Tranzistor se narodil omylem. A pak ho noviny skoro přehlédly
30. června 1948 uspořádaly Bell Labs tiskovou konferenci, na které představily objev, jenž změní celou civilizaci. New York Times mu druhý den věnovaly pár odstavců na straně 46, schovaných ve sloupku o rozhlasových novinkách. Přelomový vynález dostal méně prostoru, než by člověk čekal. Ale tahle neúcta má zvláštní logiku, cesta k tranzistoru byla tak klikatá, plná slepých uliček, že nikdo vlastně nevěřil, že to dopadne tak rychle.
Žhavené trubice a jejich smrtelné chyby
Moderní elektronika začala roku 1880, kdy Thomas Edison zjistil, že z rozžhaveného vlákna se do vakua uvolňují elektrony, jev dnes známý jako termionická emise. Na tomto základě postavil roku 1904 anglický fyzik John Ambrose Fleming první elektronku, dvouelektrodovou diodu. O dva roky později přidal Američan Lee de Forest třetí elektrodu a vznikla trioda: malé napětí přiložené na řídicí mřížku ovládalo výrazně větší proud. Dálkové telefonování a rozhlasové vysílání se staly možnými. Jenže elektronky byly křehké, hřály jako malá kamna a ve velkých zařízeních se neustále něco rozbilo.
Patent, který ležel ladem čtvrt století
V roce 1925 podal Julius Edgar Lilienfeld patent na tranzistor s řídicím elektrickým polem. Funkční prototyp ale nikdy nepostavil, chyběl mu klíčový předpoklad: dostatečně čistý polovodičový materiál. Tehdejší chemie germanium ani křemík v potřebné čistotě vyrobit neuměla. Nápad existoval, realizace ne.
Jak funguje PN přechod
Materiály jako křemík nebo germanium vedou elektřinu za normálních podmínek jen slabě. Přimísíte-li do nich malé množství jiného prvku, tomuto procesu se říká dopování, jejich vlastnosti se radikálně změní. Přidáte-li prvky s přebytkem elektronů, vznikne N-typ; přidáte-li prvky s jejich nedostatkem, vznikne P-typ. Na hranici obou typů vznikne PN přechod fungující jako jednosměrný ventil. Tento jev popsal roku 1939 výzkumník Bell Labs Russell Ohl, náhodou při práci se zlomeným křemíkovým vzorkem.
Laboratorní chaos, který to zachránil
Po druhé světové válce sestavil ředitel výzkumu Mervin Kelly v Bell Labs nový tým: John Bardeen, Walter Brattain, William Shockley a další. Cílem bylo postavit tranzistor bez vakua a žhavení. První pokusy selhávaly, Shockleyho návrh ovládat tok elektronů elektrickým polem zvenčí v praxi nefungoval. Bardeen vysvětlil proč: elektrony zachycené na povrchu pole blokují. Tým experimentoval s destilovanou vodou i glycol-borátem, než přešel na germanium. 16. prosince 1947 zaznamenali první skutečné zesílení signálu pevnou látkou. 23. prosince 1947 předvedli vedení Bell Labs funkční zesilovač řeči s výkonovým ziskem 18.
Strana 46
Název „tranzistor“ vymyslel v květnu 1948 inženýr John Robinson Pierce ze slov transfer a resistor. V roce 1956 dostali Bardeen, Brattain a Shockley za tranzistorový efekt Nobelovu cenu za fyziku. Bardeen ji v roce 1972 získal podruhé za teorii supravodivosti, jako jediný fyzik v historii. Novinářům, kteří 1. července 1948 listovali stranou 46 New York Times, nemohlo být jasné, co ten drobný článek o krystalku germánia znamená. Tranzistor je součástí každého zařízení, na kterém tohle čtete.