Tranzistor má dnes šedesáté narozeniny

Tranzistor je jedním z nejvýznamnějších objevů 20. století. První germaniový tranzistor byl představen před 60 lety.

Od 16. prosince 1947 plnily stránky odborného tisku zprávy o prvním funkčním tranzistoru, který v Bell Telephone Laboratories sestrojili výzkumníci John Bardeen (1908 - 1991), William Bradford Shockley (1910 - 1989) a Walter Houser Brattain (1902 - 1987).

Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek
Společné foto výzkumníků a jejich pracovní poznámky pořízené při vývoji tranzistoru.

Objevu prvního tranzistoru předcházela bouřlivá diskuze o jeho budoucím názvu. Nakonec byl v roce 1948 pod označením tranzistor patentován. Patent s označením US Patent #02569347 byl zveřejněn 25. září 1951 a o pět let později dostali výzkumníci společně Nobelovu cenu za fyziku. Dnes už je tranzistor nezbytnou součásti každého elektronického zařízení.

Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek
Dohady a hlasování o budoucím jméně tranzistoru, náčrtky zveřejněné v patentové přihlášce a vysvětlení principu tranzistoru.

Germanium: první, ale drahé

Vývoj tranzistoru od jeho objevení do dnešní doby byl velmi rychlý a přinesl mnoho zásadních inovací, které vedly především k miniaturizaci. Nejprve však bylo nutné objevit materiály speciálních vlastností, ze kterých by bylo možné tranzistor vyrobit.

Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek
První vzorek tranzistoru, princip prostorového uspořádání, kopie vzorku a jeho muzeální replika.

Eka-silicium. Právě takový název dal neznámému prvku, který stále na své objevení ještě čekal, tvůrce periodické tabulky, ruský chemik Dmitrij Ivanovič Mendělejev a velmi přesně definoval jeho budoucí vlastnosti. Až v roce 1886 se neznámý prvek dočkal svého objevení německým chemikem Clemensem A. Winklerem, který jej pojmenoval po své vlasti „Germanium“.

Klepněte pro větší obrázek
Germanium

Germanium se vzácně vyskytuje jako příměs v rudách zinku a stříbra, vytváří sloučeniny v mocenství: Ge-4, Ge+2 a Ge+4, v pevném, krystalickém i amorfním skupenství se chová jako polovodič, v kapalném skupenství je kovem, obdobně jako rtuť.

Germaniové tranzistory nastartovaly novou éru, položily základy polovodičové elektrotechnice, která již nepotřebovala vysoké napětí a žhavení, jak tomu bylo u elektronek. Netrvalo dlouho a objevil se při výrobě tranzistorů nový prvek a tím byl křemík, nejednalo se již o vzácný prvek jako u Germania.

Moor viděl do budoucnosti

Jako čistý prvek se v přírodě nevyskytuje, ale ve sloučeninách je to se svými 26 až 28 %, po Kyslíku druhý nejzastoupenějši prvek v zemské kůře.

Klepněte pro větší obrázek 

Na bázi Germania a později Křemíku a dalších prvků se vývoj ubíral rychlým tempem, tranzistory získávaly lepší vlastnosti a menší rozměry. Nastoupila tak postupná integrace, kdy bylo sdružováno více tranzistorů do jednoho čipu.

 Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek
Detail tranzistoru 2N23 z roku 1954, jeho porovnání velikosti s mincí jeden cent

Jack Kilby v Texas Instruments a Robertem Noycem ve Fairchild Camera v letech 1958 až 1959 vytvořili první vícetranzistorové prvky, tzv. integrované obvody. Jack Kilby získal se svými spolupracovníky za svůj objev v roce 2000 Nobelovu cenu za fyziku. Od roku 1960, pak následoval rychlý vývoj, který představuje zdvojnásobení počtu aktivních prvků na jednom čipu každých jedenapůl roku. Tento vývoj byl popsán jako Mooreův zákon.

Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek
Tak jde čas – epizoda z oblíbeného seriálu věnovaná tranzistoru

Zákon popisující rychlost vývoje nese jméno po Gordonu Moorovi, který je jedním ze zakladatelů společnosti Intel. U vzniku této společnosti, která je v současné době lídrem v oblasti vývoje a výroby polovodičů, byl také Andy Grove a Robert Noyce

Tip: prohlédněte si video s vývojem procesorů Intel

Klepněte pro větší obrázek
Zakladatelé Intelu: Andy Grove, Robert Noyce a Gordon Moore

Pohled na srovnání jednoho centu s nejnovějšími čipy Intel vyráběnými 45nm technologii s počtem tranzistorů 410mil.

Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek
Vývoj a výroba integrovaných čipů v roce 1970

Menší a rychlejší tranzistory umožňují výkonnější běh zařízení při nižší nárocích na energii. Intel dnes tranzistory vyrábí 45nm technologií a nejnovější procesory Intel Core Duo zvládnou během jednoho mrknutí oka (300 až 400 ms) téměř miliardu výpočtů.

Klepněte pro větší obrázek
Opět srovnání s mincí - vedle ní však leží několik miliard tranzistorů

Témata článku: Video, Tranzistory, Mooreův zákon, Gordon, Narozeniny, Houser, První vzorek, Walter, Robert, První tranzistor, Náčrtek, Kapalné skupenství, Tranzistor, Polovodičová součást, Kyslík

Určitě si přečtěte


Aktuální číslo časopisu Computer

26 procesorů v důkladném testu

Zhodnotili jsme 18 bezdrátových reproduktorů

Jak fungují cash back služby?

Pohlídejte své děti na internetu