Inventarea tranzistorului

Pe 3 octombrie 1950, John Bardeen şi Walter H. Brattain au primit un brevet pentru inventarea tranzistorului, însă invenţia aceasta nu s-ar fi putut concretiza tară implicarea lui William Shockley, ce s-a dovedit a fi la fel de controversat pe cât era de genial.

Povestea începe în momentul în care chimistul suedez Jons Berzelius descoperă, în 1824, siliciul, iar chimistul german Clemens Alexander Wincler, descoperă, în 1886, germaniul. Ambele substanţe sau elemente chimice sunt cunoscute ca fiind „materiale semiconductoare”, deoarece au o proprietate electrică comună: conductivitatea lor electrică este plasată între cea a izolatorilor, care rezistă în mod absolut trecerii curentului electric, şi cea a metalelor, care-l conduc cu uşurinţă. De asemenea, cantitatea de material necesară este relativ mică.

Bardeen, Brattain şi Shockley au studiat intens aceste materiale, iar din cercetările lor s-a născut „tranzistorul”, ce a primit acest nume de la inginerul electrotehnic John Robinson Pierce, datorită capacităţii de a transmite - şi amplifica - curentul printr-un „rezistor”. Bardeen, Brattain şi Shockley s-au întâlnit la Laboratoarele Bell din Murray Hill, New Jersey, în 1945. Brattain lucra în Laboratoarele Bell încă din 1928, Shockley i s-a alăturat în anii 1930, iar Bardeen în 1945. Shockley îl cunoscuse anterior pe Brattain în timp ce îşi satisfăcea stagiul militar în Marina americană în perioada celui de-al doilea război mondial, când cei doi realizaseră sisteme antisubmarin. În momentul sosirii lui Shockley, Bardeen era fizician, iar Brattain activa în domeniul armonicii de 7 ani.

Shockley a fost primul care şi-a dat seama de potenţialul tranzistorului ca înlocuitor al tubului electronic cu vid. Prin urmare, în 1939, sugerase utilizarea semiconductorilor ca amplificatori. Compania AT&T era „numai urechi”, ca să spunem aşa, deoarece se confrunta cu o problemă majoră: brevetul deţinut pentru inventarea telefonului se apropia de expirare, fapt ce deschidea calea unui număr mare de firme concurente. Miezul problemei era reprezentat de tubul electronic cu vid. Totul a început în 1906, când Lee De Forest a inventat „trioda” montată într-un tub cu vid, ce dădea rezultate foarte bune în ceea ce privea amplificarea semnalelor.

AT&T avea nevoie de ceva cu care să amplifice semnalele pentru a putea trimite sunetul şi informaţia prin liniile telefonice la distanţe foarte mari - chiar în jurul lumii. Pentru a înţelege acest lucru, este important să se cunoască faptul că atunci când un semnal electric este trimis la o distanţă mare, el parcurge acest drum în mai multe faze. Un semnal nu ajunge, de exemplu, din New York direct în Malaezia, ci este transmis de la un releu dintr-o ţară, unde este amplificat-împrospătat, asemenea unui călător, către un alt releu, unde este amplificat din nou, până ajunge la destinaţie.

AT&T cumpărase brevetul lui De Forest şi adusese îmbunătăţiri importante tubului electronic cu vid. Totuşi, o problemă majoră a acestuia persista: tuburile cu vid, aflate la baza amplificării semnalelor, erau celebre pentru faptul că cedau cu uşurinţă. De asemenea, acestea consumau cantităţi mari de energie şi degajau prea multă căldură. Compania AT&T considera că materialele semiconductoare ar putea rezolva aceste probleme. Ele aveau proprietăţi conductive, erau ieftine şi mai comode în exploatare decât tuburile cu vid.

Pornind de la această premisă, Brattain şi Bardeen au realizat o serie de experimente din care, în 1947, a rezultat „tranzistorul cu contact punctiform”, în 1950, Shockley a inventat „redresorul”, cu care a înlocuit tranzistorul cu contact punctiform. Ulterior, această invenţie a condus la conceperea unui dispozitiv numit „tranzistorul cu joncţiune pn”, care a făcut inutil dispozitivul cu contact punctiform. Tranzistorul a avut un impact semnificativ asupra dimensiunilor aparatelor electrice: acestea puteau fi mult mai mici, iar cei care s-au născut în anii 1950 îşi amintesc de apariţia radioului cu tranzistor, un aparat portabil, de mici dimensiuni, cu o putere deosebită.

Tranzistorul a modificat, de asemenea, şi schema electronică internă a televizoarelor, având şi o varietate de alte aplicaţii. Deşi principiul de funcţionare al acestor dispozitive are o natură complexă şi este preferabil să fie lăsat pe seama fizicienilor, cel mai important lucru de reţinut este că tranzistoarele conţineau o putere foarte mare într-un pachet foarte mic - şi rezistent, spre deosebire de tubul cu vid.

Munca celor trei cercetători nu a rămas neobservată. În 1956, au împărţit Premiul Nobel pentru fizică pentru realizările lor în domeniul tranzistoarelor. Shockley a părăsit în 1956 Laboratoarele Bell, fondând Shockley Semiconductor Laboratory în regiunea care urma să devină cunoscută sub numele de „Silicon Valley”. Aşa cum am menţionat mai sus, Shockley a devenit ulterior o persoană destul de controversată. Potrivit teoriilor sale în privinţa geneticii, persoanele de culoare posedă un intelect inferior albilor. Aceste teorii au fost respinse atât de oamenii obişnuiţi, cât şi de comunitatea ştiinţifică. Un alt fapt remarcabil în ceea ce priveşte viaţa sa este acela că Shockley a murit de cauze naturale.

Check Also

Inventarea telefonului

Inventarea telefonului Inventarea telefonului, Invenţii, Telefon În mod ironic, inventarea telefonului a fost marcată de o lipsă …

Inventarea tancului

Ca armă militară, tancul a schimbat pentru totdeauna aspectul bătăliilor terestre. Acesta a apărut ca …

Inventarea şurubului

Se spune că în timpul unei vizite în Egipt, filozoful grec Arhimede ar fi realizat un …

Inventarea submarinului

Nu este nevoie să ne gândim prea mult pentru a putea aprecia efectul submarinului asupra …

Inventarea stetoscopului

La începutul secolului al XIX-lea, medicul Rene Laennec lucra în spitalul Neck din Paris, încercând …