Storia del transistor e del computer transistor
L'alba dei transistor
I transistor sono dispositivi a semiconduttore che hanno due funzioni principali in un circuito elettronico: un amplificatore e un interruttore. Prima dell'era dei transistor, i tubi a vuoto erano prevalentemente usati come amplificatore o interruttore per la prima metà del ventesimo secolo. Tuttavia, l'elevato requisito di tensione operativa, l'elevato consumo di energia e l'elevata produzione di calore hanno causato inefficienti e inaffidabili i tubi a vuoto diventano inefficienti e inaffidabili. Per non parlare, questi tubi sono voluminosi e fragili perché l'involucro è fatto di vetro. Per risolvere questo dilemma, anni di ricerca sono stati condotti da diversi produttori per una sostituzione adeguata.
Alla fine, nel dicembre del 1947, tre fisici di Bell Laboratories hanno inventato con successo il primo transistor funzionante. John Bardeen, Walter Brattain e William Shockley hanno trascorso anni di ricerche per sviluppare finalmente un transistor a punto di lavoro. Shockley migliorò ulteriormente il dispositivo in un transistor di giunzione bipolare nel 1948, che era il tipo di transistor ampiamente utilizzato negli anni '50. Tale era l'importanza della loro invenzione che Bardeen, Brattain e Shockley ricevette il famoso premio Nobel nel 1956.
Evoluzione dei transistor
Proprio come qualsiasi altro dispositivo, anche i transistor hanno attraversato diverse innovazioni. Alla fine degli anni '50, il germanio ha svolto un ruolo cruciale nello sviluppo dei transistor. I transistor a base di germanio, tuttavia, hanno importanti inconvenienti, con perdite attuali e intolleranza di temperature superiori a 75 ° C. Inoltre, il germanio è raro e costoso. Ciò ha spinto i ricercatori di Bell Labs a cercare un'alternativa migliore.
Gordon Teal Un nome clamoroso nell'evoluzione dei transistor. Ingegnere americano presso Bell Labs, Teal ha sviluppato un metodo per produrre cristalli di germanio puri da utilizzare per i transistor a base di germanio. Allo stesso modo, Teal ha sperimentato il silicio come possibile sostituto del germanio. Nel 1953, tornò in Texas dopo che gli fu offerta la posizione di direttore della ricerca presso il Texas Instruments (TI).[1] Portando la sua esperienza e conoscenza sui cristalli di semiconduttori, ha continuato a lavorare sul silicio purificato in sostituzione del germanio. Nell'aprile del 1954, Teal e il suo team di TI svilupparono il primo transistor al silicio, che fu annunciato al mondo nel maggio di quell'anno. A causa delle sue caratteristiche superiori, il silicio ha gradualmente sostituito il germanio come semiconduttore utilizzato per i transistor.
Con l'introduzione dei transistor al silicio, i ricercatori di Bell Labs hanno raggiunto l'ennesima svolta sviluppando un transistor in grado di superare le prestazioni del transistor bipolare giunzione. Nel 1959, Mohamed Atalla e Dawon Kahng inventarono il transistor a effetto campo-semiconduttore-semiconduttore (MOSFET) con un minor consumo di energia e una densità più elevata rispetto al transistor bipolare. Queste caratteristiche preziose hanno diffuso molto il transistor MOSFET, che da allora è diventato il dispositivo più ampiamente fabbricato nella storia.[2]
Trasformare la tecnologia informatica
L'invenzione dei transistor è stata anche rivoluzionaria nella miniaturizzazione dei computer. Come i precedenti dispositivi elettronici, la prima generazione di computer ha utilizzato i tubi a vuoto come interruttori e amplificatori. Dopo l'avvento dei transistor, i produttori hanno anche adottato il piccolo dispositivo per costruire computer più piccoli ed efficienti. Negli anni che seguirono, i tubi a vuoto furono completamente sostituiti dai transistor, dando origine alla seconda generazione di computer a transistor.
Si ritiene che il primo computer a usare i transistor fosse l'Università di Manchester Computer transistor. Il computer transistor è stato costruito come prototipo, composto da transistor a contatto a 92 punti e 550 diodi, ed è diventato pienamente operativo nel 1953. Nel 1955 fu introdotta la versione a grandezza naturale di questo computer, con transistor a contatto a 200 punti e 1300 diodi. Sebbene la maggior parte del circuito utilizzasse transistor, questo dispositivo non è stato considerato un computer completamente transtorizzato, poiché i tubi a vuoto venivano ancora utilizzati nel suo generatore di clock.[3]
A metà degli anni '50, macchine simili iniziarono a spuntare. Il design dell'Università di Manchester è stato successivamente adottato da Metropolitan-Vickers, che ha prodotto sette macchine usando transistor bipolari di giunzione nel 1956. Tuttavia, il dispositivo, chiamato Metrovick 950, non era disponibile in commercio ed era utilizzato solo all'interno dell'azienda. Allo stesso modo, Bell Labs ha inventato il Tradic dispositivo nel 1954,[4] Ma come il computer transistor, il tradic ha usato i tubi a vuoto per la sua potenza dell'orologio.
Costruito per la US Air Force nel 1955, il computer di orientamento Mod 1-J1 Burroughs Atlas è stato il primo computer ad eliminare interamente i tubi a vuoto e questo modello è stato il primo computer completamente transtorizzato. Anche il MIT si è sviluppato TX-0, il loro computer transistor nel 1956. Anche i computer transistor hanno iniziato a emergere in altre parti del mondo. Il primo dispositivo da presentare in Asia è stato il Giappone ETL Mark III, Rilasciato nel 1956. IL Drte, rilasciato nel 1957 e l'Austria Mailüfterl, Rilasciati nel 1958, c'erano rispettivamente i primi computer transistor canadesi ed europei. Nel 1959, l'Italia pubblicò anche il loro primo computer transistor, il Olivetti Elea 9003, che è stato successivamente reso disponibile nel mercato privato.[5]
Sebbene i computer transistor emergessero a livello globale negli anni '50, non furono resi in commercio fino al 1959, quando General Electric rilasciava il General Electric 210. Di conseguenza, altri produttori hanno anche introdotto i propri modelli di computer transistor di punta. IL IBM 7070 e il RCA 501 sono stati alcuni dei primi modelli rilasciati, tra gli altri.[6] Anche i computer su larga scala hanno seguito questa tendenza. IL Philco Transac Modelli S-1000 E S-2000 erano tra i primi computer transtorizzati su larga scala disponibili in commercio.
L'evoluzione dei progetti di transistor ha portato a importanti cambiamenti nella progettazione del computer. La produzione di computer transistizzati è aumentata nel tempo, man mano che la tecnologia è diventata disponibile in commercio. Alla fine, i circuiti integrati furono adottati negli anni '60, lasciando il posto alla terza generazione di computer.
Dimensioni ridotte, grandi cambiamenti
I transistor sono stati preminenti dalla loro invenzione oltre 70 anni fa. Questa tecnologia ha spinto l'invenzione e lo sviluppo di molti altri dispositivi elettronici. L'umile dimensione del transistor non sconvolge l'entità del suo contributo alla tecnologia. Il transistor ha cambiato innegabilmente il volto dei circuiti elettronici e ha apportato cambiamenti significativi nel mondo, in particolare nella tecnologia informatica.