Stig Östlund

lördag, april 14, 2012

Transistorn och integrerade kretsar







Historia

Transistorn uppfanns 1947 av tre forskare vid Bell Laboratories i USA, John Bardeen, Walter H. Brattain och William B. Shockley (bilden), som erhöll nobelpriset i fysik för detta 1956.


Elektronröret
"807". Kändis
bland gamla
radiotelegrafister
Transistorn skulle komma att ersätta det betydligt större och mer effektkrävande elektronröret (bilderna). Den främsta drivkraften bakom tidiga försök med transistorer var behovet av en mekaniskt mer stabil (stöttålig) aktiv förstärkarkomponent. De sammansatta och mycket användbara mekanismer man lyckats skapa i senare tids avancerade elektronrör med ett stort antal elektroder inbördes mekaniskt fixerade i ett till högvacuum evakuerat hölje hoppades man med Solid State - fasta tillståndets fysik - kunna återskapa i en fast kropp av på olika sätt dopat halvledarmaterial och på så sätt uppnå en mängd önskvärda egenskaper:


-Obegränsad livslängd i och med att materialtransport vid elektroder (främst glödkatoden) elimineras
-Robusthet - en i jämförelse elektronrör praktiskt total stötokänslighet
-Större reproducerbarhet särskilt vid små enheter
-Möjlighet till mycket små enheter tydligt uppenbar mot bakgrund av kristallstorlek hos ursprungliga substrat
-Väsentligt förbättrad förmåga att leda ström gentemot dåtidens föregångare elektronröret


Eftersom elektronrörens statiska karaktäristika helt byggde på fälteffekt var det naturligt att försöka konstruera en med elektronrör analog fälteffekttransistor. De första fungerande transistorena visade sig emellertid vara bipolär transistorer vars funktion mer i detalj klarlades först i efterhand


De tekniska landvinningarna inom transistortillverkningen ledde i mitten av 1960-talet till integrerade kretsar. /Wikipedia (bilder från nätet)

Jack Kilby
(1923-2005)

1959 upptäckte Jack Kilby (vid Texas Instruments) och Robert Noyce (vid Fairchild) helt oberoende av varandra, att man istället för att tillverka varje transistor som en egen komponent, kunde tillverka flera på samma kiselbit. Den integrerade kretsen var född. I moderna tillämpningar sitter tusentals transistorer och dioder på samma kiselbit.

Forskare vid ett franskt labb var en hårsmån från att komma först med transistorn 1948. Helt ovetande om arbetet vid amerikanska Bell labs hade de tyska fysikerna Herbert Mataré och Heinrich Welker – som då arbetade i Paris – utvecklat en halvledarförstärkare som de kallade ”transistronen”.

What is a transistor? How does a transistor work? Part 1 and Part 2:








The Fabrication of Integrated Circuits:

Bloggarkiv