Транзисторите и дигиталната революция*

Димо Деспов – X клас, I място,
СУ „ Любен Каравелов“ – Димитровград
Научен ръководител – Таня Ганева

Големите открития във физиката разтърсват основите на науката с такава сила, с каквато социалните революции разтърсват човешкото общество. Революциите във физиката са не само кулминационни моменти в нейното развитие, но са и жалони в цялата духовна история на човечеството. Трудно е да си представим развитието на науката, техниката и културата на XX в. без двете революции във физиката в началото на столетието – квантовата и релативистичната. Те отхвърлиха старите представи за материята, пространството и времето и поставиха началото на невиждан научно-технически прогрес.
Транзисторът е само едно от многото велики открития на физиката през XX в. Изобретен е през 1947 г.
от сътрудниците на Bell Labs Джон Бардин, Уилям Бредфорд Шокли и Уолтър Хаузер Бретен. За това изобретение те са удостоени с Нобелова награда за физика през 1956 г. 23 декември 1947 г. може да се смята за революционна за човечеството дата. На този ден се ражда полупроводниковият прибор, наречен транзистор. Той е малко изобретение, което промени хода на историята по голям начин за компютрите и цялата електроника. Транзисторите са причината за дигиталната революция. Без транзисторите технологичните чудеса, които всеки от нас използва всеки ден, като мобилни телефони, компютри, автомобили, щяха да бъдат много различни.
Някои от тях дори нямаше да съществуват.
Корените на транзистора като електронен елемент могат да се проследят до 1833 г., когато известният английски физик Майкъл Фарадей забелязал, че електропроводимостта на сребърния сулфид се увеличава при загряване. Около век след това, през 1925 г. в Канада физикът Джулиъс Едгар Лилиънфелд подава първата заявка за патент на транзистор, описвайки устройство, подобно на полеви транзистор. Получил патент за изобретение на име ,,Метод за управление на електрически ток“, като с него той на практика предвидил, но все пак не изобретил транзистора. През 1934 г. германският инженер Оскар Хайл патентова подобно електронно устройство.
През 1942 г. германецът Херберт Матаре започва да експериментира с т.нар. „дуодиоди“, докато работи върху детектор за доплерова радиолокаторна система. Истинската работа по изследването на свойствата на полупроводниците започва през 1936 г. в лабораториите на Bell Labs. Тогава ученият Уилям Шокли получава финансиране и екип, за да проучи възможността за създаване на „твърдотелни превключ-
ватели, способни да заменят електромеханичните релета в телефонните централи“.
През юни 1945 г. Bell Labs създават група по физика на твърдото тяло в лабораторията, начело на която отново застава Уилям Шокли. През цялата 1947 г. екипът търси решение на проблемите, с които се сблъскват при реализация на проектното устройство. Първият успех идва на 10 декември 1947 г. В разработката на база на германиева пластина екипът заменя еднородния полупроводник с двуслойна структура и постига желаният ефект на усилване.
На 23 декември 1947 г. Уолтър Братейн демонстрира пред колегите си и ръководството на Bell Labs транзисторен усилвател на звукови честоти с 15-кратно усилване по напрежение. На практика това е рожденият ден на полупроводниковия транзистор.
В Bell Labs са наясно, че откритието им е революционно, затова за известно време е засекретено. Представянето му пред широка публика е през месец юни на следващата, 1948 г. Веднага започват разработки на методи за масово производство на новия полупроводников прибор. С течение на годините са открити и нови типове транзистори, които заради своята миниатюрност успешно изместват използваните дотогава в електронните устройства вакуумни лампи.