ट्रांजिस्टर इतिहास, भाग 3: एकाधिक पुनर्वित्त

एक सौ से अधिक वर्षों के लिए, एक एनालॉग कुत्ता अपनी डिजिटल पूंछ को लहरा रहा है। हमारी इंद्रियों की क्षमताओं का विस्तार करने का प्रयास - दृष्टि, श्रवण, और यहां तक ​​कि, एक तरह से, टेलीग्राफ, टेलीफोन, रेडियो और रडार के लिए सर्वोत्तम घटकों की खोज के लिए इंजीनियरों और वैज्ञानिकों का नेतृत्व किया। सरासर किस्मत से, इन खोजों ने नए प्रकार की डिजिटल मशीनों को बनाने का एक तरीका ढूंढ लिया। और मैंने इस निरंतर उत्थान की कहानी को बताने का फैसला किया, जिसके दौरान दूरसंचार इंजीनियरों ने पहले डिजिटल कंप्यूटरों के लिए स्रोत सामग्री की आपूर्ति की, और कभी-कभी इन कंप्यूटरों को स्वयं डिज़ाइन और बनाया भी।

लेकिन 1960 के दशक तक, यह फलदायक सहयोग समाप्त हो गया, और इसके साथ मेरी कहानी भी। डिजिटल उपकरणों के निर्माताओं को अब नए, बेहतर स्विच की तलाश में टेलीग्राफ, टेलीफोन और रेडियो की दुनिया में देखने की जरूरत नहीं है, क्योंकि ट्रांजिस्टर ने ही सुधार का एक अटूट स्रोत प्रदान किया है। साल-दर-साल, उन्होंने गहरी और गहरी खाई, हमेशा तेजी से गति बढ़ाने और लागत को कम करने के तरीके ढूंढे।

हालाँकि, इस में से कुछ भी नहीं हुआ होता अगर ट्रांजिस्टर का आविष्कार बार्डिन और ब्रेटीन के काम पर रुक जाता।

धीमी शुरुआत

ट्रांजिस्टर के आविष्कार की बेल की घोषणा के लिए लोकप्रिय प्रेस में कोई सक्रिय उत्साह नहीं था। 1 जुलाई, 1948 को, द न्यू यॉर्क टाइम्स ने रेडियो समाचार सारांश के निचले भाग में इस कार्यक्रम में तीन पैराग्राफ लिए। इसके अलावा, यह समाचार दूसरों के बाद दिखाई दिया, स्पष्ट रूप से अधिक महत्वपूर्ण माना जाता है: उदाहरण के लिए, एक घंटे का रेडियो शो "वाल्ट्ज टाइम", जिसे एनबीसी पर प्रदर्शित होना चाहिए था। अड़चन में, हम हँसना चाहते हैं, या यहां तक ​​कि अज्ञात लेखकों को डांट सकते हैं - वे उस घटना को कैसे नहीं पहचान सकते थे जिसने दुनिया को उलट दिया था?



लेकिन अतीत की विकृतियों पर एक नज़र, उन संकेतों को बढ़ाती है, जिनके महत्व को हम जानते हैं, हालांकि उस समय वे शोर के समुद्र में खो गए थे। 1948 ट्रांजिस्टर कंप्यूटरों के ट्रांजिस्टर से बहुत अलग था, जिसमें से एक पर आपने यह लेख पढ़ा था (यदि आपने इसे प्रिंट करने का निर्णय नहीं लिया था)। वे इतने अलग थे कि, एक ही नाम के बावजूद, और उन्हें जोड़ने वाली वंशानुक्रम की निरंतर रेखा, उन्हें अलग-अलग प्रजाति माना जाना चाहिए, अगर अलग-अलग उदार नहीं। उनके पास अलग-अलग रचनाएं, विभिन्न संरचनाएं, कार्यप्रणाली के विभिन्न सिद्धांत हैं, जो आकारों में विशाल अंतर का उल्लेख नहीं करते हैं। केवल लगातार दोहराया आविष्कारों के लिए धन्यवाद, बारडिन और ब्रेटिन द्वारा निर्मित अजीब डिवाइस दुनिया और हमारे जीवन को बदल सकता है।

वास्तव में, एकल संपर्क बिंदु वाले जर्मेनियम ट्रांजिस्टर को प्राप्त होने की तुलना में अधिक ध्यान देने योग्य नहीं था। उन्हें इलेक्ट्रॉन ट्यूब से विरासत में मिले कई दोष थे। वह, निश्चित रूप से, सबसे कॉम्पैक्ट लैंप की तुलना में बहुत छोटा था। एक गर्म धागे की अनुपस्थिति का मतलब था कि यह कम गर्मी पैदा करता है, कम ऊर्जा खपत करता है, बाहर जला नहीं करता है और उपयोग से पहले हीटिंग की आवश्यकता नहीं होती है।

