Transistor

A primeira versão do que veio a ser o transistor foi criada em 1945 por uma equipe do Bell Labs, composta por John Bardeen, Walter Brattain e chefiada por Willian Shockley.Os físicos John Bardeen, William B. Shockley, e Walter Brattain compartilham juntamente em 1956 o premio Nobel por inventar o transistor, um dispositivo de estado sólido que amplifica a corrente elétrica. O transistor executou funções eletrônicas semelhante à válvula eletrônica no rádio e televisão, mas de longe muito menor e usando muito menos energia. O transistor se tornou o inicio da eletrônica moderna, o inicio do microchip e a tecnologia do computador.

 Nascido em Madison, Wisconsin, Bardeen obteve o Ph.D. em 1936 em matemática e física na Universidade de Princeton. 
Como membro da Universidade de Minnesota, Minneapolis, de 1938 a 1941, ele serviu como físico principal no Laboratório Naval norte-americano em Washington, D.C., durante a Segunda Guerra Mundial, tendo se juntado posteriormente ao Laboratórios Bell. Lá ele administrou as pesquisa nas propriedades de condutividade dos elétrons em semicondutores. 
Este trabalho conduziu à invenção do transistor. Bardeen também é responsável por uma teoria no campo da supercondutividade, a propriedade que alguns metais possuem em perder resistência elétrica a muito baixas temperaturas e uma teoria que explica certas propriedades dos semicondutores. 

Shockley nasceu em Londres. Ele uniu o pessoal técnico dos Laboratórios Bell em 1936 e lá começou experiências que conduziram à invenção e desenvolvimento do transistor de junção. 
Durante a Segunda Guerra Mundial, ele serviu como diretor de pesquisa para o Antisubmarine Warfare Operations Research Group da Marinha norte-americana. 
Depois da guerra, ele retornou à Bell Telefone como diretor de pesquisa da física do transistor. Ele foi professor visitante de física no Instituto Californiano de tecnologia, em Pasadena, em 1954, e diretor Departamento de Defesa em 1954-55. 
Ele uniu-se a Beckman Instruments Inc., para implantar o Laboratório Shockley de Semicondutor 1955. Em 1958 ele se tornou conferencista na Universidade de Stanford, Califórnia, e em 1963 o primeiro professor de ciência da engenharia nesta Universidade. 

Brattain nasceu em Amoy, China. Em 1929 ele se tornou um físico de pesquisa nos Laboratórios da Bell. 
O seu principal campo de pesquisa, eram investigações envolvidas nas propriedades de superfície dos sólidos, particularmente a estrutura atômica de um material na superfície que normalmente difere de sua estrutura atômica no interior. 
Ele se tornou o professor adjunto na Faculdade de Whitman, Walla Walla, Washington, em 1967.
A ele foi concedida várias patentes e escreveu extensivamente sobre a física de estado sólido. .
Este transistor primordial era feito com um cristal de germânio prensado entre duas folhas de ouro. Três anos depois, a custo de um milhão de dólares em pesquisas, a Bell possuía o seu primeiro amplificador de semicondutor. Esta versão inicial era conhecida como transistor de contato de ponta.
Primeiro Transistor de Junção

Talvez para compensar o fato de não haver participado ativamente dessa invenção, Shockley pôs-se a planejar experimentos que explicassem os fenômenos que ocorrem na superfície do transistor de contato de ponta. Em questão de dias, ele desenvolveu grande parte da teoria sobre aquilo que se comprovou não ser um mero experimento, mas sim um transistor no sentido completo da palavra. Em 1951, Shockley presenteou o mundo com o primeiro transistor de junção  confiável, ainda baseado no germânio. O modelo de junção de Shockley eventualmente dominaria o mercado, deixando para trás a versão de contato de ponta.
 

 

  

Descoberto por assim dizer, ( visto que eles estavam procurando um dispositivo de estado sólido equivalente à válvula eletrônica ), acidentalmente durante os estudos de superfícies em torno de um diodo de ponto de contato.


  

Os transistores eram portanto do tipo "point-contact", e existe evidência que Shockley, o teorista que chefiava as pesquisas estava chateado porque esse dispositivo não era o que estava procurando. Na época, êle estava procurando um amplificador semicondutor similar ao que hoje chamamos de "junção FET".

  O nome transistor foi derivado de suas propriedades intrínsecas "resistor de transferência", em inglês: (TRANsfer reSISTOR). Os Laboratórios Bell mantiveram essa descoberta em segredo até junho de 1948 ( daí a confusão com as datas de descobrimento ).

  Com uma estrodosa publicidade, eles anunciaram ao público suas descobertas, porem poucas pessoas se deram conta do significado e importancia dessa publicação, apesar de ter saido nas primeiras páginas dos jornais.

