ZEOS

Ваша IP адреса: 18.210.23.15
Сьогодні: 15.12.2019
11:04
Україна, Київська область, 09200, м. Кагарлик, вул. Паркова, 8
тел. (04573) 5-18-62, e-mail: kagecol_1@ukr.net
Мапа сайту Контакти Головна

Міні чат

BB-Коди

Погода

Натисніть на картинку для збільшення

Календар подій

Календар свят і подій. Листівки, вітання та побажання

Вік сайту

Реклама

Реклама

Авторизація

Календар новин

«  Грудень 2019  »
ПнВтСрЧтПтСбНд
      1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
3031

Наше опитування

Оцініть наш сайт


Статистика

Онлайн всього: 1
Гостей: 1
Користувачів: 0



Реклама

Реклама 123

Створення транзистора 

Машини на електронних лампах працювали істотно швидше, але самі електронні лампи часто виходили з ладу. Для їх заміни в 1947 американці Джон Бардін, Уолтер Браттейн та Вільям Бредфорд Шоклі запропонували використовувати винайдені ними стабільні перемикаючі напівпровідникові елементи-транзистори.

На знімку - автори епохального винаходу: Шоклі (сидить)
Бардін (ліворуч) і Бріттен (праворуч)

Джон Бардін (23.V 1908) - американський фізик, член Національної Академії Наук (1954). Народився в Медісоні. Закінчив Вісконсін (1828) і Прінстонський університети. У 1935 - 1938 працював в Гарвардському університеті, в 1938 - 1941 - в Міннесоті, в 1945 - 1951 - в лабораторіях Белл - телефон, з 1951 - професор університету Іллінойсу.

Роботи присвячені фізиці твердого тіла і надпровідності. Разом з У.Браттейном відкрив у 1948 транзисторний ефект і створив кристалічний тріод з точковим контактом - перший напівпровідниковий транзистор (Нобелівська премія, 1956). Спільно з Дж.Пірсоном досліджував велику кількість зразків кремнію з різним вмістом фосфору і сірки і розглядав механізм розсіювання на донори і акцептори (1949). У 1950 з У. Шоклі ввів поняття деформаційного потенціалу. Незалежно від Г.Фреліха передбачив (1950) притягання між електронами за рахунок обміну віртуальними фотонами і в 1951 провів обчислення притягання між електронами, обумовленого обміном віртуальними фононами. У 1957 спільно зЛ.Купером і Дж.Шріффером побудував мікроскопічну теорію надпровідності (теорія Бардіна - Купера - Шріффер) (Нобелівська премія, 1972). Розвинув теорію ефекту Мейсснера на основі моделі з енергетичної щілиною, незалежно від інших узагальнив в 1958 теорію електромагнітних властивостей надпровідників на випадок полів довільної частоти. У 1961 запропонував в теорії тунелювання метод ефективного гамільтоніана (модель тунелювання Бардіна), в 1962 обчислив критичні поля і струми для тонких плівок.

У 1968 - 1969 був президентом Американського фізичного товариства. Медаль Ф.Лондона (1962), Національна медаль за науку (1965) та ін ..

30 червня 1948 Ральф Боун, заступник директора з науки лабораторії «Белл-телефон |», повідомив журналістам про новий винахід: «Ми назвали його транзистор, - він навіть затнувся на цьому новому слові, - оскільки це опір (resistor - по-англійськи) з напівпровідника, який підсилює електричний сигнал ». У порівнянні з громіздкими вакуумними лампами того часу транзистор виконував ті ж функції з набагато меншим споживанням енергії і додатково мав багато менші розміри.

Але преса не звертала практично жодної уваги на цей маленький циліндрик з проводками, що стирчать. Ніхто з репортерів, запрошених на прес-конференцію, не зміг представити розмах майбутнього поширення цього винаходу століття.

Видавець такого супермонстра, як «Нью-Йорк таймс», відвів повідомленням місце на сорок шостій сторінці свого видання в розділі «Новини радіо». Потім звістки про те, що замість щотижневої програми «радіотеатр« піде серіал «Наша міс Брукс», повідомлялося, що «вчора в лабораторії Белла був продемонстрований новий прилад під назвою транзистор, призначений для заміни вакуумних трубок. Цей маленький металевий циліндр розміром в півдюйма не містить сітки, електродів або скляного балончика. Для нього немає необхідності в часі розігріву ».

Того ранку було дуже багато інших новин, щоб народження транзистора було відзначено. На початку тижня радянські війська відмовилися пропускати транспорт з продуктами в Західний Берлін. США і Великобританія відповіли цілим потоком літаків в заблоковане місто, закинувши туди тисячі тонн продуктів і палива, необхідних для нормального життя більше двох мільйонів берлінців. Починалася холодна війна.

