El 16 de diciembre de 1947, el físico experimental Walter Brattain , en colaboración con el teórico John Bardeen , ensambló el primer transistor de punto viable . Seis meses después, pero antes de la publicación del trabajo de Bardeen y Brattain, los físicos alemanes Herbert Matarey Heinrich Welkerintrodujo un transistor de punto desarrollado en Francia ("transistron") . Entonces, a partir de los intentos fallidos de crear primero un análogo de estado sólido de un triodo de vacío y luego un transistor de efecto de campo , nació el primer transistor bipolar de punto imperfecto .
El transistor de punto, que se produjo en masa durante unos diez años, resultó ser una rama sin salida del desarrollo de la electrónica: fue reemplazado por transistores planos de germanio . La teoría de la unión pn y el transistor plano fue creada en 1948-1950 por William Shockley . El primer transistor de unión se fabricó el 12 de abril de 1950 por crecimiento de fusión . Le siguieron el transistor de fusión , el transistor "electroquímico" y el transistor de mesa de difusión .
En 1954, Texas Instruments lanzó el primer transistor de silicio . El descubrimiento del proceso de oxidación húmeda del silicio hizo posible la producción de los primeros transistores mesa de silicio en 1958 y en marzo de 1959 Jean Ernie creó el primer transistor plano de silicio . El silicio reemplazó al germanio y el proceso planar se convirtió en la principal tecnología de fabricación de transistores y permitió la creación de circuitos integrados monolíticos .
Según Zhores Alferov , dado que A.F. Ioffe fue un pionero en la investigación de semiconductores, si no fuera por la necesidad de crear armas atómicas, el descubrimiento de los transistores podría haber ocurrido en la URSS [1] .
En 1906 Greenleaf Pickardpatentó el detector de cristal de silicio [2] . En 1910, William Eckles descubrió que los detectores de cristal exhiben una resistencia diferencial negativa bajo ciertas condiciones y, por lo tanto, pueden usarse para generar oscilaciones y amplificar señales [3] . En 1922, O. V. Losev demostró la posibilidad de amplificar y generar oscilaciones electromagnéticas en un detector de cristal cuando se le aplica un voltaje de polarización constante ( efecto cristadyne ) [3] . El detector de zincita de Losev ("kristadin") permaneció operativo a frecuencias de hasta 10 MHz [3] . A fines de la década de 1920, los detectores cristalinos fueron reemplazados por tubos de vacío y el desarrollo de esta rama de la física de semiconductores se detuvo.
En 1922-1927, Gröndal y Geiger inventaron y pusieron en práctica un rectificador de óxido de cobre , y en la década de 1930 fue reemplazado por un rectificador de selenio más avanzado [4] . Como escribió Walter Brattain , la analogía entre un rectificador de óxido cuproso y un diodo de vacío era obvia para todos los que estudiaron semiconductores, y muchos de ellos pensaron en cómo introducir un tercer electrodo de control (" rejilla ") en el rectificador, haciendo que el rectificador un amplificador [5] . En 1925, el físico alemán Julius Lilienfeld presentó la primera solicitud de patente para un amplificador de estado sólido que consiste en capas de metal y semiconductores [6] [7] . Lilienfeld no pudo llevar su propuesta ni siquiera a la etapa de un modelo: su proyecto no pudo implementarse en la década de 1920 debido al desarrollo insuficiente de la ciencia fundamental [7] . En 1935, otro físico alemán, Oskar Heil , patentó el principio operativo del transistor de efecto de campo en el Reino Unido . En 1938, Robert Pohl y Rudolf Hilsch de la Universidad de Göttingen crearon un "triodo" de estado sólido capaz de amplificar una señal de entrada de variación lenta [6] . El amplificador de Paul era demasiado lento, trabajaba solo a altas temperaturas y por lo tanto no tenía un desarrollo práctico, y Paul mismo no quería hacer trabajo aplicado, prefiriendo la ciencia fundamental [8] . Todos estos experimentos fallidos reprodujeron hasta cierto punto el diseño de un triodo de vacío . Entonces, en el "triodo" de Paul, el electrodo de control era una rejilla metálica de malla fina que controlaba el campo dentro del cristal de bromuro de potasio [6] . Losev en 1939 mencionó el trabajo sobre un semiconductor "sistema de tres electrodos similar a un triodo", pero estos trabajos inéditos se han perdido [9] .
Durante la Segunda Guerra Mundial, los presupuestos de investigación aumentaron muchas veces, pero, según Peter Morris, se hizo muy poco en física de semiconductores. Todos los logros significativos se asociaron con una orden militar en dos direcciones en las que los tubos de vacío no tenían poder: la detección de radiación infrarroja y la detección de una señal reflejada en el radar [10] . Los emisores de los primeros radares operaban a frecuencias de hasta 3 GHz, y el rango de frecuencia de los detectores de diodos de vacío estaba limitado a 400 MHz [4] . Por el contrario, los detectores de semiconductores de contacto podían rectificar eficazmente las frecuencias de microondas , por lo que a fines de la década de 1930 los gobiernos británico, alemán y estadounidense iniciaron proyectos masivos para mejorar los semiconductores. En el transcurso de estos estudios, se investigaron las propiedades fundamentales de los semiconductores y se sentaron las bases de su tecnología de producción, lo que hizo posible la producción masiva de dispositivos semiconductores [11] .
En 1936, el director de investigación de Bell Labs , Mervyn Kelly , encargó a William Shockley que explorara la posibilidad de construir interruptores de estado sólido que eventualmente pudieran reemplazar los relés electromecánicos de las centrales telefónicas [12] . Habiendo estudiado las obras publicadas de Paul, Ioffe y Davydov [aprox. 1] y los resultados de los experimentos de Brattain, Shockley concluyó que era imposible introducir un electrodo de control en una matriz de semiconductores [13] . En cambio, el 29 de diciembre de 1939, Shockley formuló el principio de funcionamiento de un transistor de efecto de campo : la corriente en el canal entre dos electrodos debe ser controlada por un campo externo creado por un tercer electrodo (de control) colocado fuera del canal [13]. ] . Shockley sugirió construir un triodo semiconductor utilizando óxido cuproso estudiado por Davydov , pero los primeros experimentos terminaron sin éxito y luego se movilizó al personal de Bell Labs para resolver problemas militares aplicados. Shockley en 1940 trabajó en un proyecto de uranio, y desde 1942 hasta el final de la guerra se dedicó a tareas prácticas de radar [aprox. 2] .