हालांकि, संपर्क सतह पर गंदगी के संचय ने विफलताओं का नेतृत्व किया और लंबे समय तक सेवा जीवन की संभावना को कम कर दिया; उसने एक नॉइज़ियर संकेत दिया; केवल कम शक्ति पर और एक संकीर्ण आवृत्ति रेंज में काम किया; गर्मी, ठंड या नमी की उपस्थिति में इनकार कर दिया; और यह समान रूप से उत्पादित नहीं किया जा सकता है। एक ही तरह के लोगों द्वारा बनाए गए कई ट्रांजिस्टर अलग-अलग विद्युत विशेषताओं की रक्षा करेंगे। और यह सब एक मानक दीपक की तुलना में आठ गुना अधिक लागत के साथ था।

केवल 1952 तक बेल की प्रयोगशालाओं (और अन्य पेटेंट मालिकों) ने व्यावहारिक उपकरणों बनने के लिए एकल संपर्क बिंदु के साथ ट्रांजिस्टर के लिए उत्पादन की समस्याओं को पर्याप्त रूप से हल किया, और तब भी वे विशेष रूप से सुनवाई सहायता बाजार से परे नहीं फैले, जहां मूल्य संवेदनशीलता अपेक्षाकृत कम थी। और बैटरी जीवन से संबंधित फायदे नुकसान से अधिक थे।

हालांकि, तब पहले प्रयासों ने ट्रांजिस्टर को पहले से बेहतर और अधिक उपयोगी बनाने के लिए शुरू कर दिया था। वे वास्तव में उस क्षण की तुलना में बहुत पहले शुरू हुए जब जनता ने अपने अस्तित्व के बारे में सीखा।

शॉक्ले की महत्वाकांक्षा

1947 के अंत तक, बिल शॉक्ले, बड़े उत्साह में, शिकागो की यात्रा पर गए। उनके पास बर्गिन और ब्रेटीन द्वारा हाल ही में आविष्कार किए गए ट्रांजिस्टर को कैसे पार करना है, इस पर अस्पष्ट विचार थे, लेकिन अभी तक उनके पास उन्हें विकसित करने का कोई मौका नहीं था। इसलिए, उन्होंने अपने काम के चरणों के बीच एक विराम का आनंद लेने के बजाय, अपने विचारों के साथ एक नोटबुक के लगभग 20 पृष्ठों को भरते हुए, होटल में क्रिसमस और नया साल बिताया। उनमें से एक नए ट्रांजिस्टर के लिए एक प्रस्ताव था जिसमें सेमीकंडक्टर सैंडविच शामिल था - दो एन-प्रकार के टुकड़ों के बीच पी-टाइप जर्मेनियम का एक टुकड़ा।

अपनी आस्तीन पर ऐसी इक्का की मौजूदगी से उत्साहित, शॉर्ले ने मरे हिल पर बार्डिन और ब्रेटस्टीन के लिए दावा किया, ट्रांजिस्टर का आविष्कार करने के लिए सभी प्रसिद्धि की मांग की। क्या यह एक क्षेत्र प्रभाव का विचार नहीं था जिसने बार्डिन और ब्रेटीन को प्रयोगशाला में बैठा दिया? क्या इस वजह से यह आवश्यक नहीं है कि सभी अधिकारों को एक पेटेंट में स्थानांतरित कर दिया जाए? हालांकि, शॉक्ले की चाल बग़ल में हो गई: बेल के पेटेंट वकीलों ने पाया कि एक अज्ञात आविष्कारक, जूलियस एडगर लिलेनफेल्ड , ने 1930 में लगभग 20 साल पहले एक फील्ड इफेक्ट सेमीकंडक्टर एम्पलीफायर का पेटेंट कराया था। लिलीयनफेल्ड ने निश्चित रूप से, अपने विचार को महसूस नहीं किया, जिससे राज्य का पता चला। उस समय सामग्री, लेकिन प्रतिच्छेदन का जोखिम बहुत महान था - पेटेंट में क्षेत्र के प्रभाव का उल्लेख करने से पूरी तरह से बचना बेहतर था।

इसलिए, हालांकि बेल की प्रयोगशालाओं ने शॉक्ले को आविष्कारक की प्रसिद्धि का एक उदार हिस्सा दिया, उन्होंने पेटेंट में केवल बार्डिन और ब्रेटस्टीन का उल्लेख किया। हालाँकि, आपने ऐसा नहीं किया है: शॉक्ले की महत्वाकांक्षाओं ने दो अधीनस्थों के साथ उसके रिश्ते को नष्ट कर दिया। बार्डिन ने ट्रांजिस्टर पर काम करना बंद कर दिया और सुपरकंडक्टिविटी पर ध्यान केंद्रित किया। उन्होंने 1951 में प्रयोगशाला छोड़ दी। ब्रेटस्टीन वहीं रहे, लेकिन शॉक्ले के साथ फिर से काम करने से इनकार कर दिया, और दूसरे समूह में स्थानांतरित करने पर जोर दिया।

