La llegada del transistor. La prehistoria de Unix cuarta parte

La llegada del transistor

Este grupo de artículos tiene como objetivo contar la historia de Unix, el sistema operativo que abrió el camino para Linux, los derivados de código abierto de BSD y de manera indirecta a macOS y Android. Pero, para entender Unix hay que conocer la historia de los laboratorios Bell, la división de investigación de la AT&T.

Deben ser muy pocos los casos en los que una empresa inventa una industria prácticamente por si sola.. Los automóviles, la industria informática o la fabricación de aviones fueron el resultado de las investigaciones de múltiples personas en lugares diferentes. En cambio los laboratorios Bell y sus antecesores, las ramas de investigación de Western Electric y la AT&T, desarrollaron casi todo lo que necesitaba para crear una red telefónica moderna.

La AT&T tiene sus raíces en el propio inventor del teléfono, Alexander Graham Bell. En los primeros tiempos, cosas que ahora damos por hecho como el sonido de llamada, el tono de ocupado, la horquilla para colgar el auricular o el disco de marcado no existían. Se cuenta que si querías hacer una llamada tenías que gritar y esperar que alguien que pasara cerca del aparato te atendiera.

La empresa tenía que solucionar día a día miles de problemas que nadie había enfrentado hasta ese momento. Para eso creó un grupo de especialistas multidisciplinarios que incluía ingenieros, químicos, físicos, matemáticos y especialistas en metalurgia entre otros. Ellos no solo tenían que mantener el sistema actual en condiciones si no prepararlo para un aumento en la demanda. Además de ello, para poder seguir siendo un monopolio debía conseguir bajar los costos.

Había dos grandes obstáculos para el logro de estos objetivos. Los tubos de vacío (de los que hablamos en el artículo anterior y los réles.

Un réle es un interruptor eléctrico que permite pasar a la corriente eléctrica cuando está cerrado y se lo impide cuando está abierto. La apertura y cierre del interruptor también se hace en forma electrónica.

La fabricación de los tubos de vacío era una actividad casi artesanal que requería múltiples pasos y con muy poca tolerancia a los fallos. Una vez construidos tenían un alto consumo de electricidad y generaban mucho calor. Los réles, cuya función era lograr que las llamadas llegaran a destino dentro de la red telefónica, tenían múltiples contactos metálicos que se desgastaban. Además, su tiempo de respuesta era lento.

La física de estado sólido y la llegada del transistor

La física de estado sólido se dedica al estudio de las propiedades de los materiales y de que forma se relacionan con sus propiedades a escala atómica.

Los materiales sólidos se forman a partir de átomos densamente agrupados, que interactúan intensamente. Estas interacciones producen las propiedades mecánicas (por ejemplo, dureza y elasticidad), térmicas, eléctricas, magnéticas y ópticas.

En los dispositivos de estado sólido la electricidad fluye a través de cristales semiconductores sólidos (silicio, arseniuro de galio, germanio) en lugar de a través de tubos de vacío.

Si lograban encontrar los materiales adecuados,los laboratorios Bell lograrían reducir los costos, el tiempo de fabricación y la vida útil de los mecanismos utilizados para enrutar las llamadas telefónicas y garantizar la calidad de la señal.

En 1939 empezaron a estudiar los materiales semiconductores. Estos materiales se denominan así porque no son buenos conductores de electricidad como el caso del cobre) ni buenos aislantes de la electricidad como podría ser el vidrio. Otra propiedad interesante es que solo permiten el paso de la corriente en una sola dirección. Solo hacía falta encontrar un material que además amplificara el sonido.

El trabajo fue interrumpido por la Segunda Guerra Mundial en donde los recursos de los laboratorios Bell se dedicaron a las comunicaciones militares y el perfeccionamiento de tecnologías de detección por radar.

Al reanudar su trabajo, los científicos se encontraron con un problema, los materiales semiconductores no tenían propiedades de amplificación. Esto se producía porque la parte superior del material semiconductor (estaban utilizando Germanio o Silicio) impedía el paso de la corriente. Finalmente solucionaron el problema aplicando una solución conductora.

Posteriormente crearon un dispositivo formado por una pequeña rebanada de material semiconductor de aproximadamente un cuarto del tamaño de un centavo de dólar apoyada sobre una base de metal. Un cable estaba conectado a la base mientras que un pequeño trozo triangular de plástico envuelto en oro apuntaba hacia la cara superior de la rebanada. En la punta había una pequeña incisión casi imperceptible creando dos alambres con una pequeña separación.

Ese dispositivo sería la base de algo conocido como transistor y sería la base de la industria electrónica en la década de los cincuenta y sesenta. También permitirían la aparición de la segunda generación de computadoras electrónicas.


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