Tranzistor vymysleli traja vedci, ktorí potom už spolu nechceli mať nič spoločné
Žijeme obklopení digitálnymi prístrojmi. Ich základom sú polovodičové technológie. Od ich vzniku ubehlo koncom minulého roka 75 rokov.
Keď sa povie tranzistor, väčšina ľudí si predstaví prenosné rádio v neprehliadnuteľnom dizajne 60. rokov. To je perfektný príklad synekdochy, jazykovej figúry používajúcej názov časti na označenie celku. Tranzistor v skutočnosti nie je rádio, ale súčiastka vo vnútri, ktorá umožnila jeho konštrukciu. A nielen ju.
Umožnila vzniknúť všetkej modernej elektronike. Práve teraz máte pravdepodobne niekoľko desiatok miliárd tranzistorov na dosah ruky – vo svojom telefóne a počítači. Všetko sa to začalo pred 75 rokmi, v decembri 1947.
Vodič, nevodič, polovodič
Niektoré látky vedú elektrický prúd, iné nie. K vodičom patria všetky kovy, k nevodičom sklo, drevo, keramika či väčšina plastických hmôt (i keď pozor, dnes sa bežne vyrábajú aj plasty, ktoré vedú elektrinu).
Treťou kategóriou sú polovodiče, teda „niečo medzi“. V zásade sú nevodivé, dá sa im však rôznymi spôsobmi – napríklad zahriatím – pomôcť, aby si to rozmysleli a prúd viedli. K typickým polovodičom patria kremík a germánium.
O ich existencii sa vie od 19. storočia, pretože jedna z prvých vecí, ktorú vedci s elektrinou skúšali, pochopiteľne, bola púšťať prúd do najrôznejších materiálov a pozorovať, čo sa stane. Vznikol tak bohatý katalóg prekvapivých javov a tiež jedna prakticky použiteľná súčiastka: keď ku kryštálu galenitu priložíte veľmi tenký volfrámový drôtik, vznikne hrotová elektróda – čo je vlastne primitívna polovodičová dióda.
Používala sa v prvej polovici 20. storočia v lacných amatérskych rádioprijímačoch zvaných kryštálka. Kryštál s drôtikom plnil funkciu demodulátora, odstraňoval zo signálu zachyteného anténou nosnú vlnu a ponechával len vlnenie zodpovedajúce vysielanému zvuku.
To sa potom púšťalo do slúchadiel. Posluch bol nekvalitný, ale zariadenie stálo pár drobných. Bola to pekná hračka a najzaujímavejšie na nej bolo, že ani najlepší fyzici tej doby dlho nevedeli, prečo funguje.
Úplné vysvetlenie elektrickej vodivosti poskytla až kvantová teória. Prúd je pohyb elektrónov. Kvantovými výpočtami sa dá zdôvodniť, prečo sa v niektorých látkach elektróny pohybujú ľahko a v iných nie. Rozhoduje o tom jednak počet a usporiadanie elektrónov v atóme, tak aj kryštalická štruktúra látky.
Dnes sa táto teória vodivostných pásov vyučuje v prvom ročníku technických vysokých škôl. V dobe, keď vznikla – v 20. a 30. rokoch 20. storočia -, ju, samozrejme, poznal málokto a ešte menej ľudí chápalo jej praktickú využiteľnosť.
K výnimkám patril William Shockley, vedec, ktorého meno sa dnes uvádza len s veľkými rozpakmi.
Ako sa zbaviť elektrónky
„Rozumel všetkému okrem ľudí,“ povedal o ňom jeho súčasník Charles Townes, iný veľký americký fyzik. Shockley bol nepopierateľný vedecký génius, navyše mal praktický pohľad na svet a podnikateľský talent.
Okrem toho bol neznesiteľný človek, neschopný