अन्य लोगों के साथ काम करने में असमर्थता के कारण, शॉकले प्रयोगशालाओं में आगे नहीं बढ़े, इसलिए वह भी वहां से चले गए। 1956 में, वह अपनी खुद की ट्रांजिस्टर निर्माण कंपनी, शॉकली सेमीकंडक्टर स्थापित करने के लिए पालो अल्टो घर लौट आया। छोड़ने से पहले, वह अपनी पत्नी जीन के साथ टूट गया जब वह गर्भाशय के कैंसर से उबर रही थी, और एमी लेनिंग से शादी की, जिससे उसने जल्द ही शादी कर ली। लेकिन उनके कैलिफोर्निया के दो हिस्सों के सपने - एक नई कंपनी और एक नई पत्नी - केवल एक ही पूरा हुआ था। 1957 में, उनके सर्वश्रेष्ठ इंजीनियरों ने उनकी प्रबंधन शैली से नाराज होकर और जिस दिशा में उन्होंने कंपनी का नेतृत्व किया, उसे एक नई कंपनी फेयरचाइल्ड सेमीकंडक्टर के लिए छोड़ दिया।


1956 में शॉक्ले

इसलिए शॉकले ने अपनी कंपनी का खाली खोल फेंक दिया और स्टैनफोर्ड में इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग विभाग में नौकरी कर ली। वहां, उन्होंने अपने सहयोगियों (और उनके सबसे पुराने दोस्त, भौतिक विज्ञानी फ्रेड सेइट्ज़ ) को नस्लीय पतन और नस्लीय स्वच्छता के सिद्धांतों से दूर धकेलना जारी रखा, जिसने पिछले युद्ध के बाद से संयुक्त राज्य में अलोकप्रिय होने वाले विषयों में उनकी रुचि थी, विशेष रूप से शिक्षाविदों में। उन्होंने विवादों को सुलझाने, मीडिया को भड़काने और विरोध को भड़काने में खुशी पाई। 1989 में, बच्चों और सहकर्मियों से दूर जाते हुए, उनकी मृत्यु हो गई, और उनकी दूसरी पत्नी ने ही उन्हें हमेशा के लिए समर्पित कर दिया, एमी।

यद्यपि उद्यमिता के क्षेत्र में उनका दयनीय प्रयास विफल रहा, लेकिन शॉक्ले ने अनाज को उपजाऊ मिट्टी में गिरा दिया। सैन फ्रांसिस्को बे एरिया ने कई छोटी इलेक्ट्रॉनिक्स कंपनियों का उत्पादन किया है, जिन्हें युद्ध के दौरान संघीय सरकार द्वारा वित्त पोषण किया गया था। फेयरचाइल्ड सेमीकंडक्टर, शॉक्ले की एक यादृच्छिक संतान, दर्जनों नई फर्मों को जन्म दिया, जिनमें से एक जोड़े को आज जाना जाता है: इंटेल और उन्नत माइक्रो डिवाइसेस (एएमडी)। 1970 के दशक के प्रारंभ तक, इस क्षेत्र ने सिलिकॉन वैली का नकली उपनाम अर्जित किया। लेकिन एक मिनट रुकिए - आखिरकार, बार्डिन और ब्रेटीन ने जर्मेनियम ट्रांजिस्टर बनाया। सिलिकॉन कहां से आया?


इसलिए 2009 में, यह माउंटेन व्यू में एक परित्यक्त जगह की तरह दिखता था, जहां शॉकली सेमीकंडक्टर पहले स्थित था। आज भवन ध्वस्त है।

सिलिकॉन चौराहे तक

शिकागो के एक होटल में शॉक्ले द्वारा आविष्कार किए गए एक नए प्रकार के ट्रांजिस्टर का भाग्य, उनके आविष्कारक की तुलना में बहुत खुश था। एकल शुद्ध अर्धचालक क्रिस्टल विकसित करने के लिए एक व्यक्ति की इच्छा के लिए सभी धन्यवाद। टेक्सास के एक भौतिक रसायनज्ञ गॉर्डन थिएल, जिन्होंने अपने डॉक्टरेट के लिए बेकार जर्मेनियम का अध्ययन किया, को 1930 के दशक में बेल की प्रयोगशाला में नौकरी मिल गई। ट्रांजिस्टर के बारे में सीखते हुए, उन्हें विश्वास हो गया कि इसकी विश्वसनीयता और शक्ति को शुद्ध एकल क्रिस्टल से बनाकर काफी सुधार किया जा सकता है, न कि पॉलीक्रिस्टलाइन मिश्रणों से इसका उपयोग किया जाता है। शॉक्ले ने उनके प्रयासों को अस्वीकार कर दिया, उन्हें संसाधनों की बर्बादी मानते हुए।