Un pequeño núcleo de físicos del estado sólido , que permaneció en Bell Labs después de que Shockley se fuera, se dedicaba a la búsqueda de materiales para detectar frecuencias de microondas en el radar [14] . Russell Ohl , un electroquímico y radioaficionado , ha estado trabajando con detectores de silicio desde la Gran Depresión [15] . Creyendo que el comportamiento inestable de los primeros detectores se debía a una purificación insuficiente de las impurezas, Ohl se centró en las tecnologías de purificación y fundición de silicio [16] . En agosto de 1939, Ohl, John Skaff y Henry Theuerer llevaron a cabo la primera fusión en una atmósfera de helio [16] . Los detectores fabricados con silicio policristalino purificado hasta en un 99,8 % eran bastante estables [16] . Algunos de ellos conducían la corriente en una dirección (del contacto al cristal), otros en la otra (del cristal al contacto), mientras que la polaridad de una instancia particular solo podía determinarse experimentalmente [16] . Suponiendo que la dirección de conducción está determinada únicamente por el grado de purificación del silicio, Ohl llamó a un tipo "purificado" y al otro "comercial" ( eng. pureted and commercial ) [16] .
En octubre de 1939, se encontró una muestra extraña entre los espacios en blanco de los detectores, cuyos parámetros eléctricos se comportaban de manera tan errática que las mediciones adicionales parecían sin sentido [16] . No fue hasta el 23 de febrero de 1940 que Ohl se tomó el tiempo de comprobarlo personalmente [17] . Resultó que la muestra reaccionó a la luz, y el grado del efecto fotoeléctrico observado fue un orden de magnitud mayor que el efecto fotoeléctrico en las fotocélulas tradicionales [17] . La conductividad de la muestra dependía no solo de la iluminación, sino también de la temperatura y la humedad [17] . A pesar de la oposición de su jefe, que estaba en desacuerdo con Kelly, el 6 de marzo, Ohl demostró su descubrimiento a Kelly y Walter Brattain [17] . Brattain supuso que el efecto fotoeléctrico se produce sobre alguna barrera invisible entre dos capas de silicio y que esta misma barrera debería rectificar la corriente alterna [17] . Es por eso que la medición de la conductividad en corriente alterna dio resultados inexplicables y sin sentido [aprox. 3] .
Pronto, Skaff y Ohl vieron literalmente esta barrera: el grabado con ácido nítrico abrió el límite visible entre dos capas de silicio [17] . Skaff y Ohl dieron a estas capas nuevos nombres: “silicio tipo p” (del inglés positivo , positivo) y “silicio tipo n” (negativo, negativo), dependiendo de la dirección de la corriente en los detectores hechos de estas capas. [17] . La zona de barrera se denomina unión pn [18] . Poco a poco, Ohl, Skaff y Theuerer llegaron a comprender que el tipo de conductividad del silicio no está determinado por su pureza, sino, por el contrario, por la presencia de impurezas características [18] . Los elementos más livianos del subgrupo boro deberían haberse concentrado en la capa superior de la masa fundida, los elementos más pesados del subgrupo nitrógeno , en el centro del crisol [18] . De hecho, el análisis químico del silicio de tipo p reveló trazas de boro y aluminio , y la presencia de fósforo en el silicio de tipo n más o menos purificado se sintió incluso sin instrumentos; se liberó fosfina durante el procesamiento de dicho silicio [18] .
Por una decisión voluntaria personal, Kelly clasificó el descubrimiento de la unión pn [19] . Bell Labs compartió voluntariamente muestras de silicio con colegas estadounidenses y británicos, pero era exclusivamente silicio de tipo p [19] . Ohl fue personalmente responsable de garantizar que las uniones pn y de silicio tipo n no salieran de las paredes de la empresa [19] . Shockley solo se enteró del descubrimiento de Ohl el 24 de marzo de 1945 y el público en general el 25 de junio de 1946, cuando Ohl y Skaff recibieron patentes para sus inventos de 1940 [19] .
Independientemente de los físicos estadounidenses, en 1941, V. E. Lashkarev presentó la teoría de la "capa de bloqueo" y la inyección de portadores de carga en la interfaz entre el cobre y el óxido cuproso. Lashkarev sugirió que los dos tipos de conductividad detectados por una sonda térmica en un elemento de óxido de cobre están separados por una capa de transición hipotética que evita la corriente eléctrica. Los trabajos de Lashkarev y K. M. Kosogonova ("Investigación de capas de barrera por el método de la sonda térmica" e "Influencia de las impurezas en el efecto fotoeléctrico de la válvula en el óxido cuproso") se publicaron en 1941 [20] .
En junio de 1945, Kelly reformó el Departamento de Estado Sólido, encabezado por Shockley y Stanley Morgan . El grupo incluía a Brattain, el teórico John Bardeen , el experimentador Gerald Pearson, el físico Robert Gibney y el ingeniero eléctrico Hilbert Moore [21] . Las muestras de semiconductores fueron hechas por William Pfann, John Skaff y Henry Theuerer [22] . El grupo dependía de los recursos de una gran organización científica en ese momento: a fines de la década de 1940, 5700 personas trabajaban en Bell Labs, de las cuales alrededor de 2000 eran profesionales certificados [23] .
Después de revisar los hallazgos de los investigadores de la Universidad de Purdue , Shockley redujo la elección de semiconductores a dos ( germanio y silicio ), y en enero de 1946 decidió centrarse en el uso del efecto de campo [24] . Sin embargo, los experimentos han demostrado que en un semiconductor real el efecto de campo era tres órdenes de magnitud [25] más débil de lo previsto por la teoría [26] . Bardeen explicó los datos experimentales proponiendo la hipótesis de los estados superficiales, según la cual se forma una carga espacial en la interfaz entre un semiconductor y un electrodo metálico , que neutraliza la acción de un campo externo [26] .