Навіть для самих винахідників транзистор з самого початку був всього лише компактною і економічною заміною вакуумних трубок. У повоєнні роки електронні цифрові комп'ютери займали величезні кімнати і вимагали доброго десятка обслуговуючих їх фахівців для регулярної заміни перегорілих ламп. Тільки збройні сили і уряд могли дозволити собі витрати на подібних гігантів.

Але сьогодні ми можемо сказати, що без того дивного винаходу ніколи не змогла б наступити Інформаційна Епоха. Невеликий циліндрик, який винайшли півстоліття тому Бардін ,, Браттейн і Шоклі абсолютно змінила світ, оточуючий нас. Варто поговорити про те, як вони це зробили.

Начальству відкриття транзисторного ефекту було продемонстровано на півроку раніше, 23 грудня 1947 року. Чесно кажучи, повідомлення було дуже коротким. Уолтер Браттейн вимовив кілька вступних слів і включив обладнання. На екрані осцилографа було чітко видно, як сигнал, що подається, різко збільшувався на виході транзистора. Потім Браттейн зачитав кілька рядків із лабораторного журналу випробувань, після чого демонстрація була закінчена. Від керівництва компанії «Белл« на ній були присутні двоє: заступник директора з науки Ральф Боун і експерт лабораторії Харві Флетчер. Ніхто не може сказати, що вони подумали, але, за словами очевидців, фізіономії у них були досить кислими. Ймовірно, як і всі нормальні начальники, Боун і Флетчер чекали оповідань про економічний ефект і впровадження. Але нічого такого висловлено не було, а відкриття-то було, напевно, друге за значимістю після того, як за 70 років до нього Олександр Белл покликав свого асистента через перший у світі телефон: «Містер Ватсон, ви мені потрібні».

Вільям Шоклі почав мріяти про напівпровідниковий підсилювач десятиліттям раніше, але йому нічого не вдавалося зробити до тих пір, поки в 1945 році в лабораторію Белла не прийшов блискучий теоретик Джон Бардін. Він спочатку сидів в одній кімнаті з не менш блискучим експериментатором Уолтером Браттейном, що займається напівпровідниками аж з 1930 року. Будучи повною протилежністю один одному по схильностях і темпераменті, вони здружилися на грунті спільної справи і частої гри в гольф. Саме їх спільна робота в підрозділі Шоклі і привела до відкриття.

Перші місяці після нього Шоклі буквально розривали суперечливі емоції. З одного боку, поруч з ним зроблено видатне відкриття, яке назвали «кращим різдвяним подарунком лабораторії Белла». З іншого - його внеску у відкриття практично не було, хоча він бився над ним десять років.

Але це протиріччя сильно допомогла транзистора. Відразу ж після відкриття Шоклі списує сторінку за сторінкою своїх робочих зошитів, з'єднуючи новий винахід (суть і значущість якого він розумів, напевно, краще за всіх) зі своїми старими розробками. Бардін і Браттейн швидко втратили інтерес до чисто технологічних вправ свого шефа, і в їх відносинах до кінця сорокових років намітилася деяка холодність. У 1951 році Бардін пішов на професорську посаду в університет штату Іллінойс, а Браттейн відхилився від флагманського курсу лабораторії і займався самостійними дослідженнями. Шляхи трьох першовідкривачів перетнулися знову в Стокгольмі, де їм вручали Нобелівську премію за 1956 рік.

Лише до середини п'ятдесятих років фізики та інженери почали усвідомлювати роль і значення транзистора, широкі ж маси населення залишалися в повному невіданні. Мільйони радіо і телевізійних приймачів раніше були величезними ящиками, заповненими електровакуумних лампами. Після їх включення доводилося чекати хвилину, а то й більше, до початку роботи, поки лампи розігрівалися. У 1954 році під транзистором ще малося на увазі щось дороге і витончено-лабораторне з досить специфічними додатками типу слухових апаратів і військового зв'язку. Але цього року все змінилося: невелика компанія з Далласа починала випускати транзистори для портативних радіоприймачів, які продавалися за півсотні доларів. У той же час на ринку транзисторів з'явилася маленька і нікому невідома японська компанія з приємною назвою Sony, краще американців перспективність, яка оцінювала їх.

В кінці п'ятдесятих кожен пристойний американський підліток мав транзисторний приймач. Але перші транзисторні телевізори зробила Sony, і монополія США стала танути, не встигнувши розвинутися.