हालांकि, चैले ने यांत्रिक इंजीनियर जॉन लिटिल की मदद से एक उपकरण बनाया और सफलता हासिल की, जो पिघले जर्मेनियम से एक छोटे क्रिस्टल नाभिक को निकालता है। नाभिक के चारों ओर शीतलन, जर्मेनियम ने अपनी क्रिस्टल संरचना का विस्तार किया, जिससे एक निरंतर और लगभग शुद्ध अर्धचालक जाली का निर्माण हुआ। 1949 के वसंत तक, थिएल और लिटिल अनुरोध पर क्रिस्टल का निर्माण कर सकते थे, और परीक्षणों से पता चला कि वे अपने पॉलीक्रिस्टल उत्पाद प्रतियोगियों से बहुत पीछे रह गए। विशेष रूप से, उनके साथ जोड़े गए छोटे वाहक सौ माइक्रोसेकंड या उससे भी अधिक समय तक जीवित रह सकते हैं (अन्य क्रिस्टल नमूनों में दस माइक्रोसेकंड से अधिक नहीं)।

अब चैती अधिक संसाधनों का खर्च उठा सकती थी, और अधिक लोगों को अपनी टीम में भर्ती कर सकती थी, जिनके बीच एक और भौतिक रसायनज्ञ थे, जो टेक्सास के मॉर्गन स्पार्क्स से बेल की प्रयोगशाला में आए थे। उन्होंने पी-टाइप या एन-टाइप जर्मेनियम के निर्माण के लिए पिघल को बदलना शुरू कर दिया, जिससे संबंधित अशुद्धियों की गेंदों को जोड़ा गया। एक साल के भीतर, उन्होंने प्रौद्योगिकी को इस हद तक सुधार दिया कि वे सीधे पिघल में एक जर्मेनियम एनपीएन सैंडविच विकसित कर सकें। और यह ठीक उसी तरह काम करता है जैसा कि शॉकले ने भविष्यवाणी की थी: पी-प्रकार की सामग्री के विद्युत संकेत ने आसपास के एन-प्रकार के टुकड़ों से जुड़े दो कंडक्टरों के बीच विद्युत प्रवाह को संग्राहक किया।


बेल की प्रयोगशाला में एक कार्यक्षेत्र में मॉर्गन स्पार्क्स और गॉर्डन टील

एक विकसित जंक्शन वाला यह ट्रांजिस्टर लगभग सभी तरह से एक बिंदु संपर्क के साथ अपने पूर्वजों को पार कर गया। विशेष रूप से, यह अधिक विश्वसनीय और पूर्वानुमान योग्य बन गया, बहुत कम शोर उत्पन्न किया (और, इसलिए, अधिक संवेदनशील था), और अत्यंत ऊर्जा-कुशल - एक ठेठ इलेक्ट्रॉनिक लैंप की तुलना में एक लाख गुना कम ऊर्जा का उपभोग करता है। जुलाई 1951 में, बेल की प्रयोगशालाओं ने एक नए आविष्कार की घोषणा करने के लिए एक और प्रेस कॉन्फ्रेंस आयोजित की। पहला ट्रांजिस्टर बाजार में प्रवेश करने में कामयाब होने से पहले ही, वास्तव में, पहले से ही महत्वहीन हो गया था।

और फिर भी यह केवल शुरुआत थी। 1952 में, जनरल इलेक्ट्रिक (GE) ने एक जंक्शन, मिश्र धातु विधि के साथ ट्रांजिस्टर बनाने के लिए एक नई प्रक्रिया के विकास की घोषणा की। इसकी रूपरेखा में, दो इंडियम बॉल्स (पी-टाइप डोनर) को एन-टाइप जर्मेनियम के पतले स्लाइस के दोनों किनारों पर फ्यूज किया गया था। यह प्रक्रिया मिश्र धातु में बढ़ते संक्रमणों की तुलना में सरल और सस्ती थी, इस तरह के एक ट्रांजिस्टर ने कम प्रतिरोध दिया और उच्च आवृत्तियों का समर्थन किया।


ग्रोन और मिश्र धातु ट्रांजिस्टर

अगले वर्ष, गॉर्डन थिएल ने अपने गृह राज्य में लौटने का फैसला किया, और डलास में टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स (टीआई) में नौकरी प्राप्त की। कंपनी की स्थापना जियोफिजिकल सर्विसेज, इंक। नाम के तहत की गई थी, और तेल की खोज के लिए पहले उत्पादित उपकरण, TI ने युद्ध के दौरान एक इलेक्ट्रॉनिक्स डिवीजन खोला, और अब वेस्टर्न इलेक्ट्रिक (बेल लैब्स मैन्युफैक्चरिंग डिवीजन) से लाइसेंस के तहत ट्रांजिस्टर बाजार में प्रवेश किया।