  Embora fosse uma realização científica formidável, o transistor não alcançou, de imediato, a supremacia comercial. As dificuldades de fabricação somadas ao alto preço do germânio, um elemento raro, mantinham o preço muito alto. Os melhores transistores custavam 8 dólares numa época em que o preço de uma válvula era de apenas 75 cents. 

Shochley ignorou o transistor de ponto de contato e continuou suas pesquisas em outras direções. Ele reorientou suas ideias e desenvolveu a teoria do "transistor de junção".


  

Em julho de 1951, a Bell anuncia a criação desse dispositivo. Em setembro de 1951 eles promovem um simpósio e se dispõem a licenciar a nova tecnologia de ambos os tipos de transistores a qualquer empresa que estivesse disposta a pagar $25.000,00.

Este foi o início da indústrialização do transistor. 

Muitas firmas retiraram o edital de licença. Antigos fabricantes de válvulas eletrônicas, tais como RCA, Raytheon, GE e industrias expoentes no mercado como Texas e Transitron.


  

Muitas iniciaram a produção de transistor de ponto de contato, que nessa época, funcionava melhor em alta frequência do que os tipos de juncão. No entanto, o transistor de junção torna-se rapidamente, muito superior em performance e é mais simples e fácil de se fabricar. 

O transistor de ponto de contato ficou obsoleto por volta de 1953 na américa e logo depois, na inglaterra.


 

Somente alguns milhares foram fabricados entre 120 tipos, muitos americanos ( não incluindo nestes números, versões experimentais ).

O primeiro transistor de junção fabricado comercialmente era primitivo em comparação aos modernos dispositivos, com uma tensão máxima entre coletor-emissor de 6 volts, e uma corrente máxima de poucos miliamperes.


  

Particularmente notável, foi o transistor CK722 da Raytheon de 1953, o primeiro dispositivo eletrônico de estádo sólido produzido em massa disponível ao construtor amador. Vários tipos de transistor foram desenvolvidos, aumentando a resposta de frequência diminuindo os níveis de ruido e aumentando sua capacidade de potência.


  

Na Inglaterra, duas empresas mantiveram laboratórios de pesquisa não tão adiantadas quanto na américa: Standard Telephones and Cables (STC) e a General Electric Company of England "GEC", ( não tem telação com a GE americana). 


Foram feitas pesquisas na França e Alemanha sem efeitos comerciais. 

  

Em 1950, um tubarão entra nessa pequena lagoa: a PHILIPS holandesa atraves da Mullard, sua subsidiaria inglesa, com uma planta completa para industrializar o transistor.


A meta da Philips era dominar 95% do mercado europeu, alcançando esse objetivo em poucos anos. A série "OC" de transistor dominou a europa por mais de 20 anos. 

  

Os antigos transistores eram feitos de germânio, um semicondutor metálico, porem logo se descobriu que o silício oferecia uma série de vantagens sobre o germânio. O silício era mais difícil de refinar devido ao seu alto ponto de fusão, porem em 1955 o primeiro transistor de silício já era comercializado.

  

A Texas Instruments foi uma das empresas que mais tomou parte no desenvolvimento inicial dessa tecnologia, lançando uma série de dispositivos conhecidos na época pelas siglas "900" e "2S".


Embora fosse uma realização científica formidável, o transistor não alcançou, de imediato, a supremacia comercial. As dificuldades de fabricação somadas ao alto preço do germânio, um elemento raro, mantinham o preço muito alto. Os melhores transistores custavam 8 dólares numa época em que o preço de uma válvula era de apenas 75 cents. A grande reviravolta veio em 1954, quando Gordon Teal aperfeiçoou um transistor de junção feito de silício 
 

O silício, ao contrário do germânio, é um mineral abundante, só perdendo em disponibilidade para o oxigênio. Tal fato, somado ao aperfeiçoamento das técnicas de produção, baixou consideravelmente o preço do transístor. Isto permitiu que ele se popularizasse e viesse a causar uma verdadeira revolução na indústria dos computadores. Revolução tal que só se repetiria com a criação e aperfeiçoamento dos circuitos integrados.


  

Principais inovações no campo dos Semicondutores 

INOVAÇÃO 

LABORATÓRIO 

ANO 

 

 

 

TRANSISTOR PONTO DE CONTATO 

Bell Labs-Western Electric 

1947 

CULTIVO EM CRISTAL SIMPLES 

Western Electric 

1950 

ZONA REFINADA 

Western Electric 

1950 

TRANSISTOR DE JUNÇÃO CULTIVADA 

Western Electric 

1951 

TRANSISTOR DE SILICIO 

Texas Instruments 

1954 

MASCARA DE ÓXIDO E DIFUSÃO 

Western Electric 

1955 

TRANSISTOR PLANAR 

Fairchild 

1960 

CIRCUITO INTEGRADO 

Texas Instruments, Fairchild 

1961 

DIODO GUNN 

IBM 

1963 

 

 

 

 

 

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