Phenquestions
De dageraad van transistoren
Transistors zijn halfgeleiderapparaten die twee hoofdfuncties hebben in een elektronisch circuit - een versterker en een schakelaar. Vóór het tijdperk van de transistors werden vacuümbuizen in de eerste helft van de twintigste eeuw voornamelijk gebruikt als versterker of schakelaar. De hoge bedrijfsspanningsvereiste, het hoge stroomverbruik en de hoge warmteproductie zorgden er echter voor dat vacuümbuizen na verloop van tijd inefficiënt en onbetrouwbaar werden. Om nog maar te zwijgen van het feit dat deze buizen omvangrijk en kwetsbaar zijn omdat de behuizing van glas is. Om dit dilemma op te lossen is er jarenlang onderzoek gedaan door verschillende fabrikanten naar een geschikte vervanging.
Eindelijk, in december 1947, vonden drie natuurkundigen van Bell Laboratories met succes de eerste werkende transistor uit. John Bardeen, Walter Brattain en William Shockley hebben jarenlang onderzoek gedaan om eindelijk een werkende puntcontacttransistor te ontwikkelen. Shockley verbeterde het apparaat in 1948 verder tot een bipolaire junctietransistor, het type transistor dat in de jaren vijftig veel werd gebruikt. Hun uitvinding was zo belangrijk dat Bardeen, Brattain en Shockley in 1956 de beroemde Nobelprijs ontvingen.
Evolutie van transistoren
Net als elk ander apparaat hebben transistors ook verschillende innovaties ondergaan. Eind jaren vijftig speelde germanium een cruciale rol bij de ontwikkeling van transistors development. Op Germanium gebaseerde transistors hebben echter grote nadelen, met stroomlekkage en intolerantie voor temperaturen hoger dan 75 ° C. Bovendien is germanium zeldzaam en duur. Dit was voor de onderzoekers van Bell Labs aanleiding om op zoek te gaan naar een beter alternatief.
Gordon Teal een klinkende naam in de evolutie van transistors. Teal, een Amerikaanse ingenieur bij Bell Labs, ontwikkelde een methode om zuivere germaniumkristallen te produceren voor gebruik in op germanium gebaseerde transistors. Evenzo experimenteerde Teal met silicium als mogelijke vervanging voor germanium. In 1953 verhuisde hij terug naar Texas nadat hem de positie van onderzoeksdirecteur bij Texas Instruments (TI) was aangeboden.[1] Met zijn ervaring en kennis over halfgeleiderkristallen bleef hij werken aan gezuiverd silicium als vervanging voor germanium. In april 1954 ontwikkelden Teal en zijn team bij TI de eerste siliciumtransistor, die in mei van dat jaar aan de wereld werd aangekondigd. Vanwege zijn superieure eigenschappen verving silicium geleidelijk germanium als de halfgeleider die voor transistors wordt gebruikt.
Met de introductie van siliciumtransistors bereikten onderzoekers van Bell Labs opnieuw een doorbraak door een transistor te ontwikkelen die de prestaties van de bipolaire junctietransistor zou kunnen overtreffen. In 1959 vonden Mohamed Atalla en Dawon Kahng de metaaloxide-halfgeleider-veldeffecttransistor (MOSFET) uit met een lager stroomverbruik en een hogere dichtheid dan de bipolaire transistor. Deze waardevolle eigenschappen hebben de MOSFET-transistor enorm gepopulariseerd, die sindsdien het meest vervaardigde apparaat in de geschiedenis is geworden.[2]
Computertechnologie transformeren
De uitvinding van transistors was ook revolutionair in de miniaturisering van computers. Net als eerdere elektronische apparaten, gebruikte de eerste generatie computers vacuümbuizen als schakelaars en versterkers. Na de komst van transistors namen fabrikanten ook het kleine apparaat over om kleinere, efficiëntere computers te bouwen. In de jaren die volgden werden vacuümbuizen volledig vervangen door transistors, waardoor de tweede generatie transistorcomputers ontstond.