चैती ने अपने साथ प्रयोगशालाओं में हासिल किए गए नए कौशल को विकसित किया: बढ़ने की क्षमता और सिलिकॉन सिलिकॉन सिंगल क्रिस्टल। जर्मनी की सबसे स्पष्ट कमजोरी तापमान के प्रति संवेदनशीलता थी। गर्मी के संपर्क में आने पर, क्रिस्टल में जर्मेनियम परमाणुओं ने मुक्त इलेक्ट्रॉनों को जल्दी से मुक्त कर दिया, और यह तेजी से एक चालक में बदल गया। 77 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर, उन्होंने आम तौर पर एक ट्रांजिस्टर की तरह काम करना बंद कर दिया। ट्रांजिस्टर बिक्री का मुख्य लक्ष्य सशस्त्र बल थे - कम मूल्य संवेदनशीलता के साथ एक संभावित उपभोक्ता और स्थिर, विश्वसनीय और कॉम्पैक्ट इलेक्ट्रॉनिक घटकों की एक बड़ी आवश्यकता। हालांकि, तापमान के प्रति संवेदनशील जर्मेनियम सैन्य उपयोग के कई मामलों में उपयोगी नहीं होगा, खासकर एयरोस्पेस क्षेत्र में।

सिलिकॉन बहुत अधिक स्थिर था, लेकिन स्टील के पिघलने बिंदु की तुलना में बहुत अधिक पिघलने वाले बिंदु का भुगतान करना पड़ता था। इससे बड़ी कठिनाइयाँ हुईं, यह देखते हुए कि उच्च-गुणवत्ता वाले ट्रांजिस्टर बनाने के लिए, बहुत शुद्ध क्रिस्टल की आवश्यकता थी। गर्म पिघला हुआ सिलिकॉन किसी भी क्रूसिबल से अशुद्धियों को अवशोषित करेगा जो इसमें था। टील और टीआई की टीम ड्यूपॉन्ट के अल्ट्रा-प्योर सिलिकॉन नमूनों से इन कठिनाइयों को दूर करने में सक्षम थी। मई 1954 में, ओहियो के डेटन में रेडियो इंजीनियरिंग संस्थान में एक सम्मेलन में, थिएल ने प्रदर्शित किया कि उनकी प्रयोगशाला में निर्मित नए सिलिकॉन उपकरण गर्म तेल में डूबे रहने पर भी काम करना जारी रखते हैं।

सफल अपस्टार्ट

अंत में, ट्रांजिस्टर के पहले आविष्कार के लगभग सात साल बाद, इसे उस सामग्री से बनाया जा सकता था जिसके साथ यह पर्याय बन गया। और लगभग उसी समय तक ट्रांजिस्टर की उपस्थिति से पहले पारित हो जाएगा, मोटे तौर पर हमारे माइक्रोप्रोसेसरों और मेमोरी चिप्स में उपयोग किए जाने वाले फॉर्म जैसा दिखता है।

1955 में, बेल की प्रयोगशालाओं के वैज्ञानिकों ने सफलतापूर्वक सीखा कि कैसे एक नई मिश्र धातु प्रौद्योगिकी के साथ सिलिकॉन ट्रांजिस्टर बनाने के लिए - तरल पिघल में ठोस अशुद्धता गेंदों को जोड़ने के बजाय, उन्होंने गैसीय एडिटिव्स को सेमीकंडक्टर ( थर्मल डिफ्यूजन ) की ठोस सतह में पेश किया। प्रक्रिया के तापमान, दबाव और अवधि को सावधानीपूर्वक नियंत्रित करके, वे बिल्कुल आवश्यक गहराई और मिश्र धातु की डिग्री तक पहुंच गए। उत्पादन प्रक्रिया पर नियंत्रण को मजबूत करने ने अंतिम उत्पाद के विद्युत गुणों पर अधिक नियंत्रण दिया है। इससे भी महत्वपूर्ण बात, थर्मल प्रसार ने बैचों में उत्पाद का उत्पादन करना संभव बना दिया - यह एक बड़ी सिलिकॉन प्लेट को मिश्र धातु के लिए संभव था, और फिर इसे ट्रांजिस्टर में काट दिया। सेना ने बेल की प्रयोगशालाओं के लिए धन प्राप्त किया, क्योंकि उत्पादन के संगठन को उच्च अग्रिम लागत की आवश्यकता थी। उन्हें शुरुआती रडार का पता लगाने के लिए अल्ट्रा-हाई-फ़्रीक्वेंसी लाइन (" ड्यू लाइन्स ") के लिए एक नए उत्पाद की आवश्यकता थी, आर्कटिक रडार स्टेशनों की एक श्रृंखला जिसे उत्तरी ध्रुव से उड़ान भरने वाले सोवियत बमवर्षकों का पता लगाने के लिए डिज़ाइन किया गया था, और वे प्रति ट्रांजिस्टर $ 100 का भुगतान करने के लिए तैयार थे (ये नए समय थे एक कार को $ 2000 में खरीदा जा सकता था)।

