トランジスタさん、お誕生日おめでとうございます

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トランジスタさん、お誕生日おめでとうございます

あらゆる電子回路の構成要素として広く知られるトランジスタは、日曜日に65周年を迎えます。このトランジスタは、ウィリアム・ショックレー(1910-1989)、ジョン・バーディーン(1908-1991)、ウォルター・ブラッテン(1902-1987)の共同発明とされています。1947年12月16日に行われた実験で、初めて点接触型トランジスタを動作させたのはバーディーンとブラッテンでした。

しかし、今ではどこにでもあるこのデバイス (今日では個別のコンポーネントとしてよりもシリコン チップ設計の要素として多く使用されています) の歴史は 1920 年代半ばにまで遡ります。

最初のトランジスタのレプリカ

1997年に再現されたバーディーンとブラッテンのトランジスタ

この名前は65年も昔のものではありません。1947年に作られたわけではありません。ベル研究所の従業員、ジョン・R・ピアース(1910-2002)がこの名前を考案し、1948年5月に、新しい装置に付けられる可能性のある名前のリストを提示された同僚たちが、彼の名前を選んだのです。

「これは、『トランスコンダクタンス』または『トランスファー』と『バリスタ』という言葉の略称です」と当時のベル研究所の投票用紙には記されていた。

チームの研究は1930年代後半にまで遡りますが、本格的な研究が始まったのは第二次世界大戦終結後でした。ショックレーは、シリコンを含む様々な半導体の薄片を挟み込んだ電界効果トランジスタの設計を提案しました。しかし残念ながら、彼はこの設計を数学的に予測した通りに動作させることができず、バーディーンとブラッテンはより単純な表面効果点接触型設計の研究を選択しました。

二人は、金属ベースに取り付けられたゲルマニウム片に金箔の点接触部を二つ取り付けることで、最初の点接触型トランジスタを製作した。金箔の点接触部はプラスチックのくさびで隔てられていた。当初は一枚の金箔だったが、三角形の頂点で金箔をスライスすることで、非常に近接した接点が形成された。

今回はそれが成功し、バーディーン氏とブラッテンは音声信号を増幅できる回路を装置に組み込むことができ、ベル研究所の上司たちは大いに喜んだ。

ポイントコンタクトトランジスタ設計

最初の点接触トランジスタの構造

同社はポイントコンタクトトランジスタを限定生産し、1948年7月1日にそのデバイスを一般公開しました。その時点でショックレーは既に代替設計、つまりポイントコンタクトデバイスの後継となるバイポーラ接合トランジスタを開発していました。1948年1月に製作・試験された彼の発明は、よりコンパクトな設計を実現し、やがてかさばるポイントコンタクトトランジスタよりも製造が容易であることが証明されました。

MOSは、1959年にベル研究所のジョン・アタラとダウォン・カーンが発見し、1960年代後半に相補型金属酸化膜半導体(CMOS)技術が広く利用されるまで、電子製品に使用されるすべてのトランジスタの基礎となりました。ただし、彼らの特許申請は1960年5月31日まで登録されませんでした。特許は1963年8月27日に付与されました。

ベルは1952年、ついにショックレーの接合型トランジスタの量産に成功し、その後、他の企業にもその設計をライセンス供与しました。中でも特に注目すべきは、ソニーという新興の日本の小さな企業です。2年後、ベルはトランジスタに使用していたゲルマニウムをシリコンに置き換えました。

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