A félvezetők kora – út a tranzisztorig
Az 1930-as évekre Mervin Kelly, a Bell Labs elnöke már a félvezetőkben látta a jövő kulcsát, hiszen ezek az anyagok olyan tulajdonságokkal bírnak, amelyek az elektromos szigetelő és vezető között helyezkednek el. Bár 1925-ben készült egy kísérleti félvezetős kapcsoló, a réz-szulfid alkalmazása megbízhatatlannak bizonyult. A második világháború után Kelly a Shockley vezette kutatócsapatra bízta, hogy találják meg a vákuumcsövek valódi alternatíváját. Rengeteg sikertelen próbálkozás után, 1947-ben Brattain és Bardeen áttértek a szilíciumról a germániumra, így született meg az első „érintkezős tranzisztor” (point-contact transistor), amely már százszoros erősítést tudott biztosítani apró finomhangolás mellett.
Az áttörés – a junction tranzisztor és hatásai
Nem elhanyagolható tényező, hogy 1948-ban Shockley továbbfejlesztette az alapötletet, és megalkotta a három elektródás junction tranzisztort. Ennek lényege, hogy egy adott feszültség hatására a félvezető belsejében az elektronok mozgása pozitív töltésű „lyukakat” hagy maga után. Így alakulhatnak ki úgynevezett N-típusú és P-típusú félvezetők, amelyekben a töltések iránya eltérő. A fémezett elektródák kapcsolata révén az áram különböző irányba mozoghat, ami lehetővé teszi az elektromos jelek megbízható erősítését, majd később a gyors „ki-be” kapcsolást is.
A tranzisztor diadala – a modern világ kezdete
Bár a tranzisztor elsődleges célja az erősítés volt, a valódi áttörést az hozta, hogy rendkívül megbízható, kicsi, kevés áramot fogyaszt, és szinte egyáltalán nem melegszik – lényegében egy ideális „be-kapcsoló”, amire a későbbi számítógépek épültek. A kutatók külön utakon folytatták: Bardeen az Illinoisi Egyetemre ment, míg Shockley később megalapította a Szilícium-völgy félvezetőiparát. Mindhárman fizikai Nobel-díjat kaptak, elismerve a tranzisztor valódi jelentőségét.
Az örökség – a digitális korszak nyitánya
Néhány évvel később Morris Tanenbaum készítette el az első szilíciumalapú tranzisztort, majd Jack Kilby a Texas Instruments színeiben 1959-ben szabadalmaztatta az első integrált áramkört, amely a mai számítógépek alapjává vált. A hatvanas évek elejére a vákuumcsöves gépeket végleg kiszorították a tranzisztoros számítógépek.
1968-ban Gordon Moore, az Intel alapítója megjósolta, hogy a tranzisztorok száma – és vele együtt a számítási teljesítmény – kiszámítható ütemben növekszik majd: megszületett a híres Moore-törvény (Moore’s Law), amely négy évtizedre meghatározta a fejlődést.
Összefoglalásként elmondható, hogy a klasszikus tranzisztor mára ugyan elérte fizikai határait, de a kvantumszámítógép, ahol egy-egy kvantumbit több állapotot hordoz, lehet a következő nagy ugrás a MI-vezérelt digitális korszakban.