फोटोलिथोग्राफी के साथ एक साथ मिश्र धातु , जिसने अशुद्धियों के स्थान को नियंत्रित किया, एकल सेमीकंडक्टर सब्सट्रेट पर पूरे सर्किट को नक़्क़ाशी की संभावना को खोल दिया - यह 1959 में फेयरचाइल्ड सेमीकंडक्टर और टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स द्वारा एक साथ कल्पना की गई थी। फेयरचाइल्ड की " प्लानेर टेक्नोलॉजी " ने एक ट्रांजिस्टर के विद्युत संपर्कों को जोड़ने वाली धातु फिल्मों का रासायनिक चित्रण किया था। इसने मैनुअल वायरिंग, उत्पादन लागत कम करने और विश्वसनीयता बढ़ाने की आवश्यकता को समाप्त कर दिया।

अंत में, 1960 में, बेल की प्रयोगशालाओं (जॉन अटल्ला और डेवोन कहन) के दो इंजीनियरों ने मूल क्षेत्र प्रभाव शॉकले ट्रांजिस्टर अवधारणा को लागू किया। अर्धचालक की सतह पर एक पतली ऑक्साइड परत सतह राज्यों को प्रभावी ढंग से दबाने में सक्षम थी, जिसके परिणामस्वरूप एल्यूमीनियम गेट से विद्युत क्षेत्र सिलिकॉन में घुस गया। इस प्रकार MOSFET का जन्म हुआ [धातु-ऑक्साइड सेमीकंडक्टर क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर] (या धातु-ऑक्साइड-सेमीकंडक्टर से MOS संरचना), जो लघु करने के लिए इतना आसान निकला, और जिसका उपयोग लगभग आधुनिक कंप्यूटरों में किया जाता है (यह दिलचस्प है कि अटल्ला था) मूल रूप से मिस्र, और दक्षिण कोरिया से कांग, और हमारे पूरे इतिहास के लगभग केवल दो इंजीनियरों की कोई यूरोपीय जड़ें नहीं हैं)।

अंत में, तेरह साल पहले ट्रांजिस्टर के आविष्कार के बाद, कुछ ऐसा दिखाई दिया, जो आपके कंप्यूटर के ट्रांजिस्टर जैसा दिखता था। यह उत्पादन करना आसान था, यह एक प्लैनर ट्रांजिस्टर की तुलना में कम ऊर्जा का उपयोग करता था, लेकिन यह संकेतों के बजाय धीरे-धीरे प्रतिक्रिया करता था। एक एकल चिप पर स्थित सैकड़ों या हजारों घटकों के साथ बड़े एकीकृत सर्किट के प्रसार के बाद ही क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर के फायदे सामने आए।


एक क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर के लिए एक पेटेंट का चित्रण

क्षेत्र प्रभाव बेल के ट्रांजिस्टर के विकास में अंतिम प्रमुख योगदान था। प्रमुख इलेक्ट्रॉनिक्स निर्माताओं जैसे बेला लैब्स (उनके पश्चिमी इलेक्ट्रिक के साथ), जनरल इलेक्ट्रिक, सिल्वेनिया और वेस्टिंगहाउस ने अर्धचालकों पर अनुसंधान के एक प्रभावशाली निकाय का निर्माण किया है। 1952 से 1965 तक, केवल बेल की प्रयोगशालाओं ने इस विषय पर दो सौ से अधिक पेटेंट दर्ज किए। फिर भी, वाणिज्यिक बाजार जल्दी ही टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स, ट्रांजिट्रॉन और फेयरचाइल्ड जैसे नए खिलाड़ियों के हाथों में गिर गया।

प्रारंभिक ट्रांजिस्टर बाजार बड़े खिलाड़ियों के लिए ध्यान देने के लिए बहुत छोटा था: 1950 के दशक के मध्य में लगभग $ 18 मिलियन, कुल इलेक्ट्रॉनिक्स बाजार की तुलना में $ 2 बिलियन। हालांकि, इन दिग्गजों के अनुसंधान प्रयोगशालाओं ने अनजाने में प्रशिक्षण शिविर के रूप में कार्य किया। युवा वैज्ञानिक अर्धचालकों से संबंधित ज्ञान को अवशोषित कर सकते हैं, ताकि वे अपनी सेवाओं को छोटी कंपनियों को बेचने के लिए आगे बढ़ें। जब 1960 के दशक के मध्य में ट्यूब इलेक्ट्रॉनिक्स बाजार ने गंभीरता से सिकुड़ना शुरू किया, तो बेला, वेस्टिंगहाउस और प्रयोगशालाओं के लिए प्रतिस्पर्धा में बहुत देर हो गई।

ट्रांजिस्टर को ट्रांजिशन कंप्यूटर

1950 के दशक में, ट्रांजिस्टर ने चार सबसे महत्वपूर्ण क्षेत्रों में इलेक्ट्रॉनिक्स की दुनिया पर आक्रमण किया। पहले दो श्रवण यंत्र और पोर्टेबल रेडियो थे, जिसमें कम बिजली की खपत और, परिणामस्वरूप, लंबी बैटरी जीवन, अन्य विचारों पर हावी हो गई। तीसरा सैन्य उपयोग था। अमेरिकी सेना को विश्वसनीय और कॉम्पैक्ट घटकों के रूप में ट्रांजिस्टर के लिए उच्च उम्मीदें थीं जिनका उपयोग क्षेत्र रेडियो से बैलिस्टिक मिसाइलों तक कहीं भी किया जा सकता है। हालाँकि, पहले तो ट्रांजिस्टर पर उनका खर्च प्रौद्योगिकी के भविष्य पर दांव लगाने से अधिक था जैसा कि उनके तत्कालीन मूल्य की पुष्टि करने पर। और अंत में, अधिक डिजिटल गणनाएं थीं।