Durante 1947, el departamento de Shockley buscó una solución al problema de la carga a granel, y cada paso se alejaba más y más del concepto FET. Shockley escribió en 1972 que, gracias a Bardeen, "dejamos de 'fabricar el transistor'. En cambio, volvimos al principio que llamo "respeto por el lado científico del problema práctico" [27] . En noviembre de 1947, Gibney propuso aplicar un voltaje de polarización constante al "triodo" usando un electrodo de control de punto, separado de la masa del semiconductor por una capa de electrolito [26] . El trabajo se aceleró dramáticamente: en noviembre - diciembre, Bardeen, Gibney y Brattain probaron al menos cinco diseños diferentes del "triodo":
| Experimentos de Brattain en noviembre-diciembre de 1947 [28] | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Fecha del experimento | Semiconductor | Dieléctrico | Ganar | rango de frecuencia | Tensión de polarización [aprox. cuatro] | notas | |||
| por voltaje | por corriente | por poder | En el "drenaje" ("colector") | En la "puerta" ("emisor") | |||||
| 21 de noviembre | silicio policristalino tipo p | Agua destilada | No | Sí | Sí | <10 Hz | positivo | positivo | "FET electrolítico", patente estadounidense 2.524.034 |
| 8 de diciembre | Germanio tipo n policristalino | Electrolito GU [aprox. 5] | Sí | No | Sí | <10 Hz | negativo | negativo | |
| 10 de diciembre | Germanio policristalino de tipo n con una capa subsuperficial de tipo p | Sí | Sí | Sí | <10 Hz | negativo | negativo | ||
| 15 de diciembre | película de óxido | Sí | No | No | 10 Hz - 10 kHz | positivo | negativo | ||
| 16 de diciembre | No | sí [29] | sí [29] | 2dB [30] | 1kHz [30] | positivo | negativo | Invención del transistor de punto. Patente de EE. UU. 2,524,035 | |
| 23 de diciembre | 24 dB a 1 kHz [31] 20 dB a 10 MHz [32] |
sí [32] | 2dB [31] | Hasta 15 MHz [32] | |||||
El 8 de diciembre, Shockley, Bardeen y Brattain llegaron a la conclusión de que era necesario reemplazar un semiconductor homogéneo con una estructura de dos capas, una placa de germanio, en cuya superficie se formó una unión pn con un alto voltaje de ruptura . 33] [29] . El 10 de diciembre, el "triodo electrolítico" de Bardeen y Brattain sobre germanio de tipo n con una capa de tipo p inversa demostró una ganancia de potencia de alrededor de 6000 [34] . Era inaceptablemente lento incluso para amplificar las frecuencias de audio, por lo que el 12 de diciembre Bardeen reemplazó el electrolito con una fina película de óxido de germanio . El experimento ese día terminó sin éxito, probablemente debido a daños en la película durante el lavado de la placa de germanio [35] . El 15 de diciembre, una configuración de película de óxido demostró una amplificación de voltaje doble en el rango de frecuencia de hasta 10 kHz [30] . Después de esta experiencia, Bardin propuso el uso de dos electrodos de contacto: un control (emisor) y un control (colector). De acuerdo con los cálculos de Bardeen, el circuito podría amplificar la potencia con un espacio entre electrodos de no más de cinco micrones (2*10 −4 pulgadas) [36] [30] .
El 15 o 16 de diciembre de 1947, Brattain construyó un conjunto de contacto a partir de un prisma triangular de plástico con una tira de lámina de oro pegada [37] . Cortando cuidadosamente la lámina con una navaja, Brattain obtuvo un espacio entre el colector y el emisor [37] con un ancho de unas 50 micras [38] [39] . El 16 de diciembre, Brattain presionó el conjunto de contacto con un espacio en la superficie de una placa de germanio [40] , creando el primer transistor de punto funcional [aprox. 6] . El 23 de diciembre de 1947, Brattain mostró a sus colegas un amplificador de frecuencia de audio transistorizado con una amplificación de voltaje de quince veces [aprox. 7] . A una frecuencia de 10 MHz, la ganancia fue de 20 dB con una potencia de salida de 25 mW [32] . El 24 de diciembre, Brattain demostró el primer oscilador de transistores [32] .
Así, a partir de los intentos fallidos de crear un transistor de efecto de campo , comenzó el desarrollo de un transistor bipolar [41] . La gerencia de Bell Labs, al darse cuenta de la importancia del evento, reforzó el departamento de Shockley con especialistas y clasificó el proyecto por un tiempo [31] . El público se enteró de la invención del transistor el 30 de junio de 1948 en una presentación pública del transistor en Nueva York , programada para coincidir con la publicación de artículos en Physical Review [22] . Un mes antes de este evento, Bell Labs realizó una votación secreta para elegir el nombre del nuevo dispositivo. Habiendo descartado el "triodo semiconductor" demasiado largo ( triodo semiconductor ), el "triodo en estados superficiales" realmente incorrecto ( triodo de estados superficiales ) y el incomprensible "iotatron" ( iotatron ), Bell Labs aprobó el "transistor" ( transistor ) - de el ingles transconductancia ( conductividad ) o transferencia (transfer) y varistor ( varistor , resistencia controlada) [42] .
En 1944 el físico alemán Herbert Mathareque trabajaba fuera de los muros del Monasterio de LubezhPara reducir el ruido de los detectores de microondas, inventó el "duodo", un rectificador de semiconductores con dos puntos de contacto [43] . Al aplicar a estos contactos el mismo voltaje de polarización y los mismos voltajes de fase del oscilador local , el "duodo" suprimió el ruido de alta frecuencia del oscilador local [43] . Experimentos sobre germanio policristalino por Heinrich Welkery el silicio de Karl Sailer demostraron que era posible una supresión eficaz del ruido cuando ambos contactos estaban conectados al mismo cristal semiconductor [43] . Si la distancia entre los contactos no excedía las 100 micras, un cambio de voltaje en uno de los contactos provocaba un cambio en la corriente a través del segundo contacto [43] . En enero de 1945, Matare huyó hacia el oeste de la ofensiva soviética , luego fue capturado por los estadounidenses, pero pronto fue liberado [43] . Welker continuó la investigación hasta marzo de 1945. Independientemente de Shockley, y un poco por delante de él, Welker ideó el concepto de un transistor de efecto de campo , y sus primeros experimentos también terminaron en fracaso [44] .
En 1946, agentes franceses y británicos rastrearon a Welker y Matara, los interrogaron sobre los desarrollos alemanes en el radar y les ofrecieron un trabajo en la sucursal francesa de Westinghouse, donde se desarrollaba la producción de rectificadores de germanio en ese momento [44] . Ambos estuvieron de acuerdo: era imposible dedicarse a la ciencia en la derrotada Alemania [44] . Welker y Matare instalaron un laboratorio en Aulnay-sous-Bois y establecieron la producción de rectificadores hasta finales de 1947 [44] . A la vuelta de 1947 y 1948, Matare volvió al tema del "duodiodo", y Welker, a pedido de Matare, asumió la purificación del germanio [44] . En junio de 1948, antes de la publicación de la invención de Bardeen y Brattain, un "dúodo" mejorado y, de hecho, un transistor puntual, Matare demostró una amplificación estable [44] . En julio de 1948, el ministro francés de Comunicaciones, Eugene Thomas , se interesó por la obra de Matare y Welker ., también le dio al nuevo dispositivo el nombre de " transistron " ( fr. transistron ) [45] . En mayo de 1949, Matare y Welker anunciaron el inicio de la producción a pequeña escala de transistores para comunicaciones telefónicas a larga distancia [45] .