Шоклі, правда, теж не втрачав часу і в 1955 році заснував у північній Каліфорнії напівпровідникову компанію, що стала початком всесвітньо відомої «Кремнієвої долини». Можна сказати, що Бардін, Браттейн і Шоклі висікли першу іскру, з якої розгорілося велике електронно інформаційне вогнище, - у нього всі ми сьогодні гріємося.

Через півстоліття, можливо, як і годиться великого винаходу, історія його створення обростає легендами. Нещодавно вона отримала несподіваний розвиток.

Невелика компанія АСС з американського штату Нью-Джерсі заявила, що знаходиться на порозі створення накопичувача інформації, рівного якому на планеті не було. Ємність його - 90 гігабайт, і він у тисячу разів перевершує за швидкістю зчитування найшвидший з жорстких дисків IBM. Мало того, за розмірами він не перевищує великий монети або жетона для казино.

Президент АСС Джек Шульман називає технологію, за якою створено прилад, «transcapasitor». За його словами, є підстави стверджувати, що інформація для її відтворення витягує з останків НЛО, нібито потерпілого катастрофу в 1947 році в районі міста Росвелл в штаті Нью-Мексико. Матеріали були передані Шульману його знайомим, колишнім військовим.

«Спочатку я поставився до його слів вкрай недовірливо і попросив надати докази, - розповідає Шульман. - Тоді він прикотив чотири візки з документами секретної лабораторії Міністерства оборони. Експерти підтвердили, що документи датуються серединою сорокових років. Майже з чистого інтересу ми відтворили за кресленнями пристрій, що нагадує напівпровідниковий прилад. Воно запрацювало! Нам потрібно 18 - 20 місяців, щоб довести зразок до промислової серії. На всі прохання показати зразок експертам великих компаній Шульман дає відмову, мотивуючи його тим, що поки пристрій не запатентований.

Так що - знову «зелені чоловічки»? У комп'ютерній мережі «Інтернет« є вже спеціальна сторінка (www.accpc.com / roswell.html), присвячена новій технології. Інформація про роботу Шульмана пройшла в серйозному американському виданні «PC World Online" і російському - «Computer World». Мало того, редактор останнього опублікував обширний коментар про іншу несподівану подія - поява транзистора.

Адже він був винайдений саме тоді, коли сталося це саме «щось« в американському Росвеллі. Висловлюються гіпотези, що і його могли «підкинути« нам невдалі інопланетяни. Аргументи прихильників | прибічників | подібних роздумів спираються | обпираються | на те, що транзистор був представлений | уявляти | громадськості практично одночасно з першим оголошенням в пресі, повідомляв про роботу в зовсім новому напрямку | направлення |. Ходять чутки, що на місці «загибелі інопланетян« американські військові | воєнні | знайшли фрагменти кремнію точь-в-точь з | із | тими ж властивостями, якими володів перший транзистор. При цьому в СРСР, незважаючи на | незважаючи на | високий рівень розвитку в ньому науки, нічого схожого зроблено не було.

Єдине, що сильно бентежить: стаття про новий накопичувач і міркування редактора про транзистор надруковані в номері від 31 березня 1998 року. Хоч і не перше квітня, але все ж дуже, дуже близько.

Сьогодні: проблеми і пошуки я пишу статтю на комп'ютері, містить десять мільйонів транзисторів, - непогана кількість «душ« для власника. І коштують вони менше, ніж жорсткий диск і дисплей. Навіть десять мільйонів скріпок стоять більше. Транзистори продаються за безцінь тому, що сорок років інженери посилено працювали над розміщенням все більшого їх числа на одній пластині кремнію. Щорічно число транзисторів на одній платі подвоюється - скільки триватиме цей процес?

Вже не раз скептики пророкували, що близький фізичний межа мініатюризації, і кожен раз факти спростовували ці похмурі прогнози. Щоб не уславитися ні скептиком, ні фантазером, хочу поговорити максимально об'єктивно про те, як буде розвиватися твердотільна електроніка і чим їй зможе допомогти наука.

Деякі фізичні обмеження неминуче виникнуть при постійному стисненні розміру транзистора. Завдання з'єднання цих мікроелементів може стати нездійсненним.

Зменшення розміру електричного контуру призводить до того, що доводиться мати справу з сильними електричними полями, які впливають на рух електронів по провідниках. Крім цього, постійно зростає тепловиділення. І нарешті, розміри елементів стають порівнянні з довжиною хвилі випромінювання, за допомогою якого вони виготовляються, - ще одна риса.

Щоб відчути взаємодію цих меж, давайте поглянемо на роботу сучасного польового транзистора. По суті справи, це реле, набуває два значення - нуль або одиницю. У великих системах вхідні сигнали управляють транзисторами, які передають оброблені сигнали на вихід. Транслюються сигнали по провідниках, тому саме провідники визначають роботу того ж комп'ютера.

