トランジスタのしくみ

Jan 01 2001
トランジスタの導入により、世界は電力を大量に消費する真空管からポータブルで強力なソリッドステート電子機器に移行しました。強力なトランジスタが私たちの社会にもたらした他の進歩は何ですか?
John Bardeen、Walter Brattain、WilliamShockleyのBellLabsチームは、トランジスタの開発における彼らの業績により、1956年のノーベル物理学賞を受賞しました。電子部品の写真をもっと見る。

細胞が生命の構成要素である場合、トランジスタはデジタル革命の構成要素です。トランジスタがなければ、携帯電話コンピューター、自動車など、毎日使用する技術的な驚異は、存在するとしても大きく異なります。

トランジスタの前は、製品エンジニアは真空管と電気機械式スイッチを使用して電気回路を完成させていました。チューブは理想からほど遠いものでした。彼らは働く前にウォームアップしなければならず(そして彼らが働いたときに時々過熱しました)、彼らは信頼性が低くかさばり、そして彼らはあまりにも多くのエネルギーを使いました。テレビから電話システム、初期のコンピューターまで、すべてがこれらのコンポーネントを使用していましたが、第二次世界大戦後の数年間、科学者たちは真空管の代替品を探していました。彼らはすぐに数十年前に行われた仕事から彼らの答えを見つけるでしょう。

1920年代後半、ポーランド系アメリカ人の物理学者Julius Lilienfeldは、硫化銅で作られた3電極デバイスの特許を申請しました。彼が実際にコンポーネントを作成したという証拠はありませんが、彼の研究は、今日の電界効果トランジスタ、つまりシリコンチップの構成要素の開発に役立ちました。

リリエンフェルドが特許を申請してから20年後、科学者たちは彼のアイデアを実用化しようとしていました。特にベル電話システムは、通信システムを機能させるために真空管よりも優れたものを必要としていました。同社は、ジョン・バーディーン、ウォルター・ブラッテン、ウィリアム・ショックレーなど、科学者のオールスターチームに相当するものを集め、真空管の代替品の研究に従事させました。

1947年、ShockleyはBell TelephoneLabsでトランジスタ研究のディレクターを務めました。ブラッテンは固体物理学の権威であり、固体の原子構造の性質の専門家であり、バーディーンは電気技師および物理学者でした。 1年以内に、バーディーンとブリテンはゲルマニウム元素を使用して、点接触トランジスタとも呼ばれる増幅回路を作成しました。その後すぐに、Shockleyは接合トランジスタを開発することで彼らのアイデアを改善しました。

翌年、ベル研究所は、動作するトランジスタを発明したことを世界に発表しました。最初のトランジスタの元の特許名は、次の説明に基づいています。半導電性材料を利用した3電極回路素子。それは無害な言い回しでした。しかし、本発明はベルチームに1956年のノーベル物理学賞を授与し、科学者と製品エンジニアが電気の流れをはるかに細かく制御できるようにしました。

トランジスタが人類の技術における最大の飛躍のいくつかを可能にしたことは誇張ではありません。トランジスタがどのように機能するか、トランジスタが技術の流れをどのように変えたか、そしてその過程で人類の歴史も正確に確認するために読み続けてください。