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트랜지스터 개발

트랜지스터 개발


첫 번째 트랜지스터가 시연 된 후 제조 및 사용이 쉬운 장치가 아님이 분명했습니다. 많은 트랜지스터 개발이 필요했습니다.

트랜지스터를 개발하여 실행 가능한 장치로 만들려면 프로세스를 개발해야 할뿐만 아니라 재료도 개발해야했습니다.

트랜지스터 개발은 다른 것과 마찬가지로 트랜지스터 이야기의 일부입니다.

접합 트랜지스터 개발

첫 번째 점 접촉 트랜지스터는 매우 신뢰할 수 없었고 제조에 적합하지 않았습니다. 보다 신뢰할 수 있고 제조 가능한 아이디어를 개발해야했습니다.

이 문제를 깨닫고 Shockley는 점 접점을 적절한 p-n 접합으로 교체하는 아이디어를 개발했습니다. 새로운 스타일의 접합 트랜지스터의 작동에 대한 모든 이론이 계산에 의해 완전히 정의 되었기 때문에 이것은 지나친 생각이 아닙니다. 아마도 더 놀라운 것은 그의 팀이 첫 번째 포인트 접촉 장치를 발명 한 지 불과 몇 주 만에 아이디어를 개발했다는 ​​것입니다.

Shockley는 접합 트랜지스터의 타당성을 증명할 수 있었지만 실험실에서 만드는 데는 다소 시간이 걸렸습니다. 첫 번째 제품이 생산 된 것은 1949 년 4 월입니다. 그는 용융 된 p 형 게르마늄을 뜨거운 n 형에 떨어 뜨려이를 수행했습니다. 그 결과로 생긴 얼룩은 두 개의 p-n 접합을 만들기 위해 중간을 잘라야했습니다. 이 매우 조잡한 데모를 사용하여 그는 장치가 전류 및 전력 이득을 모두 가지고 있음을 보여줄 수있었습니다.

재료 개발

1950 년대에는 트랜지스터 개발에 매우 ​​큰 변화가있었습니다. 이 중 대부분은 원료 제조 및 정제 기술의 개선으로 인해 발생했습니다.

1950 년 Teal은 게르마늄 결정을 제조하기 위해 Czockralski 공정을 사용했습니다. 1952 년 후반 Pfann은 구역 정제 과정을 시연했습니다. 이 과정에서 유도 코일이 결정을 따라 전달됩니다. 아래로 내려감에 따라 물질이 녹아서 불순물이 끝으로 이동합니다. 이러한 방식으로 훨씬 더 낮은 수준의 불순물을 가진 반도체를 생산할 수 있습니다.

이러한 개발의 초기 단계에서 Shockley는 p-n 접합을 만들기 위해 제어 된 수준의 정확한 불순물로 도핑 할 수있는 결정을 생산할 수있었습니다. 그의 작업의 다음 단계에서 그는 게르마늄 결정에 완전한 n-p-n 구조를 만들 수있었습니다. 트랜지스터는 작동했지만 성능은 Shockley가 예상했던 표준에 미치지 못했습니다. 추가 재료 개발이 필요했습니다.

재료 기술이 발전함에 따라 더 많은 회사가 트랜지스터를 생산하기 시작했습니다. 처음에 Bell은 포인트 컨택과 "성장 접합"품종을 모두 판매했습니다. 얼마 후 제너럴 일렉트릭은 합금 접합 장치라고 부르는 유형을 소개했습니다.

지금까지 모든 트랜지스터는 게르마늄으로 만들어졌습니다. 사실 1954 년 5 월 라디오 엔지니어 협회 회의에서 많은 연사들이 실리콘 트랜지스터가 현실화되는 데 몇 년이 걸리지 않았다고 말했습니다. 놀랍게도 텍사스 인스트루먼트라는 잘 알려지지 않은 회사로 이사 한 Teal은 작동하는 실리콘 장치를 생산했습니다. 이것은 텍사스가 트랜지스터 분야에서 선두를 차지하여 주요 반도체 제조업체가되었습니다. 다른 제조업체가 자체적으로 다양한 실리콘 장치를 출시하는 데 몇 년이 걸렸습니다.

텍사스가 실리콘 트랜지스터를 개발하여 주도권을 잡았지만 Bell과 General Electric은 다른 조사를 계속했습니다. 불순물을 반도체로 확산시키는 과정이 완성되어 필요한 구조를 만들 수있었습니다. 이 외에도 또 다른 주요 개선 사항은 산화물 층을 구조에 성장시킬 수있는 능력이었습니다. 사진 기술을 사용하면 불순물 영역을보다 정확하게 제어 할 수 있습니다.

확산 및 사진 기술이 확립됨에 따라 단일 웨이퍼에서 많은 트랜지스터를 생산할 수있었습니다. 그런 다음 슬라이스를 절단하여 개별 트랜지스터를 생성 할 수 있습니다. 이런 식으로 그들은 밸브와 더 경쟁력이있는 수준으로 가격을 낮추기 시작하기에 충분한 양으로 생산 될 수 있습니다.

개선에도 불구하고 트랜지스터는 여전히 비교적 비쌌습니다. 1960 년대 초까지 일반적인 마크 트랜지스터의 가격은 약 £ 1 10s 0d (£ 1-50)이지만 사양에 대해 그렇게 신경 쓰지 않는 경우에는 적색 및 흰색 점 트랜지스터를 구입할 수 있습니다. 이들은 사실상 제조업체가 거부 한 것이었지만 아마추어 애호가에게는 여러면에서 이상적입니다. 색상은 장치의 주파수 응답을, 빨간색 점은 오디오 장치, 흰색 점은 r.f를 나타냅니다. 그러나 주파수 응답은 기껏해야 2 ~ 3 메가 헤르츠로 제한됩니다. 이러한 장치는 각각 약 5 실링 (25p)에 훨씬 더 저렴하게 구입할 수 있습니다.

1960 년대에 트랜지스터의 사용이 증가함에 따라 가격이 급격히 떨어졌습니다. 실리콘은 게르마늄을 대체했으며 BC107과 같은 트랜지스터가 널리 사용되면서 성능이 향상되었습니다.

비디오보기: 트랜지스터, 어떻게 작동 합니까? (십일월 2020).