Τρανζίστορ, η εφεύρεση που άλλαξε τον κόσμο

Posted on 19/12/2018

0


Χάρης Βάρβογλης
Μέχρι τα τέλη της δεκαετίας του 1940 οι ηλεκτρονικές συσκευές (ραδιόφωνα, τηλεοράσεις, ασύρματοι κτλ.) χρησιμοποιούσαν ηλεκτρονικές λυχνίες για την ενίσχυση του ρεύματος. Αυτές όμως ήταν ογκώδεις και ενεργοβόρες, με αποτέλεσμα να είναι και δύσχρηστες.

Ο ηλεκτρονικός υπολογιστής ENIAC, που είχε κατασκευαστεί στις ΗΠΑ το 1945, περιείχε 18.000 λυχνίες, ζύγιζε 30 τόνους και απαιτούσε ηλεκτρική ισχύ 200 κιλοβάτ. Η εφεύρεση του τρανζίστορ, το 1947, ήταν αυτή που έφερε την ηλεκτρονική επανάσταση, η οποία μας έδωσε τα σημερινά «έξυπνα» κινητά τηλέφωνα, τους τηλεπικοινωνιακούς δορυφόρους και τις διαστημικές αποστολές σε άλλους πλανήτες.

Μετά το τέλος του Β’ Παγκοσμίου Πολέμου στα ερευνητικά εργαστήρια της εταιρείας Bell, η οποία ήταν ιδιοκτήτρια του τηλεφωνικού δικτύου των ΗΠΑ, άρχισε η προσπάθεια για μία εφεύρεση που θα μπορούσε να αντικαταστήσει τις δύσχρηστες λυχνίες.

Η ερευνητική ομάδα, στην οποία συμμετείχαν οι φυσικοί John Bardeen, William Shockley, και Walter Brattain, είχε για στόχο τη χρήση των ηλεκτρικών ιδιοτήτων των κρυστάλλων στην κατασκευή μιας διάταξης που θα μπορούσε να ενισχύσει το ηλεκτρικό ρεύμα. Στο πλαίσιο αυτής της ερευνητικής δραστηριότητας, ο Walter Brattain προσάρμοσε σε έναν κρύσταλλο γερμανίου τρία ηλεκτρόδια από χρυσό και στις 16 Δεκεμβρίου 1947 έκανε το κρίσιμο πείραμα.

Διαβίβασε στα δύο ηλεκτρόδια ηλεκτρικό ρεύμα και παρατήρησε ότι οι μεταβολές του εμφανίζονταν ενισχυμένες στο τρίτο. Μόλις είχε εφευρεθεί το τρανζίστορ, ο αντικαταστάτης της ηλεκτρονικής λυχνίας. Προσόντα του: χρησιμοποιούσε ρεύμα χαμηλότερης τάσης, είχε πολύ μικρότερη ηλεκτρική κατανάλωση και η ζωή του ήταν πολύ μεγαλύτερη από αυτήν μίας λυχνίας.

Η πρώτη πρακτική εφαρμογή του τρανζίστορ ήταν στην κατασκευή ραδιοφώνων που ήταν μικρά σε διαστάσεις, τα γνωστά «τρανζιστοράκια».

Στη συνέχεια όμως το τρανζίστορ βελτιώθηκε σημαντικά, με την εφεύρεση και άλλων τρόπων ενίσχυσης, με την αντικατάσταση του γερμανίου από το πυρίτιο και, το κυριότερο, με την κατασκευή όλο και μικρότερων τρανζίστορ, με τη μέθοδο των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. Το τρανζίστορ του Brattain ήταν σε μέγεθος περίπου ένα εκατοστόμετρο.

Στον ίδιο όγκο σήμερα χωρούν περισσότερα από ένα δισεκατομμύριο τρανζίστορ! Το τελικό αποτέλεσμα είναι η επανάσταση των ηλεκτρονικών υπολογιστών που ζούμε σήμερα, με κυριότερη εφαρμογή τους στην καθημερινή ζωή τα «έξυπνα» κινητά τηλέφωνα. Ο ηλεκτρονικός υπολογιστής που είναι η «καρδιά» ενός απλού (όχι έξυπνου) κινητού τηλεφώνου είναι αφάνταστα καλύτερος από τον ENIAC των ηλεκτρονικών λυχνιών. Κοστίζει 17.000 φορές λιγότερο, είναι 40.000.000 φορές μικρότερος, χρησιμοποιεί 400.000 φορές λιγότερη ενέργεια και όμως είναι 1.300 φορές ισχυρότερος.

Το τρανζίστορ ήταν μια από τις σημαντικότερες, αν όχι η σημαντικότερη, εφευρέσεις του 20ού αιώνα, και οι τρεις δημιουργοί του τιμήθηκαν με το βραβείο Νομπέλ Φυσικής του 1956.

Οι ηλεκτρονικοί υπολογιστές-μινιατούρες που στηρίζονται σε αυτό αποτελούν το βασικό χαρακτηριστικό του τεχνολογικού πολιτισμού μας, και -πέρα από τα κινητά τηλέφωνα- χρησιμοποιούνται σχεδόν παντού: στα διαστημόπλοια, στους δορυφόρους, στα πλοία, στα αυτοκίνητα, στα ρολόγια, ακόμη και στις καφετιέρες. Και όλα αυτά άρχισαν με το ιστορικό πείραμα του Walter Brattain μία μέρα σαν και σήμερα, στις 16 Δεκεμβρίου 1947.

*Δημοσιεύθηκε στη «ΜτΚ» στις 16 Δεκεμβρίου 2018

Διαβάστε επίσης: «Η ανακάλυψη του τρανζίστορ«