晶體管的到來。 Unix的發展史第四部分

晶體管的到來

本組文章的目的 講述 Unix 的故事,該操作系統為 Linux、BSD 的開源衍生品以及間接的 macOS 和 Android 鋪平了道路。 但要了解 Unix,你必須了解 AT&T 旗下研究部門貝爾實驗室的歷史。

應該很少有這樣的情況 一家公司實際上是靠自己發明了一個行業。 汽車、計算機工業、飛機製造,都是不同地方多人調查的結果。 反而 貝爾實驗室及其前身(西部電氣公司和 AT&T 的研究部門)開發了創建現代電話網絡所需的幾乎所有東西。

AT&T 的歷史可以追溯到電話的發明者亞歷山大·格雷厄姆·貝爾 (Alexander Graham Bell)。 早期,我們現在認為理所當然的鈴聲、忙音、挂機或撥號盤等東西並不存在。 據說,如果你想打電話,你必須大聲喊叫,等待經過設備附近的人接聽你的電話。

公司 他必須日復一日地解決數以千計的問題,而這些問題迄今為止無人面對過。 為此,他創建了一個由多學科專家組成的團隊,其中包括工程師、化學家、物理學家、數學家和冶金專家等。。 他們不僅必須保持當前系統的良好狀態,還要為需求的增長做好準備。 除此之外,為了繼續保持壟斷,它還必須降低成本。

實現這些目標有兩個主要障礙。 真空管 (其中 說話 在上一篇文章中嘗試繼電器。

繼電器是一種電氣開關,關閉時允許電流通過,打開時阻止電流通過。 開關的打開和關閉也是通過電子方式完成的。

真空管的製造幾乎是一項手工活動,需要多個步驟,並且幾乎不能容忍失敗。。 一旦建成 它們的用電量很高,並產生大量熱量。 中繼器的功能是確保呼叫到達電話網絡內的目的地,它們的多個金屬觸點已經磨損。 此外,他們的響應時間很慢。

固態物理學和晶體管的到來

固態物理學致力於研究材料的特性以及它們與原子尺度上的特性之間的關係。

固體材料是由緊密堆積的原子形成的,這些原子相互作用強烈。 這些相互作用產生機械(例如硬度和彈性)、熱、電、磁和光學特性。

在固態設備中,電流流過固體半導體晶體(矽、砷化鎵、鍺),而不是通過真空管。

如果他們能找到合適的材料,貝爾實驗室 將能夠降低用於路由電話呼叫的機制的成本、製造時間和使用壽命 確保信號質量。

1939年他們開始研究半導體材料。 這些材料之所以如此命名,是因為它們不是良好的電導體(如銅)或良好的電絕緣體,例如玻璃。 另一個有趣的特性是它們只允許電流沿一個方向通過。 只需要找到一種能夠放大聲音的材料就可以了。

第二次世界大戰中斷了貝爾實驗室的工作,當時貝爾實驗室的資源主要用於軍事通信和雷達探測技術的完善。

重新開始工作時,科學家們遇到了一個問題:半導體材料不具有放大特性。 發生這種情況是因為半導體材料的上部(他們使用鍺或矽)阻止了電流的通過。 他們最終通過應用導電解決方案解決了這個問題。

然後,他們創建了一種由一小片半導體材料製成的設備,其大小約為美分的四分之一,放置在金屬底座上。 底座上連接著一根電線,而一小塊三角形的金包塑料指向切片的頂面。 在尖端有一個幾乎難以察覺的小切口,形成兩根具有小間距的線。

該設備將成為晶體管的基礎,並將成為 XNUMX 世紀 XNUMX 年代和 XNUMX 年代電子工業的基礎。 它們還將允許第二代電子計算機的出現。


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