ntev L hauv daim duab, yog qhov kev ncua deb ntawm qhov chaw thiab qhov ntws. Dav yog qhov nthuav dav ntawm transistor nyob rau hauv ib qho kev taw qhia perpendicular mus rau ntu ntu ntawm daim duab (piv txwv li hauv / tawm ntawm qhov screen). Feem ntau qhov dav yog ntau dua qhov ntev ntawm lub rooj vag. Lub rooj vag ntev ntawm 1 µm txwv qhov zaus siab tshaj li ntawm 5 GHz, ntawm 0.2 txog 30 GHz.
