Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Кіріспе
Транзистордың алғашқы табысты түрі, 1947 жылы әзірленген.
First successful type of transistor, developed in 1947
Нүктелік контактілі транзистор – транзистордың алғашқы табысты демонстрацияланған түрі. Оны 1947 жылдың желтоқсанында Bell Laboratories зертханасында Джон Бардин және Уолтер Браттейн ғылыми қызметкерлері әзірледі. Олар физик Уильям Шокли басқарған топта жұмыс істеді. Топ қатты дене материалдарындағы электр өрісінің әсеріне қатысты эксперименттер мен теориялармен айналысып, вакуумдық түтіктерді кішкентайрақ, аз қуат тұтынатын құрылғымен алмастыруды мақсат етті. 1947 жылдың 16 желтоқсанында өткізілген маңызды эксперимент жартылай өткізгіш германий блогынан тұрды, оған серіппе арқылы бекітілген екі өте жақын орналасқан алтын контактілері орнатылған. Браттейн пластикалық үшбұрыштың ұшына алтын фольгадан жасалған кішкентай жолақты бекітті – бұл, негізінен, нүктелік контактілі диод. Содан кейін ол үшбұрыштың ұшындағы алтынды мұқият кесіп жіберді. Бұл бір-біріне өте жақын орналасқан екі электрлік оқшауланған алтын контактісін жасады. Қолданылған германийдің беткі қабатында электрондардың артық болуы байқалды. Электр сигналы алтын фольга арқылы өткенде, ол электрондық кемшіліктерді (электрондардың жоқ жерлерін) құйды. Бұл электрондардың азасуы байқалатын жұқа қабатты құрады. Екі контактінің біріне қосылған шағын оң ток, екінші контакті мен германий блогы орнатылған негіз арасындағы токқа әсер етті. Іс жүзінде, бірінші контактідегі шағын өзгеріс екінші контактідегі ток күшінің үлкен өзгеруіне әкелді, демек, бұл күшейткіш болатын. Нүктелік контактілі транзистордың кіріс терминалы – эмиттер, ал шығыс терминалдары – негіз және коллектор. Бұл 1951 жылы ойлап табылған биполярлы тоқтандырылған транзистордың алғашқы түрінен ерекшеленеді, ол қазіргі транзисторлар сияқты жұмыс істейді, кіріс терминалы негіз, ал екі шығыс терминалы эмитер мен коллектор болып табылады. Нүктелік контактілі транзистор Western Electric және басқа да компаниялармен коммерцияландырылып сатылды, бірақ ақырында оны жасау оңай және берік болған биполярлы тоқтандырылған транзистормен алмастырды. Нүктелік контактілі транзистор шамамен 1966 жылға дейін өндірісте болды, одан кейін кремнийлі планарлы транзистор нарықта басымдыққа ие болды.
The point contact transistor was the first type of transistor to be successfully demonstrated. It was developed by research scientists John Bardeen and Walter Brattain at Bell Laboratories in December 1947. They worked in a group led by physicist William Shockley. The group had been working together on experiments and theories of electric field effects in solid state materials, with the aim of replacing vacuum tubes with a smaller device that consumed less power. The critical experiment, carried out on December 16, 1947, consisted of a block of germanium, a semiconductor, with two very closely spaced gold contacts held against it by a spring. Brattain attached a small strip of gold foil over the point of a plastic triangle—a configuration which is essentially a point contact diode. He then carefully sliced through the gold at the tip of the triangle. This produced two electrically isolated gold contacts very close to each other. The piece of germanium used a surface layer with an excess of electrons. When an electric signal traveled in through the gold foil, it injected electron holes (points which lack electrons). This created a thin layer which had a scarcity of electrons. A small positive current applied to one of the two contacts had an influence on the current which flowed between the other contact and the base upon which the block of germanium was mounted. In fact, a small change in the first contact current caused a greater change in the second contact current; thus it was an amplifier. The low current input terminal into the point contact transistor is the emitter, while the output high current terminals are the base and collector. This differs from the later type of bipolar junction transistor invented in 1951 that operates as transistors still do, with the low current input terminal as the base and the two high current output terminals as the emitter and collector. The point contact transistor was commercialized and sold by Western Electric and others but was eventually superseded by the bipolar junction transistor, which was easier to manufacture and more rugged. The point contact transistor did still remain in production until around 1966, by which time the silicon planar transistor was dominating the market.
Құрастыру
Тоқтамалы байланыс транзисторлары металл контактілері германий негізіндегі кристалға жай ғана жақын орналастырылғанда көбінесе жақсы жұмыс істесе де, α токтың күшейту коэффициентін мүмкіндігінше жоғары етуі қажет болды. Нүктелік байланыс транзисторында α токтың күшейту коэффициентін арттыру үшін коллектордың байланыс нүктесінің қасиеттерін өзгерту үшін қысқа мерзімді күшті ток импульсі қолданылды, бұл әдіс "электрлік қалыптастыру" деп аталады. Әдетте, бұл коллектор мен базалық электродтар арасында конденсаторды белгілі бір мәнге, белгілі бір кернеуге дейін зарядтап, содан кейін разрядтау арқылы жасалатын. Қалыптастырудың сәтсіздік деңгейі жоғары болғандықтан, көптеген коммерциялық герметикалық жабынталған транзисторларды кездейсоқ тастауға тура келді. Қалыптастырудың нәтижелері тәжірибелік тұрғыдан түсінілсе де, процестің нақты физикасы толыққанды зерттеле алмады, сондықтан оны түсіндіруге немесе жақсарту жолдарымен нұсқау беруге арналған нақты теория әзірленбеді. Кейінгі жартылай өткізгіш құрылғылардан өзгеше, әуесқойлар үшін германий нүктелік байланыс диодын материал ретінде пайдаланып нүктелік байланыс транзисторын жасау мүмкін болды (жанып кеткен диодты да қолдануға болады; және транзистор зақымданса, қажет болған жағдайда бірнеше рет қайта қалыптастырылуы мүмкін).
While point contact transistors usually worked fine when the metal contacts were simply placed close together on the germanium base crystal, it was desirable to obtain as high an α current gain as possible. To obtain a higher α current gain in a point contact transistor, a brief high current pulse was used to modify the properties of the collector point of contact, a technique called 'electrical forming'. Usually this was done by charging a capacitor of a specified value to a specified voltage then discharging it between the collector and the base electrodes. Forming had a significant failure rate, so many commercial encapsulated transistors had to be discarded. While the effects of forming were understood empirically, the exact physics of the process could never be adequately studied and thus no clear theory was ever developed to explain it or provide guidance on improving it. Unlike later semiconductor devices, it was possible for an amateur to make a point contact transistor, starting with a germanium point contact diode as a source of material (even a burnt out diode could be used; and the transistor could be re formed if damaged, several times if necessary).