Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Электроника с полупроводниковыми компонентами
Electronics with semiconductor components
Твердотельная электроника – это полупроводниковая электроника: электронное оборудование, использующее полупроводниковые приборы, такие как транзисторы, диоды и интегральные схемы (ИС). Этот термин также используется в качестве прилагательного для устройств, в которых полупроводниковые компоненты, не имеющие движущихся частей, заменяют устройства с движущимися частями, например, твердотельное реле, в котором транзисторные ключи используются вместо электромеханического реле с подвижным контактом, или твердотельный накопитель (SSD) – тип полупроводниковой памяти, применяемый в компьютерах для замены жестких дисков, хранящих данные на вращающемся диске.
Solid state electronics are semiconductor electronics: electronic equipment that use semiconductor devices such as transistors, diodes and integrated circuits (ICs). The term is also used as an adjective for devices in which semiconductor electronics that have no moving parts replace devices with moving parts, such as the solid state relay in which transistor switches are used in place of a moving arm electromechanical relay, or the solid state drive (SSD) a type of semiconductor memory used in computers to replace hard disk drives, which store data on a rotating disk.
История
Термин «твердое состояние» стал популярным в начале эры полупроводников в 1960-х годах, чтобы отличать эту новую технологию. Полупроводниковое устройство работает, контролируя электрический ток, состоящий из электронов или дырок, движущихся внутри твердого кристаллического куска полупроводникового материала, такого как кремний, в то время как термоэлектронные вакуумные лампы, которые оно заменило, работали, контролируя ток электронов или ионов в вакууме внутри герметичной трубки. Хотя первым твердотельным электронным устройством был детектор «кошачьего уса», примитивный полупроводниковый диод, изобретенный около 1904 года, развитие твердотельной электроники началось с изобретения транзистора в 1947 году. До этого все электронное оборудование использовало вакуумные лампы, поскольку они были единственными электронными компонентами, способными к усилению – важнейшей характеристике для всей электроники. Транзистор, изобретенный Джоном Бардином и Уолтером Хаузером Браттейном под руководством Уильяма Шокли в лабораториях Белла в 1947 году, также мог усиливать и заменил вакуумные лампы. Первая Hi-Fi система на транзисторах была разработана инженерами GE и продемонстрирована в Университете Филадельфии в 1955 году. В плане коммерческого производства Fisher TR 1 стал первым "полностью транзисторным" предварительным усилителем, поступившим в продажу в середине 1956 года. В 1961 году компания Transis tronics выпустила твердотельный усилитель TEC S 15. Замена громоздких, хрупких и энергозатратных вакуумных ламп транзисторами в 1960-х и 1970-х годах произвела революцию не только в технологиях, но и в образе жизни людей, сделав возможным создание первой по-настоящему портативной бытовой электроники, такой как транзисторное радио, кассетный магнитофон, рация и кварцевые часы, а также первых практичных компьютеров и мобильных телефонов. Другими примерами твердотельных электронных устройств являются микропроцессорный чип, светодиодная лампа, солнечная батарея, матрица с зарядовой связью (CCD), используемая в камерах, и полупроводниковый лазер. Также в 1960-х и 1970-х годах производители телевизоров перешли от вакуумных ламп к полупроводникам и рекламировали свои телевизоры как "100% твердотельные", хотя кинескоп (ЭЛТ) по-прежнему оставался вакуумной лампой. Это означало, что только шасси было на 100% твердотельным, не считая кинескопа. В ранней рекламе это различие четко указывалось, но в более поздней рекламе предполагалось, что аудитория уже осведомлена об этом, и формулировка была сокращена до просто "100% твердотельные". Светодиодные дисплеи можно считать по-настоящему на 100% твердотельными.
The term solid state became popular at the beginning of the semiconductor era in the 1960s to distinguish this new technology. A semiconductor device works by controlling an electric current consisting of electrons or holes moving within a solid crystalline piece of semiconducting material such as silicon, while the thermionic vacuum tubes it replaced worked by controlling a current of electrons or ions in a vacuum within a sealed tube. Although the first solid state electronic device was the cat's whisker detector, a crude semiconductor diode invented around 1904, solid state electronics started with the invention of the transistor in 1947. Before that, all electronic equipment used vacuum tubes, because vacuum tubes were the only electronic components that could amplify—an essential capability in all electronics. The transistor, which was invented by John Bardeen and Walter Houser Brattain while working under William Shockley at Bell Laboratories in 1947, could also amplify, and replaced vacuum tubes. The first transistor hi fi system was developed by engineers at GE and demonstrated at the University of Philadelphia in 1955. In terms of commercial production, The Fisher TR 1 was the first "all transistor" preamplifier, which became available mid 1956. In 1961, a company named Transis tronics released a solid state amplifier, the TEC S 15. The replacement of bulky, fragile, energy hungry vacuum tubes by transistors in the 1960s and 1970s created a revolution not just in technology but in people's habits, making possible the first truly portable consumer electronics such as the transistor radio, cassette tape player, walkie talkie and quartz watch, as well as the first practical computers and mobile phones. Other examples of solid state electronic devices are the microprocessor chip, LED lamp, solar cell, charge coupled device (CCD) image sensor used in cameras, and semiconductor laser. Also during the 1960s and 1970s, television set manufacturers switched from vacuum tubes to semiconductors, and advertised sets as "100% solid state" even though the cathode ray tube (CRT) was still a vacuum tube. It meant only the chassis was 100% solid state, not including the CRT. Early advertisements spelled out this distinction, but later advertisements assumed the audience had already been educated about it and shortened it to just "100% solid state". LED displays can be said to be truly 100% solid state.