Sosirea tranzistorului. Preistoria Unix - Episodul 4

 Acest grup de articole își propune să spună povestea Unix, sistemul de operare care a deschis calea pentru Linux, derivatele open source ale BSD și indirect MacOS și Android. Dar pentru a înțelege Unix trebuie să cunoașteți istoria Bell Labs, divizia de cercetare a AT&T.

Trebuie să existe foarte puține cazuri în care o companie inventează o industrie practic de la sine. Automobilele, industria calculatoarelor sau fabricarea avioanelor au fost rezultatul investigațiilor mai multor persoane din diferite locuri. In schimb Bell Labs și predecesorii săi, ramurile de cercetare ale Western Electric și AT&T, au dezvoltat aproape tot ce este necesar pentru a crea o rețea telefonică modernă.

AT&T își are rădăcinile în inventatorul telefonului însuși, Alexander Graham Bell. În primele zile, lucrurile pe care le luăm acum de la sine înțeles ca tonul de apel, tonul ocupat, cârligul pentru închiderea receptorului sau cadranul de apel nu existau. Se spune că, dacă doreai să dai un telefon, trebuia să strigi și să aștepți ca cineva care a trecut pe lângă dispozitiv să îți răspundă.

Compania a trebuit să rezolve mii de probleme în fiecare zi cu care nimeni nu se confruntase până în acel moment. Pentru aceasta a creat un grup de specialiști multidisciplinari care includea ingineri, chimiști, fizicieni, matematicieni și specialiști în metalurgie, printre alții.. Nu numai că au trebuit să mențină sistemul actual în stare de funcționare, ci să îl pregătească pentru o creștere a cererii. În plus, pentru a rămâne monopol, a trebuit să reducă costurile.

Au fost două obstacole majore în atingerea acestor obiective. Tuburile electronice și relele.

Un releu este un comutator electric care permite trecerea curentului electric atunci când este închis și îl împiedică atunci când este deschis. Deschiderea și închiderea comutatorului se face și electronic.

Fabricarea tuburilor electronice a fost o activitate cvasi-artizanală care a necesitat mai mulți pași și cu o toleranță foarte mică la eșecuri.. Odată construit au avut un consum mare de energie electrică și au generat multă căldură. Releele, a căror funcție a fost de a se asigura că apelurile au ajuns la destinație în rețeaua telefonică, Aveau mai multe contacte metalice care se epuizau. De asemenea, timpul său de răspuns a fost lent.

Fizica în stare solidă și apariția tranzistorului

Fizica în stare solidă este dedicată studiului proprietăților materialelor și a modului în care acestea se raportează la proprietățile lor la scară atomică.

Materialele solide sunt formate din atomi dens împachetați, care interacționează intens. Aceste interacțiuni produc proprietăți mecanice (de exemplu, duritate și elasticitate), termice, electrice, magnetice și optice.

În dispozitivele în stare solidă, curentul electric curge prin cristale semiconductoare solide (siliciu, arsenidă de galiu, germaniu) în loc de tuburi de vid.

Dacă ar putea găsi materialele potrivite, Bell Labs reduce costurile, timpul de fabricație și durata de viață a mecanismelor utilizate pentru direcționarea apelurilor telefonice și asigura calitatea semnalului.

În 1939 au început să studieze materialele semiconductoare. Aceste materiale sunt denumite astfel deoarece nu sunt conductori buni ai electricității, cum este cazul cuprului) sau izolați buni ai electricității, cum ar fi sticla. O altă proprietate interesantă este că permit doar trecerea curentului într-o singură direcție. A fost necesar doar să găsim un material care să amplifice și sunetul.

Lucrarea a fost întreruptă de cel de-al doilea război mondial, unde resursele Laboratoarelor Bell au fost dedicate comunicațiilor militare și îmbunătățirii tehnologiilor de detectare a radarului.

Reluându-și munca, oamenii de știință s-au confruntat cu o problemă, materialele semiconductoare nu aveau proprietăți de amplificare. Acest lucru s-a întâmplat deoarece partea superioară a materialului semiconductor (foloseau germaniu sau siliciu) a împiedicat trecerea curentului. Au rezolvat în cele din urmă problema aplicând o soluție conductivă.

Apoi au creat un dispozitiv format dintr-o felie mică de material semiconductor de aproximativ un sfert de mărimea unui bănuț pe o bază metalică. Un fir a fost atașat la bază în timp ce o mică bucată triunghiulară din plastic înfășurat în aur arăta spre fața superioară a feliei. La vârf a existat o incizie mică, aproape imperceptibilă, creând două fire cu o separare mică.

Acest dispozitiv ar fi fundamentul a ceva cunoscut sub numele de tranzistor și ar fi fundamentul industriei electronice. Acestea ar permite, de asemenea, apariția celei de-a doua generații de computere electronice.