कंप्यूटर क्षेत्र में, इलेक्ट्रॉनिक ट्यूबों पर स्विच की कमियों को अच्छी तरह से जाना जाता था, और युद्ध से पहले कुछ संदेहियों ने यहां तक ​​माना कि इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटर को एक व्यावहारिक डिवाइस नहीं बनाया जा सकता था। जब हजारों लैंप एक उपकरण में इकट्ठे होते थे, तो वे बिजली की खपत करते थे, जिससे बड़ी मात्रा में गर्मी पैदा होती थी, और विश्वसनीयता के मामले में, कोई केवल अपने नियमित बर्नआउट पर भरोसा कर सकता था। इसलिए, कम खपत करने वाला, ठंडा और थ्रेड रहित ट्रांजिस्टर कंप्यूटर निर्माताओं का रक्षक बन गया है। एक एम्पलीफायर के रूप में इसके नुकसान (उदाहरण के लिए, एक नॉइज़ियर आउटपुट सिग्नल) एक स्विच के रूप में उपयोग करते समय ऐसी समस्या पेश नहीं करते थे। एकमात्र बाधा लागत थी, और नियत समय में यह घटने लगेगी।

ट्रांजिस्टर कंप्यूटरों के साथ अमेरिका के शुरुआती प्रयोगों में एक बेहतर नई तकनीक की संभावनाओं का पता लगाने और बेहतर स्विच करने के लिए इंजीनियरों की इच्छा का पता लगाने के लिए सेना की इच्छा के प्रतिच्छेदन पर हुआ।

1954 में, बेल की प्रयोगशालाओं ने अमेरिकी वायु सेना के लिए TRADIC का निर्माण किया, यह देखने के लिए कि क्या ट्रांजिस्टर बोर्ड बॉम्बर पर डिजिटल कंप्यूटर की स्थापना को सक्षम करेगा, उन्हें एनालॉग नेविगेशन के साथ बदल देगा और लक्ष्य खोजने में मदद करेगा। MIT की लिंकन लैब ने 1956 में TX-0 कंप्यूटर को एक व्यापक वायु रक्षा परियोजना के हिस्से के रूप में विकसित किया। मशीन ने ट्रांजिस्टर के एक अन्य संस्करण, एक सतह-अवरोधक का उपयोग किया, जो उच्च गति कंप्यूटिंग के लिए अनुकूल था। फिल्को ने अपने सोलो कंप्यूटर का निर्माण नौसेना के साथ एक अनुबंध के तहत किया था (लेकिन वास्तव में - एनएसए के अनुरोध पर), इसे 1958 में समाप्त कर दिया (सतह-अवरोध ट्रांजिस्टर के दूसरे संस्करण का उपयोग करके)।

पश्चिमी यूरोप में, शीत युद्ध के दौरान संसाधनों से इतना संपन्न नहीं था, कहानी पूरी तरह से अलग थी। मैनचेस्टर ट्रांजिस्टर कंप्यूटर, हारवेल CADET जैसी मशीनें(ENIAC परियोजना से प्रेरित एक और नाम, और पीछे की ओर लिखकर एन्क्रिप्ट किया गया) और ऑस्ट्रियन मेलुथेरल उन संसाधनों का उपयोग करते हुए परियोजनाएं थीं, जिनके निर्माता पहली पीढ़ी के एक संपर्क बिंदु के साथ ट्रांजिस्टर सहित - एक साथ परिमार्जन कर सकते हैं।

पहले कंप्यूटर के शीर्षक पर बहुत विवाद है जो ट्रांजिस्टर का उपयोग करते थे। सब कुछ, निश्चित रूप से, "पहले", "ट्रांजिस्टर" और "कंप्यूटर" जैसे शब्दों की सही परिभाषा के विकल्प पर टिकी हुई है। किसी भी मामले में, यह ज्ञात है कि कहानी कहाँ समाप्त होती है। ट्रांजिस्टर कंप्यूटरों का व्यावसायीकरण लगभग तुरंत शुरू हुआ। साल दर साल, एक ही कीमत के लिए कंप्यूटर अधिक शक्तिशाली हो गए, और एक ही शक्ति के कंप्यूटर सस्ते हो गए, और यह प्रक्रिया इतनी अक्षम थी कि यह गुरुत्वाकर्षण और ऊर्जा संरक्षण के साथ-साथ कानून के रैंक तक ऊंचा हो गया। क्या हमें इस बात पर बहस करने की जरूरत है कि सबसे पहले कौन सा कंकड़ गिरा था?