Men geloofde dat de eerste computer die transistors gebruikte de Universiteit van Manchester was Transistorcomputer. De transistorcomputer werd gebouwd als een prototype, bestaande uit 92-puntscontacttransistoren en 550 diodes, en werd volledig operationeel in 1953. In 1955 werd de volledige versie van deze computer geïntroduceerd, met 200-punts contacttransistoren en 1300 diodes. Hoewel het grootste deel van het circuit transistors gebruikte, werd dit apparaat niet als een volledig getransistoriseerde computer beschouwd, aangezien vacuümbuizen nog steeds werden gebruikt in de klokgenerator.[3]
Halverwege de jaren vijftig begonnen soortgelijke machines te ontkiemen. Het ontwerp van de Universiteit van Manchester werd later overgenomen door Metropolitan-Vickers, die in 1956 zeven machines produceerde met bipolaire junctietransistoren. Echter, het apparaat, genaamd de Metroick 950, was niet in de handel verkrijgbaar en werd alleen binnen het bedrijf gebruikt. Evenzo bedacht Bell Labs de TRADISCH apparaat in 1954,[4] maar net als de transistorcomputer gebruikte de TRADIC vacuümbuizen voor zijn klokvermogen.
De Burroughs Atlas Mod 1-J1 Guidance Computer, gebouwd voor de Amerikaanse luchtmacht in 1955, was de eerste computer die vacuümbuizen volledig elimineerde, en dit model was de eerste volledig getransistoriseerde computer. MIT ontwikkelde ook TX-0, hun eigen transistorcomputer in 1956. Transistorcomputers begonnen ook in andere delen van de wereld te verschijnen. Het eerste apparaat dat in Azië verscheen, was dat van Japan ETL Mark III, uitgebracht in 1956. De DRTE, uitgebracht in 1957, en de Oostenrijkse Mailüfterl, uitgebracht in 1958, waren respectievelijk Canada's en Europa's eerste transistorcomputers. In 1959 bracht Italië ook hun eerste transistorcomputer uit, de Olivetti Elea 9003, die later op de particuliere markt beschikbaar werd gesteld.[5]
Hoewel transistorcomputers in de jaren vijftig wereldwijd opkwamen, werden ze pas in 1959 commercieel beschikbaar gesteld, toen General Electric de Algemeen Elektrisch 210. Daarom introduceerden ook andere fabrikanten hun eigen vlaggenschip-transistorcomputermodellen. De IBM 7070 en de RCA 501 waren enkele van de eerste modellen die werden uitgebracht, onder andere.[6] Ook grootschalige computers volgden deze trend. De Philco Transac modellen S-1000 en S-2000 behoorden tot de eerste commercieel verkrijgbare grootschalige getransistoriseerde computers.
De evolutie van transistorontwerpen bracht grote veranderingen teweeg in het computerontwerp. De productie van getransistoriseerde computers nam in de loop van de tijd toe, naarmate de technologie commercieel beschikbaar kwam. Uiteindelijk werden in de jaren zestig geïntegreerde schakelingen ingevoerd, die plaats maakten voor de derde generatie computers.
Klein formaat, grote veranderingen
Transistors zijn bij uitstek sinds hun uitvinding meer dan 70 jaar geleden. Deze technologie heeft geleid tot de uitvinding en ontwikkeling van vele andere elektronische apparaten. De bescheiden omvang van de transistor verhult niet de omvang van zijn bijdrage aan de technologie. De transistor heeft ontegensprekelijk het aanzien van elektronische schakelingen veranderd en heeft aanzienlijke veranderingen in de wereld teweeggebracht, met name in computertechnologie.
bronnen:
[1] Michael Riordan, “The Lost History of the Transistor”, 30 april 2004, https://spectrum.ieee.org/tech-history/silicon-revolution/the-lost-history-of-the-transistor Toegankelijk op 20 okt 2020
[2] Wikipedia. "Geschiedenis van de transistor", N.d., https://nl.wikipedia.org/wiki/History_of_the_transistor, Toegankelijk op 20 oktober 2020 Oct
[3] Wikipedia. "Transistorcomputer", nr.d., https://nl.wikipedia.org/wiki/Transistor_computer, Geraadpleegd op 20 oktober 2020
[4] "De transistor" N.d., http://www.geschiedenis van computercommunicatie.info/ondersteunende-documenten/a.5-de-transistor-1947.html Geraadpleegd op 20 okt 2020
[5] Wikipedia. "Transistorcomputer", nr.d., https://nl.wikipedia.org/wiki/Transistor_computer, Geraadpleegd op 20 oktober 2020
[6] "De transistor" N.d., http://www.geschiedenis van computercommunicatie.info/ondersteunende-documenten/a.5-de-transistor-1947.html Geraadpleegd op 20 okt 2020
