Журнал Компьютерра - Журнал «Компьютерра» №45 от 01 декабря 2005 года

Закончилась история для уличенных студентов уходом в академический отпуск. И им еще повезло, потому что такие действия подпадают под статью 119 «Угроза убийством или причинением тяжкого вреда здоровью» Уголовного Кодекса РФ и наказываются лишением свободы на срок до двух лет.

Каково же было мое удивление, когда через несколько месяцев меня вновь попросили оказать помощь в аналогичном деле. Преподаватель, предмет и студенты были уже другие, но содержание писем - очень похожим. По уже отработанной схеме я со списком телефонов потенциальных злодеев двинулся к провайдерам и тут удивился еще больше, потому то ни один человек из моего списка не выходил в Интернет в нужное время с домашнего компьютера.

Пришлось вновь изучать IP-адреса писем. При этом обнаружилось, что послания набирались на компьютере одного из городских интернет-кафе, которое любят посещать некоторые студенты, фигурирующие в моем реестре. И когда я явился туда с фотографиями трех наиболее вероятных кандидатов, злоумышленник был мгновенно опознан дружелюбным персоналом.

Мораль истории такова: конечно, хорошо читать умные журналы и посещать лекции по новомодному предмету «Компьютерная безопасность». Полезно для общего развития и расширения кругозора. Но существуют методы, прекрасно действующие в нашей стране, разработанные еще царской охранкой и значительно усовершенствованные сталинскими соколами. Они далеки от компьютеров, зато универсальны и дают стопроцентный результат. В следующих историях мы убедимся в этом еще не раз.

Трехэлектродный полупроводниковый усилитель электрических сигналов, ныне известный всему миру как транзистор, справедливо считают одним из величайших достижений научно-технической мысли двадцатого столетия. Оно было отмечено Нобелевской премией по физике, которую в 1956 г. получили Джон Бардин (John Bardeen), Уолтер Браттейн (Walter Brattain) и Уильям Шокли (William Shockley). Практически все источники связывают создание транзистора с именами этих и только этих американских ученых.

Однако на самом деле все гораздо запутаннее и интереснее. У американской тройки в разных странах были предшественники, наблюдавшие твердотельное усиление электрического тока и конструировавшие приборы, основанные на этом эффекте. Имелись также и современники-европейцы, которые не только независимо изобрели транзистор, но и организовали его промышленный выпуск. Давайте перелистаем страницы этой полузабытой летописи.

Каноническая версия истории изобретения транзистора выглядит так. В 1925 г. гигантская корпорация American Telephone amp; Telegraph открыла научный и опытно-конструкторский центр Bell Laboratories. Во второй половине тридцатых годов его директор Мервин Келли (Mervin Kelly) задумал серию исследований, направленных на замену ламповых усилителей полупроводниковыми. Эту работу возглавил Джозеф Бекер (Joseph Becker), который привлек к ней Шокли и Браттейна (первый был теоретиком, а второй - блестящим экспериментатором). Однако все попытки построить твердотельный усилитель ни к чему не привели и после Пирл-Харбора были положены в долгий ящик. В военные годы Браттейн принимал участие в разработке сонаров, а Шокли занимался противолодочным вооружением и планированием рейдов стратегической авиации. В 1945 г. оба возвратились в Белловские лаборатории. В это время Келли решил создать под руководством Шокли сильную команду из физиков, химиков и инженеров для работы над твердотельными приборами. В нее вошли Браттейн и физик-теоретик Джон Бардин, который в военные годы тоже занимался оборонными исследованиями.

К тому времени было хорошо известно, что электрическое поле может влиять на проводимость полупроводников. Шокли придумал (не исключено, что не вполне самостоятельно) схему полупроводникового усилителя, основанного на этом эффекте. Но поскольку устройство упорно отказывалось действовать, он поручил Бардину и Браттейну довести его до ума, а сам практически устранился от этой темы. Пару лет дело не двигалось, однако в конце 1947 г. ученым наконец-то улыбнулась удача. 16 декабря в лаборатории Браттейна заработал твердотельный усилитель, который и считают первым в мире транзистором. Устроен он был очень просто - металлическая подложка-электрод и лежащая на ней пластинка германия с двумя тончайшими золотыми контактами, отстоящими друг от друга на расстояние не шире волоска. Начальство Белловских лабораторий придержало информацию об этом изобретении и обнародовало ее в специальном пресс-релизе лишь 1 июля 1948 г.

Поначалу сотрудники лаборатории именовали новый прибор германиевым триодом, но для широкой публики требовалось название попроще и покрасивее. Бардин с Браттейном хотели найти слово, заканчивающееся на «тор», по аналогии с резистором и варистором, но не смогли ничего придумать. Тогда Браттейн обратился за помощью к инженеру-электронщику Джону Пирсу (John Pierce), который отлично владел языком и позднее приобрел известность как популяризатор науки и писатель-фантаст. Пирс вспомнил, что одним из параметров вакуумного триода служит крутизна характеристики, по-английски transconductance. Он предложил назвать аналогичный параметр полупроводникового усилителя transresistance, и тут его озарило: transistor!

Транзисторы, изобретенные Бардином и Браттейном, сейчас именуют точечными. В середине января 1948 г. Шокли предложил принципиальную схему более эффективного твердотельного усилителя со слоеной структурой - биполярного транзистора. «В железе» эту идею воплотили сотрудники Белловских лабораторий Гордон Тил (Gordon Teal) и Морган Спаркс (Morgan Sparks), причем лишь в 1950 г. Так что свою часть Нобелевской премии Шокли заработал честно, пусть в создании «самого первого» транзистора он практически не участвовал.

Читателям «Компьютерры» вряд ли нужно рассказывать, как работают твердотельные приборы. Для полноты картины стоит напомнить, что в полупроводниках электрический ток переносят не только электроны проводимости, но и дырки, специфические квазичастицы, которые во внешнем электрическом поле движутся противоположно электронам и, следовательно, ведут себя как объекты с положительным зарядом. В идеальных кристаллах концентрация электронов проводимости строго равна концентрации дырок. Правда, отсюда не следует, что они вносят равный вклад в электропроводность, поскольку их подвижность может оказаться различной (к примеру, у чистого германия основная проводимость - электронная).