मूर का कानून कहां से आया?

स्विच इतिहास के अंत को स्वीकार करते हुए, यह सवाल पूछने के लायक है: इस पतन की उपस्थिति के कारण क्या हुआ? मूर का कानून क्यों मौजूद है (या मौजूद था - हम एक और बार शर्त लगाते हैं)? हवाई जहाज या वैक्यूम क्लीनर के लिए, मूर का कोई नियम नहीं है, जैसे इलेक्ट्रॉनिक लैंप या रिले के लिए कोई नहीं है।

उत्तर में दो भाग होते हैं:

1. विरूपण साक्ष्य श्रेणी के रूप में स्विच के तार्किक गुण।
2. ट्रांजिस्टर के निर्माण के लिए विशुद्ध रूप से रासायनिक प्रक्रियाओं का उपयोग करने की क्षमता।

सबसे पहले, स्विच के सार के बारे में। अधिकांश कलाकृतियों के गुणों को अनुभवहीन भौतिक सीमाओं की एक विस्तृत श्रृंखला को संतुष्ट करने की आवश्यकता होती है। यात्री विमानों को कई लोगों के कुल वजन का समर्थन करना चाहिए। एक वैक्यूम क्लीनर एक निश्चित भौतिक क्षेत्र से एक निश्चित समय में एक निश्चित मात्रा में गंदगी को चूसने में सक्षम होना चाहिए। विमान और वैक्यूम क्लीनर बेकार हो जाएंगे अगर नैनोस्केल में कम कर दिए जाएं।

स्विच, एक स्वचालित स्विच जिसे मानव हाथ से कभी नहीं छुआ गया है, उसकी भौतिक सीमाएं बहुत कम हैं। इसके दो अलग-अलग राज्य होने चाहिए, और यह अपने राज्यों में बदलाव के अन्य समान स्विच को सूचित करने में सक्षम होना चाहिए। यही है, वह सब करने में सक्षम होना चाहिए जो चालू और बंद है। ट्रांजिस्टर के बारे में क्या खास है? अन्य प्रकार के डिजिटल स्विच ने इस तरह के घातीय सुधारों का अनुभव क्यों नहीं किया है?

यहाँ हम दूसरे तथ्य पर आते हैं। यांत्रिक हस्तक्षेप के बिना रासायनिक प्रक्रियाओं का उपयोग करके ट्रांजिस्टर का निर्माण किया जा सकता है। शुरुआत से ही, ट्रांजिस्टर निर्माण में रासायनिक अशुद्धियों का उपयोग एक प्रमुख तत्व रहा है। फिर एक प्लांटर प्रक्रिया दिखाई दी जिसने उत्पादन से अंतिम यांत्रिक चरण को समाप्त कर दिया - तारों का कनेक्शन। नतीजतन, उन्होंने लघुकरण पर अंतिम शारीरिक प्रतिबंध से छुटकारा पा लिया। ट्रांजिस्टर को अब किसी व्यक्ति की उंगलियों के लिए - या किसी भी यांत्रिक उपकरण के लिए पर्याप्त बड़ा होने की आवश्यकता नहीं है। सब कुछ साधारण रसायन विज्ञान द्वारा किया गया था, एक अकल्पनीय रूप से छोटे पैमाने पर: नक़्क़ाशी के लिए एसिड, प्रकाश को नियंत्रित करने के लिए सतह के किन हिस्सों में नक़्क़ाशी का विरोध होगा, और etched रास्तों पर अशुद्धियों और धातु फिल्मों को पेश करने के लिए वाष्प।

और आपको लघुकरण की आवश्यकता क्यों है? आकार में कमी ने सुखद दुष्प्रभावों की एक पूरी आकाशगंगा दी: गति में वृद्धि, ऊर्जा की खपत में कमी और व्यक्तिगत प्रतियों की लागत। इन शक्तिशाली प्रोत्साहनों ने हर किसी को स्विच को कम करने के तरीकों की तलाश करने के लिए प्रेरित किया। और सेमीकंडक्टर उद्योग, एक व्यक्ति के जीवन के दौरान, एक कील के आकार को प्रति वर्ग मिलीमीटर के दसियों लाख स्विच करने से स्विच करने से चला गया है। आठ डॉलर प्रति स्विच के अनुरोध से प्रति डॉलर बीस मिलियन स्विच का प्रस्ताव।


1971 से इंटेल 1103 मेमोरी चिप। व्यक्तिगत ट्रांजिस्टर, आकार में केवल दस माइक्रोमीटर मापते हैं, पहले से ही आंख से अप्रभेद्य हैं। और तब से वे एक हजार गुना कम हो गए हैं।

और क्या पढ़ें:

• अर्नेस्ट ब्रून और स्टुअर्ट मैकडोनाल्ड, लघु में क्रांति (1978)
• माइकल रिओर्डन और लिलियन होडेसन, क्रिस्टल फायर (1997)
• जोएल शर्कीन, ब्रोकन जीनियस (1997)