مثير للإعجاب

تطوير الترانزستور

تطوير الترانزستور


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.


بعد عرض الترانزستورات الأولى ، كان من الواضح أنه لم يكن جهازًا سهل التصنيع والاستخدام. كان هناك حاجة إلى الكثير من تطوير الترانزستور.

لكي يتم تطوير الترانزستور لجعله جهازًا قابلاً للتطبيق ، لم تكن العمليات بحاجة إلى التطوير فحسب ، بل تحتاج أيضًا إلى تطوير المواد.

يعتبر تطوير الترانزستور جزءًا من قصة الترانزستور مثل أي جزء آخر.

تطوير مفرق الترانزستور

كانت ترانزستورات التلامس الأولى غير موثوقة للغاية وغير مناسبة للتصنيع. هناك حاجة إلى تطوير فكرة أكثر موثوقية وقابلية للتصنيع.

إدراكًا لهذه المشكلة ، طور Shockley نفسه فكرة استبدال نقاط الاتصال بوصلة p-n مناسبة. لم يكن هذا مجرد فكرة عابرة لأن كل النظرية الكامنة وراء تشغيل الترانزستور ذي النمط الجديد قد تم تحديدها بالكامل من خلال الحسابات. ربما يكون الأمر الأكثر إثارة للدهشة هو أنه طور الفكرة في غضون أسابيع فقط بعد أن اخترع فريقه أول جهاز اتصال بنقطة.

على الرغم من أن شوكلي كان قادرًا على إثبات جدوى ترانزستور الوصلة ، فقد استغرق الأمر وقتًا أطول إلى حد ما حتى يتمكن من صنع واحد في المختبر. لم يتم إنتاج أول واحد حتى أبريل 1949. لقد فعل ذلك عن طريق إسقاط بعض الجرمانيوم المصهور من النوع p على نوع n ساخن. ثم كان يجب نشر النقطة الناتجة أسفل المنتصف لعمل تقاطعات p-n. باستخدام هذا العرض التوضيحي الخام للغاية ، كان قادرًا على إظهار أن الجهاز لديه كلاً من زيادة التيار والطاقة.

تطوير المواد

خلال الخمسينيات من القرن الماضي ، حدثت تغييرات كبيرة جدًا في تطوير الترانزستورات. نتج الكثير من هذا عن طريق تحسين تقنيات تصنيع وتكرير المواد الخام.

في عام 1950 ، تمكن تيل من استخدام عملية Czockralski لتصنيع بلورات الجرمانيوم. في وقت لاحق في عام 1952 ، أظهر Pfann عملية تكرير المنطقة. في هذه العملية يتم تمرير ملف الحث على طول البلورة. عندما يتحرك لأسفل ، فإنه يذوب المادة مما يؤدي إلى نقل الشوائب إلى النهاية. وبهذه الطريقة يمكن إنتاج أشباه موصلات ذات مستويات أقل بكثير من الشوائب.

مكنت المراحل الأولى من هذه التطورات Shockley من إنتاج بلورات يمكنه التعامل معها بمستويات مضبوطة من الشوائب الصحيحة لإنشاء تقاطع p-n. في المرحلة التالية من عمله ، تمكن من إنتاج بنية n-p-n كاملة على بلورة الجرمانيوم. على الرغم من عمل الترانزستور ، إلا أن أداؤه لم يرق إلى المستوى القياسي الذي توقعه شوكلي. مطلوب مزيد من التطوير المادي.

مع تطور تكنولوجيا المواد ، بدأت المزيد من الشركات في إنتاج الترانزستورات. في البداية ، قام بيل بتسويق كل من أصناف الاتصال النقطي وأنواع "الوصلات المتنامية". بعد ذلك بوقت قصير ، قدمت شركة جنرال إلكتريك نوعًا أطلقوا عليه اسم جهاز الوصل المشكل.

حتى هذا الوقت كانت جميع الترانزستورات مصنوعة من الجرمانيوم. في الواقع ، في مؤتمر معهد مهندسي الراديو في مايو 1954 ، ذكر عدد من المتحدثين أن ترانزستورات السيليكون كانت على بعد سنوات عديدة من أن تصبح حقيقة. ولدهشتهم ، أنتج تيل الذي انتقل الآن إلى شركة غير معروفة تدعى Texas Instruments ، جهازًا من السيليكون يعمل. أعطى هذا تكساس الريادة في مجال الترانزستور مما يجعلها شركة تصنيع أشباه الموصلات الرئيسية. استغرق الأمر من الشركات المصنعة الأخرى عدة سنوات لتقديم أنواعها الخاصة من أجهزة السيليكون.

بينما أخذت تكساس زمام المبادرة من خلال تطوير ترانزستور السيليكون ، واصل بيل وجنرال إلكتريك خطوط التحقيق الأخرى. تم إتقان عملية نشر الشوائب في أشباه الموصلات بحيث يمكن إنتاج الهياكل المطلوبة. بالإضافة إلى هذا ، كان هناك تحسن كبير آخر يتمثل في القدرة على تنمية طبقات الأكسيد في الهياكل. بفضل تقنيات التصوير ، مكن هذا من التحكم في مناطق النجاسة بشكل أكثر دقة.

بفضل تقنيات الانتشار والتصوير ، كان من الممكن إنتاج العديد من الترانزستورات من رقاقة واحدة. يمكن بعد ذلك قطع الشريحة لإنتاج الترانزستورات الفردية. وبهذه الطريقة يمكن إنتاجها بكميات كافية للبدء في خفض الأسعار إلى مستويات تكون فيها أكثر قدرة على المنافسة مع الصمامات.

على الرغم من التحسينات ، كانت الترانزستورات لا تزال باهظة الثمن نسبيًا. بحلول أوائل الستينيات من القرن الماضي ، كان من الممكن شراء ترانزستورات البقعة الحمراء والبيضاء مقابل 10 جنيهات إسترلينية 0 يوم (1 - 50 جنيهًا إسترلينيًا) ، ولكن بالنسبة لأولئك الذين لم يهتموا كثيرًا بالمواصفات ، يمكن شراء ترانزستورات البقعة الحمراء والبيضاء. كانت هذه الشركات المصنعة ترفض فعليًا ، ولكنها مثالية من نواح كثيرة لهواة الهواة. يشير اللون إلى استجابة التردد للجهاز ، وكانت البقعة الحمراء عبارة عن أجهزة صوتية والبقع البيضاء كانت مخصصة لـ r.f. التطبيقات ، ولكن مع استجابة تردد تقتصر على اثنين أو ثلاثة ميغا هرتز في أحسن الأحوال. يمكن شراء هذه الأجهزة بسعر أرخص بكثير بحوالي خمسة شلن (25 بنسًا) لكل منها.

خلال الستينيات ، انخفضت أسعار الترانزستورات بشكل كبير مع زيادة استخدامها. حل السيليكون محل الجرمانيوم وكذلك تحسن الأداء مع استخدام الترانزستورات مثل BC107 على نطاق واسع.


شاهد الفيديو: تجربة رائعة لفهم طريقة عمل ترانزستور الموسفت MOSFET (قد 2022).