晶体管的到来。 Unix的发展史第四部分

晶体管的到来

该组文章旨在 讲述Unix的故事,该操作系统为Linux,BSD的开源衍生产品以及间接的macOS和Android铺平了道路。 但是要了解Unix,您必须了解AT&T研究部门Bell Labs的历史。

在极少数情况下, 公司实际上是自己发明一个行业的。 汽车,计算机工业或飞机制造是在不同地方对多人进行调查的结果。 反而 贝尔实验室及其前身是Western Electric和AT&T的研究部门,几乎开发了创建现代电话网络所需的一切。

AT&T起源于电话发明人Alexander Graham Bell。 在早期,我们现在不理会的是铃声,忙音,挂机或拨号盘的钩子。 据说,如果您要拨打电话,则必须大声喊叫,然后等待经过设备附近的人来接听您。

该公司 我每天必须解决成千上万的问题,而那时候没有人面临过。 为此,他创建了一个多学科专家小组,其中包括工程师,化学家,物理学家,数学家和冶金专家等。。 他们不仅必须保持当前系统的正常运行,还必须为增加需求做好准备。 此外,为了保持垄断地位,它必须降低成本。

实现这些目标有两个主要障碍。 真空管 (其中 说话 在上一篇文章中r和reles。

继电器是一种电气开关,它在闭合时允许电流通过,而在断开时阻止电流通过。 开关的断开和闭合也可以电子方式完成。

真空管的制造是准手工作业,需要多个步骤并且对故障的容忍度很小。 一旦建成 他们消耗大量电力,并产生大量热量。 中继,其功能是确保呼叫到达电话网络内的目的地,t他们有多个磨损的金属触点。 而且,它的响应时间很慢。

固态物理学与晶体管的出现

固态物理学致力于研究材料的性质以及它们在原子尺度上如何与它们的性质相关。

固体材料是由紧密堆积的原子形成的,原子之间相互作用强烈。 这些相互作用产生机械(例如硬度和弹性),热,电,磁和光学性质。

在固态设备中,电流流经固态半导体晶体(硅,砷化镓,锗),而不是流经真空管。

如果他们能找到合适的材料,贝尔实验室 降低成本,缩短制造时间并减少路由电话的机制的寿命, 确保信号质量。

1939年,他们开始研究半导体材料。 这些材料之所以被命名是因为它们不是像铜那样的良好电导体,也不是玻璃等良好的电绝缘体。 另一个有趣的特性是它们仅允许电流沿一个方向通过。 您要做的就是找到一种可以放大声音的材料。

这项工作因第二次世界大战而中断,当时贝尔实验室的资源专门用于军事通信和雷达探测技术的改进。

科学家们在恢复工作时遇到了一个问题,即半导体材料不具有放大特性。 发生这种情况是因为半导体材料的上部(使用锗或硅)阻止了电流的通过。 他们最终通过应用导电溶液解决了这个问题。

然后,他们创造了一种由一小片半导体材料制成的设备,该金属材料的大小约为一美分硬币的四分之一。 将一根电线连接到底座上,同时将一小块三角形的金色包裹的塑料指向切片的顶面。 尖端有一个很小的,几乎无法察觉的切口,形成了两根间距很小的金属丝。

该器件将成为所谓晶体管的基础,并且将成为XNUMX年代和XNUMX年代电子工业的基础。 它们还将允许第二代电子计算机的出现。


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