En 1948-1951, Bell Labs, bajo la dirección de Pfann, trató de establecer la producción en serie de transistores puntuales utilizando la tecnología disponible de detectores de radiación de microondas por contacto [46] . El éxito de Pfann se debió a una coincidencia: el bronce fosforoso de los contactos del colector contaminó la superficie de germanio con átomos de fósforo, creando islas de conducción de tipo n [46] . La importancia de la difusión de los átomos de cobre , que crearon islas de tipo p, fue aclarada unos años más tarde por el trabajo de Calvin Fuller .[47] . El transistor Pfann era en realidad una estructura PNPN de cuatro capas , que, bajo ciertas circunstancias, demostró una resistencia negativa que es inusual para los transistores "reales" [46] . La producción en serie del transistor "tipo A" en Western Electric comenzó en 1951 y en abril de 1952 alcanzó el nivel de 8400 transistores por mes [48] . La producción era laboriosa, costosa y la reproducibilidad de los parámetros del transistor era inaceptablemente baja [46] . El comportamiento de los transistores dependía no solo de la temperatura, sino también de la humedad del aire [48] . El Pentágono siguió de cerca el desarrollo de la tecnología, pero se negó a comprar equipos en dispositivos no confiables [49] . A pesar de que en 1951 el transistor puntual ya estaba obsoleto [50] , la producción del “tipo A” continuó durante casi diez años [46] , ya que los transistores posteriores sobre cristales crecidos y transistores de aleación eran inferiores al “tipo A” en propiedades de frecuencia A lo largo de la década, según Shockley, el éxito de la producción dependió de la " brujería misteriosa " [51] .
Matare y Welker comenzaron la producción de "transistrones" en 1949, y en 1950 demostraron a Shockley y Brattain el funcionamiento de los amplificadores de transistores en una línea telefónica Francia- Argel [45] . Los estadounidenses se volvieron cautelosos: debido a la tecnología de ensamblaje más avanzada, los "transistrones" se consideraban dispositivos más confiables [52] . Sin embargo, el gobierno francés pronto dejó de apoyar a Matare y Welker, y regresaron a Alemania [45] . En 1952-1953, Matare, con el apoyo de Jacob Michael, produjo allí un lote experimental de "transistrones" y presentó al público un receptor de radio de cuatro transistores (el primer receptor estadounidense de transistores Regency TR-1 se lanzó un año después) [45] . La empresa estadounidense Clevite (futuro propietario de Shockley Semiconductor Laboratory ) compró la empresa a Michael y luego redujo la producción en Alemania [45] . Matare se mudó a los EE. UU., Welker dirigió la investigación de semiconductores en Siemens [45] .
En 1949, Elmar Frank y Jan Tauc produjeron en la República Checa un lote de transistores operativos a partir de germanio alemán capturado, utilizando su propio método (más avanzado que el estadounidense) para formar contactos [53] . En la Unión Soviética , A. V. Krasilov y S. G. Madoyan crearon el primer transistor de punto en 1949, y las primeras muestras industriales entraron en serie en 1950-1952 [54] .
En 1951, el gobierno de los EE. UU. exigió a AT&T que otorgara licencias de su tecnología a todas las empresas estadounidenses interesadas sin regalías . Para el verano de 1952, 26 compañías estadounidenses y 14 extranjeras habían comprado una licencia (el llamado "libro de $ 25,000") , pero sus intentos de reproducir el transistor de punto no tuvieron éxito. CBS-Hytron logró producir en masa un transistor de punto en 1951 y descontinuó su producción un año después [56] . Hughes Aircraft intentó sin éxito fabricar transistores a partir de granos individuales de germanio policristalino y finalmente abandonó el proyecto [53] . Philips , gracias a los lazos de antes de la guerra con Bell, obtuvo una licencia antes que sus competidores, pero no comenzó la producción en masa de transistores puntuales hasta 1953, simultáneamente con transistores de aleación más avanzados [57] .
En la URSS, la estudiante graduada del Instituto de Tecnología Química de Moscú Susanna Gukasovna Madoyan llevó a cabo el primer trabajo de investigación sobre un triodo semiconductor en NII-160 (ahora NPP Istok ). El diseño de laboratorio del transistor (punto) se lanzó en febrero de 1949. [58] La producción en serie de transistores puntuales (TS1 - TS7) comenzó en 1953, planar ( P1 ) - en 1955.
El principal avance creativo no se produjo cuando estaba tratando de inventar el transistor, sino cuando estaba diseñando una configuración para experimentos con fenómenos de superficie en transistores puntuales. De repente me di cuenta de que la estructura experimental era el transistor. Fue ella quien fue patentada como un transistor plano [aprox. 8] . Estaba deprimido porque, sabiendo todo lo necesario para esta invención, no pude conectar las partes del todo durante todo un año, hasta que apareció un irritante frente a un transistor de punto. —William Shockley, 1972
Texto original (inglés)[ mostrarocultar] Mi avance inventivo más importante no se produjo mientras intentaba inventar un transistor, sino mientras diseñaba un experimento para diagnosticar de manera incisiva los fenómenos superficiales de los transistores de contacto puntual. La estructura que ideé, de repente me di cuenta, era en sí misma un transistor. Fue patentado como un transistor de unión. Me desconcertó darme cuenta de que durante al menos un año conocía todos los conceptos necesarios para la invención, pero no los había ensamblado hasta que el transistor de contacto puntual proporcionó el estímulo desafiante. [51] .El transistor de punto de Bardeen y Brattain era un misterio para sus creadores. Solo estaba claro que los inventores no crearon un transistor de efecto de campo hipotético , sino algo más. El 27 de diciembre de 1947, Bardeen y Brattain enviaron un artículo a Physical Review sobre la invención, explicando el funcionamiento del transistor por efectos de piel en un semiconductor [59] . En una solicitud de patente del 26 de febrero de 1948 dieron una explicación diferente, asumiendo la existencia de una barrera en el volumen de un semiconductor, similar a la barrera de Schottky en la interfaz entre un semiconductor y un metal [60] . Según Bo Loek , ninguna de las dos explicaciones se sostuvo. Ninguno de los manuscritos de Bardeen y Brattain mencionaba los portadores minoritarios y la inyección de carga, conceptos sin los cuales era imposible describir el comportamiento de un transistor [61] .
La solución ya había sido escrita en los cuadernos de Shockley: los primeros bocetos de la teoría de la unión pn en germanio fueron creados por Shockley ya en abril de 1947 [62] [63] . El 8 de diciembre de 1947, después de discutir la estructura de un "triodo" prometedor con Bardeen y Brattain, Shockley volvió al desarrollo teórico de un amplificador basado en uniones pn [64] . En la última semana de 1947, pasó mentalmente por muchas configuraciones, pero todas ellas, incluido el circuito del transistor bipolar , no resistieron el análisis crítico [64] . Solo en enero de 1948, Shockley se dio cuenta de que el modelo que usaba no tenía en cuenta la inyección de portadores de carga menores en la base [64] . Tener en cuenta el mecanismo de inyección hizo que el modelo fuera completamente operativo. A más tardar el 23 de enero de 1948, Shockley redactó una solicitud de patente para un transistor bipolar (futura patente estadounidense 2.569.347) [64] y formalizó sus ideas en una teoría completa [65] . En este trabajo, Shockley finalmente abandonó los intentos de crear un transistor de efecto de campo y describió un dispositivo que aún no existía con dos uniones pn paralelas: un transistor bipolar plano . Por primera vez, en él aparecieron declaraciones ahora familiares, pero no obvias en 1948, como la necesidad de una polarización directa de la unión pn del emisor y una polarización inversa de la unión del colector [46] .
El 26 de junio de 1948, Bell Labs presentó una solicitud de patente para la invención de un transistor de unión [62] , pero la teoría subyacente se anunció públicamente solo un año después (16-18 de junio de 1949), después de que el experimento confirmara la teoría. [66] . En julio de 1949, Shockley publicó su teoría en Bell System Technical Journal.[67] , y en noviembre de 1950 se publicó la obra magna de Shockley , Electrons and Holes in Semiconductor [68] (en la traducción al ruso de 1953 "Theory of Electronic Semiconductors: Applications to the Theory of Transistors" [69] ). Según Zh. I. Alferov , el libro de Shockley se convirtió en "un libro de referencia a ambos lados del Océano Atlántico" [70] . Cabe señalar que Shockley describió exactamente el transistor plano (transistor en uniones pn, transistor de unión ing . ), y nadie creó la teoría de un transistor de punto y kristadin de Losev [71] [9] . La esencia física del primer transistor de Bardeen y Brattain sigue siendo objeto de controversia: es posible que las propiedades reales de la placa de germanio usada difieran significativamente de lo que supusieron los experimentadores [72] . Es imposible verificar esto, ya que el primer transistor original se perdió hace mucho tiempo [72] .
La publicación estableció a Shockley como la autoridad indiscutible en física de semiconductores y lo puso en conflicto con Bardeen, quien dejó Bell Labs en 1951 para centrarse en la investigación de la superconductividad [50] . Las relaciones entre Shockley y Bardeen se normalizaron en parte solo después de que Bardeen, Brattain y Shockley obtuvieran el Premio Nobel de Física en 1956 [73] . El cuarto co-inventor principal, Robert Gibney, dejó Bell Labs a principios de 1948 y no recibió el Premio Nobel [59] . Posteriormente, el activismo público de Shockley y la atención de los medios contribuyeron a la idea de que Shockley supuestamente se atribuyó los logros de Bardeen, Brattain y otros . De hecho, Shockley, en cambio, siempre aclaró el alcance de su propia contribución [74] , excluyéndose de la lista de inventores e incluyendo a Gibney [12] . Shockley defendió escrupulosamente los derechos de sus compañeros, incluso de aquellos con los que (como Robert Noyce ) rompió para siempre [aprox. 9] .
En septiembre de 1948 [75] dos tecnólogos de Bell Labs, Gordon Teal , se encontraron por casualidad en un autobús de Nueva York.y John Little [76] . En esta conversación casual, nació la idea de producir monocristales de germanio "transistor" por el conocido método Czochralski [76] . En diciembre de 1949, Teal, Little y Ernie Buhler construyeron la primera planta experimental para estirar monocristales, todavía muy pequeños, de no más de 50 mm de largo y 10 mm de ancho [76] . Si un cristal de tipo n sirvió como semilla al extraer un cristal de una fusión de germanio de tipo p, entonces se formó una unión pn suave dentro de la varilla [76] . El valor de los semiconductores monocristalinos en 1949 no era obvio: el propio Shockley se opuso al crecimiento de los cristales, creyendo que un transistor también podría fabricarse a partir de un material policristalino de alta calidad pero económico [77] [78] . Sin embargo, fue la unión pn desarrollada la que hizo posible verificar experimentalmente la teoría de Shockley [76] .
12 de abril de 1950 Morgan Sparkscreció una estructura NPN de tres capas por el método Teal-Little [79] . En primer lugar, se extrajo de la masa fundida una región colectora de tipo n de baja resistencia [76] . Luego, se arrojó una tableta de una impureza aceptora en la masa fundida , que se disolvió en una fina capa superficial de la masa fundida, formando así una capa base con un espesor de 25 a 100 micras. Inmediatamente después de la creación de la base, se arrojó una bolita de una impureza donante en la masa fundida para dopar el emisor. La estructura NPN de tres capas resultante se cortó del cristal, se cortó en columnas longitudinales y se grabó con ácido para eliminar los defectos de la superficie [80] . La operación más difícil fue la soldadura por resistencia de un hilo de oro de 50 micras con una capa base de 25 micras; para ello se utilizaron micromanipuladores de precisión y una aleación especial de oro y galio . La impureza de galio introducida en el silicio durante la soldadura expandió la capa p cercana a la superficie de la base, evitando que el colector y el emisor se cortocircuiten [81] . La producción en masa de transistores de unión cultivados en germanio, los primeros transistores bipolares Shockley completos, comenzó en 1951 en Western Electric.
Debido a la gran área de unión, los transistores basados en uniones crecidas tenían peores propiedades de frecuencia que los punteados. Pero por la misma razón, los transistores desarrollados podían pasar corrientes muchas veces más altas, con un ruido significativamente menor [77] , y sus parámetros eran relativamente estables, tanto que fue posible enumerarlos con confianza en libros de referencia [49] . En el otoño de 1951, el Pentágono, que se abstuvo de comprar transistores puntuales, anunció el inicio de un programa de transistorización que prometía múltiples ahorros en la masa y el volumen de los equipos de a bordo [82] . Bell Labs respondió lanzando un nuevo programa de fabricación destinado a producir un millón de transistores por mes [49] . Sin embargo, el rango de temperatura de los transistores de germanio era demasiado estrecho para fines militares: la transistorización de los misiles estadounidenses se pospuso hasta el lanzamiento de los transistores de silicio de "alta temperatura" [83] .
El primer transistor de silicio cultivado fue fabricado en Texas Instruments por el mismo Teal en abril de 1954 [84] . Debido a su alta reactividad y punto de fusión más alto que el germanio, la tecnología del silicio en la década de 1950 quedó rezagada con respecto al germanio. Teal recordó que en una conferencia del Instituto de Ingenieros de Radio en mayo de 1954, uno tras otro, los colegas informaron sobre las dificultades insuperables al trabajar con silicio, hasta que el propio Teal demostró al público un transistor de silicio en funcionamiento [83] . Los tres años siguientes, cuando Texas Instruments era el único proveedor de transistores de silicio del mundo, enriquecieron a la empresa y la convirtieron en el mayor proveedor de semiconductores [83] .
En 1950, Hall y Dunlop propusieron la formación de uniones pn por fusión, y General Electric lanzó los primeros transistores de fusión prácticos en 1952 [85] . En el corazón de un típico transistor de aleación tipo PNP había una delgada placa de germanio tipo n que servía como base. Estas placas se alearon con perlas de indio o arsénico y luego se recocieron a una temperatura de aproximadamente 600°C. Con la elección correcta de la orientación de las obleas, se formaron en ellas capas epitaxiales estrictamente paralelas de germanio tipo n recristalizado. El espesor base se fijó por el tiempo de recocido. La placa se montó en los accesorios de soporte del casco en un ambiente libre de oxígeno ( nitrógeno o argón ), y luego se soldó herméticamente el casco. El sellado no podía reemplazar la pasivación adecuada de la superficie de las uniones pn, por lo que los parámetros de los transistores de aleación eran inestables con el tiempo [86] . Casi todos los transistores de aleación estaban hechos de germanio: la implementación de la tecnología de aleación en silicio resultó ser demasiado complicada y costosa [87] .
Las transiciones entre las zonas de tipo p y tipo n en los transistores de aleación eran nítidas (escalonadas), en contraste con las transiciones suaves de los transistores crecidos. Debido a la característica de la unión del emisor escalonado, los transistores de aleación tenían una mayor ganancia de corriente y eran interruptores más eficientes en los circuitos digitales. La característica escalonada de la unión del colector, por el contrario, dio lugar a propiedades indeseables: alta capacitancia de Miller , rango de frecuencia estrecho (hasta 10 MHz), autoexcitación de amplificadores [88] . La frecuencia operativa límite de los transistores de aleación era más alta que la de los transistores basados en uniones crecidas, pero aún inferior a la de los transistores puntuales [87] .
A mediados de la década de 1950, James Earlypropuso varias opciones para estructuras de aleación asimétrica (PNIP, NPIN), que permitieron ampliar el rango de frecuencia hasta 200 MHz. Según Ian Ross, Early fue la segunda persona después de Shockley en proponer una estructura fundamentalmente nueva para el transistor [89] , pero lo hizo demasiado tarde. A fines de la década de 1960, los transistores Earley, que eran inferiores en todos los aspectos a los transistores de difusión, fueron descontinuados [88] [90] .
En 1950, un grupo de especialistas de Bell Labs dirigido por Calvin Fullercomenzó la investigación sobre la difusión de impurezas en germanio para desarrollar medidas contra la contaminación de cristales con impurezas no deseadas. El trabajo de Fuller se convirtió en un estudio exhaustivo de la difusión de medios sólidos y gaseosos y produjo un resultado secundario: la creación de una célula solar de silicio eficiente [47] . A principios de 1954, Shockley sugirió utilizar la difusión Fuller para formar uniones pn con una profundidad y un perfil de concentración de impurezas determinados [91] .
En marzo de 1955, Shockley, George Daisy y Charles Lee presentaron una solicitud de patente para la tecnología de producción en masa del transistor de difusión [91] . En este proceso, una masa de gránulos monocristalinos de germanio tipo p, futuros transistores, se colocó simultáneamente en el horno de difusión. Luego, el arsénico se difundió durante 15 minutos a 800 °C , lo que formó una capa de tipo n (base) en la superficie de la tableta. Se aplicó una capa delgada de aluminio a la superficie de cada tableta usando una plantilla : la almohadilla de contacto del futuro emisor. Durante el recocido, los átomos de aluminio se difundieron en germanio, creando una fina capa de tipo p dentro de la base (el propio emisor). El contacto eléctrico con el colector, oculto dentro de la capa de difusión de la base, se creó soldando el cristal al cuerpo del transistor con soldadura que contenía indio . El indio, al difundirse en germanio, cambió la conductividad de la capa base de tipo n nuevamente a tipo p, "empujando" suavemente la capa base de la zona de soldadura [92] . La apariencia de la tableta, soldada a una base plana, se asemejaba a las mesas comunes en el suroeste de los Estados Unidos ( español: mesa ), razón por la cual los transistores de este tipo se conocieron como transistores de mesa [93] . La tecnología de Daisy, Lee y Shockley entró en producción en Western Electric , pero no entró en el mercado abierto: todos los transistores producidos se distribuyeron entre la propia Western Electric y un círculo reducido de clientes militares [93] .
En 1957, Philips desarrolló su propia tecnología de mesa, el llamado proceso de " base empujada hacia afuera" (POB ) . En este proceso, la difusión de las impurezas tanto del aceptor (capa base tipo p) como del donante (capa emisora tipo n) se produjo a partir de gotas de plomo dopadas depositadas en una pastilla de germanio tipo n. Los transistores de este tipo tenían una frecuencia de ganancia de corte de hasta 200 MHz y fueron ampliamente utilizados en los primeros televisores de semiconductores de tubo . El éxito comercial de la tecnología POB jugó una broma cruel a Philips: la empresa se centró en mejorar las tecnologías de germanio y quedó muy por detrás de los estadounidenses y Siemens en silicio [94] .
A principios de 1955 en el horno de difusión de Karl Frosch, que trabajaba en Bell Labs en los problemas de difusión en silicio, hubo un destello accidental de hidrógeno [95] . Parte del hidrógeno en el horno se quemó con la liberación de vapor de agua , la oblea de silicio experimental se cubrió con una fina capa de dióxido de silicio [95] . Durante los siguientes dos años, Frosch y su asistente Lincoln Derick, con la participación de Moll, Fuller y Holonyak estudiaron en detalle el proceso de oxidación térmica húmeda y lo llevaron a la producción industrial [96] [97] . En contraste con la entonces impredecible oxidación seca en una atmósfera de oxígeno , la oxidación húmeda con vapor de agua resultó ser un proceso fácilmente reproducible, y las capas de óxido resultantes fueron uniformes y suficientemente fuertes [95] . Retenían de forma fiable átomos de aleación pesada (por ejemplo, antimonio ) y, por lo tanto, podían servir como una máscara eficaz y resistente al calor para la difusión selectiva de impurezas [95] .
Frosch previó la introducción generalizada de máscaras de óxido selectivo allá por 1955, pero se detuvo a un paso de la idea de integración [95] . Holonyak escribió en 2003 que el descubrimiento de Frosch "hizo obsoletas todas las demás técnicas de difusión" y eliminó la barrera final para el diseño de circuitos integrados [96] . Sin embargo, Frosch se equivocó al decidir que el óxido era incapaz de retardar la difusión del fósforo . Las finas capas de óxido utilizadas por Frosch permitieron el paso de los átomos de fósforo, pero a principios de 1958 Chi-Tang Sadescubrió que una capa suficientemente gruesa de óxido también es capaz de retener fósforo [98] . Este error retrasó más de un año el inicio del trabajo práctico de Jean Herney sobre tecnología plana [98] .
El trabajo de Frosch siguió siendo un secreto interno en Bell Labs hasta que se publicó por primera vez en el Journal of the Electrochemical Society en el verano de 1957 [99] . Sin embargo, William Shockley, quien se fue a California en 1954 y fue despedido formalmente de Bell Labs en septiembre de 1955 [100] , ciertamente conocía el trabajo de Frosch. Shockley siguió siendo revisor y consultor de Bell Labs, recibiendo regularmente noticias de los últimos trabajos de la corporación, presentándolos a sus empleados [101] . Dos de las tecnologías más importantes de Bell Labs, aún inéditas en 1956, la oxidación húmeda y la fotolitografía , se estaban introduciendo en la producción piloto en el Laboratorio de Semiconductores de Shockley [101] . Los Ocho traicioneros , que abandonaron a Shockley para fundar Fairchild Semiconductor , se llevaron consigo un conocimiento práctico de estas tecnologías [102] .
En agosto de 1958, Fairchild Semiconductor presentó el 2N696 de Gordon Moore , el primer transistor de mesa de silicio y el primer transistor de mesa que se vendió en el mercado abierto de EE . UU. [103] . La tecnología de su producción era fundamentalmente diferente de los procesos de "tableta" de Bell Labs y Philips en que el procesamiento se llevó a cabo con placas enteras sin cortar utilizando fotolitografía y oxidación húmeda Frosch [104] . Inmediatamente antes de cortar la oblea en transistores individuales, se llevó a cabo la operación de grabado profundo ( eng. mesaing ) de la oblea, separando las islas de mesa (futuros transistores) mediante surcos profundos [105] .
La tecnología Fairchild mejoró significativamente la productividad, pero era muy arriesgada para su época: un solo error en las etapas de difusión, chapado y grabado de las planchas provocaba la muerte de todo el lote [105] . Fairchild resistió estas pruebas y permaneció durante casi un año y medio como el único proveedor de transistores de mesa en el mercado abierto. El 2N696 se compara favorablemente con sus competidores más cercanos ( los transistores de aleación de Texas Instruments ) por una combinación de mayor potencia nominal y buena velocidad en los circuitos digitales, y por lo tanto se convirtió durante un tiempo en el "transistor universal" del complejo militar-industrial estadounidense [106] . En informática, el 2N696 no funcionó tan bien debido al largo tiempo de apagado [107] . En noviembre de 1958 - enero de 1959, Jean Ernie encontró una solución al problema: aleaciones de colectores con oro [108] . La solución de Ernie era completamente ilógica, increíble: antes se creía que el oro "mata" la ganancia del transistor [109] . Sin embargo, los transistores PNP dopados con oro de Ernie, lanzados a principios de 1959, tenían una ganancia consistentemente alta, superaban en velocidad a los transistores de germanio y permanecieron inaccesibles para los competidores hasta mediados de la década de 1960 [110] . Fairchild, pasando por alto a Texas Instruments, se convirtió en el líder absoluto de la industria y mantuvo el liderazgo hasta julio de 1967 [111] .
La tecnología Mesa dio a los desarrolladores una flexibilidad sin precedentes para especificar las características de las uniones pn y permitió aumentar el voltaje de colector permitido a varios kilovoltios [112] y la frecuencia de operación a 1 GHz [113] , pero también tenía inconvenientes fatales. No permitía la formación de resistencias y por lo tanto no era adecuado para la producción de circuitos integrados [114] . Las gruesas capas de colector tenían una alta resistencia óhmica y, como resultado, respuestas de impulso lejos del óptimo [115] . El principal problema con los transistores de mesa era que la salida de la unión pn del colector a la "pared" pura de la mesa no estaba protegida de los contaminantes; como resultado, la confiabilidad de los transistores de mesa era peor que la de los transistores de aleación que los precedieron. [114] . Las partículas microscópicas atraídas al cristal por el campo eléctrico desviaron la unión del colector y redujeron la ganancia y el voltaje de ruptura. Moore recordó que cuando se aplicaba un voltaje inverso al colector, estas partículas, calentadas por la corriente de fuga, literalmente brillaban [116] . Era imposible proteger las paredes de la mesa con una capa de óxido, ya que la oxidación requería calentar a temperaturas superiores a la temperatura de fusión del aluminio de las almohadillas de contacto.
Ya el 1 de diciembre de 1957, Ernie le propuso a Robert Noyce el proceso planar , un sustituto prometedor de la tecnología mesa. Según Ernie, la estructura plana debería haberse formado por dos difusiones sucesivas, primero creando una capa base y luego una capa emisora incrustada en ella. Las salidas de las uniones de colector y emisor a la superficie superior del cristal estaban aisladas del medio externo por una capa de óxido "sucio", que servía como máscara para la segunda difusión (emisor) [102] . Esta propuesta de Ernie, además de alearse con oro, contradecía la opinión entonces generalmente aceptada [117] . Fuller, Frosch y otros ingenieros de Bell Labs creían que un óxido "sucio" en un transistor terminado era inaceptable, ya que los átomos de impureza inevitablemente penetrarían del óxido al silicio, violando el perfil de unión pn especificado [117] . Ernie demostró que esta opinión era errónea: los predecesores no tenían en cuenta que durante la difusión, la impureza no solo penetra profundamente en el cristal, sino que también se esparce lateralmente bajo la máscara de óxido [118] . La superposición de la máscara sobre la unión pn real (oculta) es lo suficientemente grande, por lo que se puede despreciar la difusión desde el óxido hacia el cristal [118] .
En los siguientes seis meses, Ernie y Noyce no volvieron al tema planar [119] . Según Riordan, el retraso se debió a la imperfección del proceso litográfico de Fairchild: la tecnología de 1957-1958 no permitía cuatro fotolitografías y dos difusiones con un rendimiento aceptable , por lo que Ernie y Noyce no volvieron al tema planar en el siguiente seis meses [119] . En mayo de 1958, supieron que Martin Attala de Bell Labs también estaba trabajando en la pasivación de capas de óxido [120] . Ernie, que no quería ceder la iniciativa a los competidores, tomó el diodo plano y, a partir de enero de 1959, se centró en la fabricación de un transistor NPN plano, el sucesor del 2N696 [120] . 2 de marzo de 1959 Ernie creó el primer transistor planar experimental [121] . El 12 de marzo de 1959, Ernie estaba convencido de que el nuevo dispositivo era más rápido que los transistores de mesa, tenía corrientes de fuga mil veces más bajas y, al mismo tiempo, estaba protegido de manera confiable contra partículas extrañas [122] .
Según Arjun Saxena , también hubo una razón fundamental para la demora. Según los trabajos de Carl Frosch, la capa de óxido no podía servir como una máscara para la difusión de los átomos de fósforo ligero; es decir, Ernie necesitaba fósforo para la difusión del segundo emisor [98] . 2 de marzo de 1959 (o unos días después) ex colega de Ernie en Shockley Chi-Tan Sacontó a Ernie y Noyce sobre su experiencia de difusión [98] . Resultó que una capa de óxido lo suficientemente gruesa puede retardar efectivamente la difusión de fósforo [98] . Fue este conocimiento el que estimuló la actividad de Ernie en la primera quincena de marzo de 1959 [98] .
Moore y Noyce, quienes en realidad dirigieron Fairchild [aprox. 10] , decidió cambiar a la tecnología planar, pero lanzarse a una serie resultó ser inesperadamente difícil [123] . Fairchild no lanzó los primeros transistores planos 2N1613 producidos en masa hasta abril de 1960 [124] . El 26 de mayo de 1960, Jay Last , que trabajaba para Fairchild, creó el primer circuito integrado plano basado en las ideas de Noyce [125] , y en octubre de 1960 Fairchild anunció el abandono total de los transistores de mesa [126] . Desde entonces, el proceso planar se ha mantenido como la principal forma de fabricar transistores y, de hecho, la única forma de fabricar circuitos integrados [127] .
La mejora de los transistores bipolares continuó en dos direcciones: un aumento en la frecuencia operativa (velocidad de conmutación) y un aumento en la disipación de potencia [128] . Estos dos objetivos exigieron soluciones técnicas mutuamente excluyentes de los desarrolladores: la operación a altas frecuencias implica un área de unión mínima y un espesor de base mínimo, mientras que la operación a corrientes altas, por el contrario, requiere un área de unión grande [128] . Por lo tanto, en la década de 1960, los dispositivos de potencia y alta frecuencia se desarrollaron de forma independiente [128] . En 1961, los transistores de silicio Fairchild 2N709, diseñados por Ernie para Seymour Cray , superaron a los transistores de germanio en velocidad de conmutación por primera vez [129] . A fines de la década de 1960, los transistores experimentales alcanzaron frecuencias operativas de 10 GHz, igualando la velocidad de los mejores tubos de microondas [113] .
La potencia disipada por los primeros tipos de transistores no superaba los 100 mW [128] . En 1952, se creó el primer "transistor de potencia" con una potencia de disipación de 10 vatios. Era un transistor ordinario de aleación de germanio, soldado a una base de cobre, que estaba unido a un enorme disipador de calor [130] . En 1954, se desarrolló un transistor de veinte vatios con una corriente de colector máxima de 1 A [130] . La frecuencia límite de amplificación de estos transistores no superaba los 100 kHz y la temperatura de funcionamiento del cristal era de 80 °C [130] . La corriente de funcionamiento y la ganancia eran bajas debido a la baja resistencia base, de unos 30 ohmios [130] .
A fines de la década de 1950, los desarrolladores de transistores de alta potencia cambiaron a tecnologías de difusión y abandonaron el germanio en favor del silicio, que puede operar a temperaturas de hasta 150 °C [131] . En 1963 apareció el primer transistor de potencia epitaxial con una resistencia de base de alrededor de 1 Ω, que permitía controlar corrientes de 10 A o más [130] . En 1965, RCA lanzó el primer transistor multiemisor con una topología de mosaico [130] , en el mismo año, aparecieron los transistores de mesa de potencia con un voltaje permitido de 1 kV [131] . En 1970, el rango de frecuencia de funcionamiento de los transistores experimentales de alta potencia alcanzó los 2 GHz con una disipación de potencia de 100 W [131] . Al mismo tiempo, a fines de la década de 1960 y principios de la de 1970, comenzó la transición de cajas totalmente metálicas ( TO3 , TO36, TO66) a cajas de plástico ( TO220 y análogos) [113] .
Paralelamente a la mejora del transistor bipolar, se continuó trabajando en los transistores de efecto de campo [132] . Durante diez años (1948-1958) permaneció ineficaz debido a la falta de dieléctricos adecuados [132] . Entonces los acontecimientos se aceleraron bruscamente. En 1958, Stanislav Tezner produjo en la sucursal francesa de General Electric "Technitron" ( Technitron ), el primer transistor de efecto de campo de aleación producido en masa [132] . Era un dispositivo de germanio imperfecto, caracterizado por altas corrientes de fuga con una baja pendiente de la característica [132] . En 1959, RCA lanzó un FET de película delgada de sulfuro de cadmio [132] . En 1960, American Crystalonics lanzó un transistor de efecto de campo de aleación de unión pn en serie con un nivel de ruido más bajo que el de los transistores bipolares. En 1962, Texas Instruments lanzó el primer FET plano de unión pn.
Los eventos más importantes, como diez años antes, tuvieron lugar dentro de los muros de Bell Labs. En 1959 , Martin Attala propuso hacer crecer puertas FET a partir de dióxido de silicio; los dispositivos de este tipo se denominan estructuras MOS [132] . En el mismo año, Attala y Dion Kang crearon el primer MOSFET viable [133] . La invención no interesó a la gerencia de Bell, pero RCA y Fairchild comenzaron a experimentar activamente con la tecnología MOS ya en 1960, y en 1962 RCA fabricó el primer chip MOS experimental con dieciséis transistores [133] . En 1963 Chin-Tang Say frank wanlacecircuito MOS complementario propuesto [134] . Los primeros MOSFET RCA y Fairchild producidos en masa ingresaron al mercado en 1964, en el mismo año que General Microelectronics lanzó el primer MOS IC, en la década de 1970 los MOS IC conquistaron los mercados de microprocesadores y chips de memoria , y a principios del siglo XXI, la participación de Los microchips MOS alcanzaron el 99 % del número total de circuitos integrados (CI) producidos [133] .
Shockley, W. La teoría de las uniones pn en semiconductores y transistores de unión pn // The Bell System Technical Journal. - 1949. - vol. 28. - Pág. 435-48. Archivado desde el original el 21 de julio de 2013.
Alferov, Zh. I. El éxito de Skolkovo se puede lograr si la ciencia en el país comienza a desarrollarse nuevamente . Rusia soviética (29 de abril de 2011). Consultado el 20 de marzo de 2012. Archivado desde el original el 5 de agosto de 2012.