Польовий транзистор містить канал і три електроди: катод випускає електрони, анод набуває, а сітка управляє провідністю каналу. Якщо електрони доходять від катода до анода, то транзистор відкритий і перебуває в положенні «включено». Це можливо, якщо на сітку (по-англійськи цей термін звучить «gate" -ворота) поданий позитивний потенціал. Раз на сітку і подається вхідний сигнал, він може або замкнути транзистор, або відкрити його.

Але все це працює тільки в тому випадку, якщо, провідники досить добре ізольовані один від одного. Раніше безпечну відстань вважалося десятих нанометра - на ньому ніяк не проявляються такі квантові ефекти, як тунелювання електронів. Однак в лабораторіях вже досліджується відстань в три нанометра - очікується, що промислове виробництво підступить до нього в межах десяти років.

Ннещодавно вчені з лабораторії «Белл-телефон« виготовили «мініатюрний працюючий транзистор« -його поперечний розмір 60 нанометрів, це всього лише довжина ланцюжка з 180 атомів. Цей транзистор в чотири рази менше найменшого із раніше створених, він успішно працює і показує рекордні величини посилення. Споживання енергії у нього в сто разів менше, ніж у сучасних транзисторів. І це хороша новина.

Але разом з тим є і погана: дослідники виявили, що йде тунелювання електронів через підкладку, що відокремлює канал провідності від керуючої сітки. Поки воно не впливає на протікає струм, і потрібно ретельно вивчити його наслідки. На думку керівника робіт Стівена Хіленіуса, подальше зменшення параметрів неможливо: «Схоже, ми зробили перший з останнього покоління транзисторів».

У чому причина такого песимізму? І все в тих же названих проблемах. Насамперед - у зростанні локальних значень електричного поля, який неминуче супроводжує мініатюризацію. При кімнатній температурі електрони рухаються так само, як і під дією напруги в 0,026 вольт-ампер. Ця величина називається «Тепловий напругою». Сигнал, цим керує, повинен бути помітно більше, щоб подолати випадкові коливання. Для транзисторів на основі кремнію характерні величини напруги, що подається - від половини вольт-ампери до вольт-ампери. Навіть така невелика напруга, прикладена на дуже малих відстанях, породжує величезні електричні поля (напруженість поля дорівнює напрузі, поділеній на відстань) і може привести до пробою повітря, природно, порушить роботу приладу. Нинішні транзистори вже працюють на межі такого пробою.

Мініатюризація збільшує тепловиділення на кожен квадратний сантиметр. Причина чисто геометрична: розміри проводів зменшуються в одному напрямку, а площа кристала надвеликої інтегральної схеми (чіпа) - у двох. Сучасні пристрої виділяють до 30 ват на квадратний сантиметр, це аналогічно нагріву речовини до 1200 градусів, в десять разів вище кухонну скороварку. Звичайно, подібного перегріву допускати в жодному ні в якому разі, тому розроблено безліч технологій охолодження, які, на жаль, сильно здорожують вартість чіпів.

Наступна складність пов'язана з промисловим виробництвом транзисторів.



Що таке прикладна комп'ютерна програма


Прикладне програмне забезпечення (англ. application software) також додаток, прикладне ПЗ, застосовна програма - частина програмного забезпечення, що вимагає безпосередньої взаємодії та забезпечує користувачу вирішення певної задачі. Цим самим поняття прикладного ПО протилежно системного та іншого допоміжного ПЗ (наприклад операційна система), які "тільки" забезпечують можливість виконання роботи, але не приносять безпосередньої користі користувачеві.

Наочним прикладом аналогічного поділу може бути електричний струм: електромережа не приносить прямої користі користувачеві, але й забезпечує роботу електричних пристроїв, надаючи їм електроенергію, в свою чергу користувач використовує ці пристрої для задоволення потреб, тобто отримує користь.
Однак таке чітке розмежування не завжди можливо, особливо у вбудованих системах (наприклад мобільний телефон або кавоварка) де програмне і апаратне забезпечення є єдиним цілим.


Крім того, виробники системного ПО нерідко вбудовують також і додатки, відомим прикладом є ОС Windows, де стандартно вбудовано велику кількість прикладного ПЗ. Ця практика не завжди відповідає вимогам користувачів певної системи.

Є чимало стандартизованого прикладного ПЗ, яке спрямоване на задоволення потреб більш широкого кола. Але значна частина прикладного ПЗ розробляється індивідуально "з нуля" або на основі стандартних програм для вирішення вузьких задач, наприклад: в рамках однієї компанії або галузі.