هفتاد و پنج سال پیش، صبح روز سه‌شنبه، 16 دسامبر 1947، دو فیزیکدان در آزمایشگاه‌های تلفن بل، جریانی را به الکترودهای طلا روی یک صفحه نیم اینچی ژرمانیوم اعمال کردند و توانستند سیگنال الکتریکی تقویت‌شده را دریافت کنند. کاملاً فنی به نظر می رسد - و همینطور بود. نتیجه اولین ترانزیستور بود که دنیای مدرن ما را به کلی تغییر داد.
مانند بسیاری از فناوری‌ها، تاریخچه ترانزیستور شامل بازیکنان زیادی است، اما سه مهم‌ترین آنها جان باردین، ویلیام شاکلی و والتر براتین بودند. در طول جنگ جهانی دوم، آزمایشگاه‌های بل AT&T شروع به کار بر روی فیزیک حالت جامد به عنوان راهی برای ایجاد ارتباطات مطمئن‌تر کردند. ویلیام شاکلی برای رهبری این کار انتخاب شد و تا آوریل 1945 ایده استفاده از میدان های الکتریکی خارجی برای تأثیرگذاری بر رفتار الکترون ها و حفره ها در لایه های نیمه هادی باریک را توسعه داد. او شروع به آزمایش با گزینه ها و مواد مختلف برای این ترانزیستورهای "میدان" کرد، اما نتوانست یک دستگاه کارساز ایجاد کند.
چند ماه بعد، او گروهی از محققان را رهبری کرد که روی مواد نیمه هادی در آزمایشگاه فیزیک حالت جامد آزمایشگاه بل کار می کردند.
یکی از این محققان فیزیکدان نظری جان باردین بود و او به همراه دیگران از جمله فیزیکدان تجربی، والتر براتن، شروع به کار با مواد مختلف کردند و به دنبال اثرات بزرگتر بودند. آنها در سال‌های 1946 و 1947 به پیشرفت‌های بزرگی دست یافتند و تا نوامبر 47، باردین و براتین با کنتاکت‌های الکتریکی طلا روی ورقه‌های ژرمانیوم کار می‌کردند.
این در تئوری درست بود، اما به درستی کار نمی کرد تا اینکه براتن متوجه شد که چگونه از یک گوه پلی استایرن برای ایجاد یک شکاف کوچک (حدود 2 میلی متر) بین دو کنتاکت استفاده کند. در 16 دسامبر، او آن را به باتری خود وصل کرد و با نگاهی به آن، بلافاصله شاهد افزایش 30 درصدی قدرت بود. با کمی تغییر دادن آن، متوجه شد که می‌تواند افزایش توان را تا 450 درصد افزایش دهد و ثابت کند که دستگاه آنها که اکنون ترانزیستور تماس نقطه‌ای نامیده می‌شود، کار می‌کند.
آنها دموی خود را به افراد زیادی در آزمایشگاه بل نشان دادند و باعث هیجان زیادی شد. اما این دستگاه پیچیده ای بود که به خوبی مطالعه نشده بود و هنوز تا جایگزینی لوله های خلاء که قبلاً در مدارهای الکترونیکی استفاده می شد فاصله زیادی داشت.
در ماه بعد، شاکلی راه متفاوتی را برای ساخت ترانزیستور ارائه کرد و ترانزیستور اتصال دوقطبی را ایجاد کرد که در دهه های آینده به ایده اصلی پشت اکثر دستگاه های نیمه هادی موفق تبدیل شد.
آزمایشگاه بل در 30 ژوئن 1948 اعلامیه عمومی در مورد ایجاد ترانزیستور داد. با این حال، سال ها طول کشید تا ترانزیستورها به طور گسترده مورد استفاده قرار گیرند، اما زمانی که این ترانزیستورها مورد استفاده قرار گرفتند، جهان ما را کاملاً تغییر دادند و منجر به حافظه رایانه، مدارهای مجتمع، ریزپردازنده ها و بسیاری از محصولات دیگر شد. شاید بزرگترین تغییر، توسعه ترانزیستور اثر میدانی نیمه هادی اکسید فلزی یا ماسفت بود که سال ها به این صنعت دامن زد.
باردین، براتین و شاکلی به دلیل تلاش‌های خود در ساخت ترانزیستور، در سال 1956 جایزه نوبل فیزیک را دریافت کردند. باردین بعداً به دانشگاه ایلینویز نقل مکان کرد، جایی که کارش در زمینه ابررسانایی، دومین جایزه نوبل را برای او به ارمغان آورد. شاکلی در سال 1956 به پالو آلتو نقل مکان کرد و شرکت Shockley Semiconductor را تأسیس کرد، بعداً کارمندان کلیدی این شرکت به Fairchild Semiconductor (جایی که رابرت نویس و ژان هورنی ایده‌های کلیدی زیربنای مدار مجتمع را ایجاد کردند) و بعداً به اینتل رفتند.
یکی از برجسته‌ترین جنبه‌های ترانزیستورها این است که چگونه دانشمندان و مهندسان توانسته‌اند به طور مداوم آنها را کوچک‌تر و کوچک‌تر کنند تا دستگاه‌های حاوی آنها متراکم‌تر شوند، فرآیندی که معمولاً به آن قانون مور می‌گویند. اولین ترانزیستور حدود نیم اینچ طول داشت، امروزه یک پردازنده استاندارد تلفن یا رایانه شخصی بیش از یک میلیارد ترانزیستور دارد.
ترانزیستور شاید مهم‌ترین اختراع قرن بیستم باشد، زیرا منجر به فراگیر شدن همه دستگاه‌های الکترونیکی امروزی شده است، البته به برنامه‌هایی که روی آنها کار می‌کنند اشاره نکنیم. و همه چیز از 20 سال پیش شروع شد.
شما می توانید به اوکراین در مبارزه با مهاجمان روسی کمک کنید. بهترین راه برای انجام این کار، کمک مالی به نیروهای مسلح اوکراین است Savelife یا از طریق صفحه رسمی NBU.
همچنین جالب: