…На кристалле кремния!
В его устройстве плоский кусок кремния был заделан припоем в металлической чашке, имеющей винтовую пружину для давления на находящийся сверху контакт из латуни, которым и искалась на поверхности кристалла точка генерации, с эффектом Шоттки.
В том же в 1906 году Пиккард получил патент на изобретение кристаллического детектора который назвал «Периконом» (аббревиатура от «Perfect Pickard contact») и через год создал компанию «Wireless Specialty Apparatus Company» на паях со своими ассистентами.
Так что до появления «Триода ТМ», кристаллические (если угодно — полупроводниковые) детекторы были уже широко известны и, даже в 1906—1908 годах — массово производились по лицензии в Российской империи, «Русским обществом беспроволочных телеграфов и телефонов» (РОБТиТ), в частности для малой полевой радиостанции.
Весьма неожиданно, да?
Чуть ли не Русско-японская войны и вдруг радиостанции на полупроводниках?
Первая мировая война родила первую серийную радиолампу и одновременно похоронила кристаллический детектор, ибо для его работы требовалось найти металлическим щупом (прозванным «cat's whisker») максимально чувствительную точку на поверхности неоднородного кристалла, что было чрезвычайно сложно и
неудобно, особенно в полевых условиях… При малейшей тряске настройка сбивалась и приходилось начинать всё с самого начала.
В это же время на Тверской радиостанции собрался солидный коллектив отечественных учёных с профессорами М. А. Бонч-Бруевичем и В. К. Лебединским во главе, проводящих видимо какие-то исследования в области военной радиосвязи. Многие из них до этого работали в «РОБТиТ» и, видимо знали не понаслышке об кристаллическом детекторе Гринлифа Уиттера Пиккарда. Вероятнее всего, волею случая попавший в тот коллектив совсем тогда юный Олег Лосев — именно от них и узнал об этом устройстве…
Рисунок 79. Портативная искровая радиостанция РОБТиТ образца 1914 года.
Не верю я что-то — ни в сопливых «15-ти летних капитанов», ни в гениальных изобретателей такого же возраста!
Второму рождению этого изобретения в нашей стране, способствовали на мой взгляд две вещи: радиолампы были очень дороги — двести рублей золотом за импортную, а советский народ — невероятно нищ.
Для детекторного же приёмника, как мы выше выяснили, не нужны ни триоды, ни даже источник питания… Вполне можно было обойтись «подножными» материалами и, поэтому — их делали даже в нацистских концлагерях, в частности используя вместо проводов колючую проволоку.
Вот и большинство радиолюбителей тоже были согласны помучиться, отыскивая эту самую волшебную «точек генерации».
Как бы там не было в 1922 году, уже сотрудник Нижегородской радиолаборатории (НРЛ), О. В. Лосев во всеуслышание заявил что обнаружил способность кристаллов цинкита (оксида цинка) в определенных условиях усиливать и генерировать электрические колебания. А изобретённое устройство назвал «Кристадином». В то время в СССР как раз началась эпоха массового радиолюбительства, доходящая до всеобщего помрачнения и предложенные Лосевым схемы радиоприемников на «Кристадине», пришлись как раз в тему.
Тем более в стане буйствовал махровым цветом НЭП, а у нашего «изобретателя» обнаружились задатки предпринимателя. Уже переехав в Ленинград, он организовал производство и продажу «Кристадинов» по цене один рубль двадцать копеек по стране и даже…
На импорт!
Вполне правдоподобно звучит: своих нищих и «за бугром» во все времена хватало.
Видимо к тому времени, про Гринлифа Уиттера Пиккарда — все уже дано забыли, раз узнав о скромном советском «изобретателе» — даже не имеющим высшего образования, в адрес ему неслись лишь хваленые дифирамбы. Вообще непонятно, ведь работы по этой теме велись за границей и после появления «Триода ТМ». В Штатах, к примеру, широко были распространены детекторы на основе карборунда, которые во отличии от «Кристадинов» — не боялись тряски и, могли устанавливаться даже на движущимся транспорте.
Загадочная история, согласитесь, ждущая своего вдумчивого исследователя.
В конце двадцатых годов, идею кристаллического детектора похоронили во второй раз.
Во-первых, на рынке появились достаточно дешёвые и надёжные радиолампы следующего поколения…
А во-вторых, в СССР закончилась эпоха НЭПа.
Олег Лосев, больше ничего гениального не изобрёл. До войны он работал в «ЦРЛ» под руководством А. Ф. Иоффе, преподавал физику в должности ассистента в Ленинградском медицинском институте и в «реальной» истории умер от голода во время Блокады Ленинграда.
* * *
А что же полупроводники?
А с ними всё в порядке, работы над ними шли по всему миру. Наши тоже в принципе не отставали и, в 1926 году советский физик Я. И. Френкель выдвинул гипотезу о дефектах кристаллической структуры полупроводников, названных им «дырками».
В 1931 году академик Иоффе публикует общую статью «Полупроводники — новые материалы электроники».
Основываясь на зарубежных открытиях, Курчатов годом позже, доказал в своей работе «К вопросу об электропроводности закиси меди», что величина и тип электрической проводимости определяется концентрацией природой примеси в полупроводнике.
Кроме этих двоих, исследования полупроводников в Ленинграде проводил ныне основательно забытый Борис Иосифович Давыдов, разработавший в 1937 году прорывную теорию прохождения тока в диодных структурах полупроводников… В том числе с разным типом проводимости — названных позднее «p-n переходами» и, имел смелость пророчески предположить, что для создания такого электронного устройства подойдет германий. Он также ввёл в научный обиход понятие «инжекции».
Кроме того, были многочисленные группы и отдельные исследователи полупроводников по всей стране.
Наконец, будущий академик АН УССР Вадим Евгеньевич Лашкарёв, работая в 1941 году в Уфе над разработкой и производством диодов на оксиде меди для радиостанций, чуть было не совершил эпохальное открытие… Приближая термозонд к игле детектора, он фактически воспроизвёл структуру точечного транзистора, еще бы шаг — и он бы открыл транзистор на шесть лет раньше американцев.
Увы, но этот шаг так и не был сделан!
Были у советских учёных и отдельные послевоенные достижения в области полупроводников, но факт остаётся фактом:
23 декабря 1947 года Уолтер Браттейн в «Bell Telephone Laboratories» провел презентацию изобретенного им прибора — действующего макета первого транзистора. Годом позже состоялась презентация первого транзисторного радиоприемника, а в 1956 году Уильям Шокли, Уолтер Браттейн и Джон Бардин получили Нобелевскую премию за это — одно из величайших открытий за всю историю человечества.
Так, советские ученые проиграли транзисторную гонку и с той поры вынуждены были «задрав штаны» со всех ног догонять.
Одно радует: «майку лузера» они делили с их британскими коллегами — которые точно также будучи в шаге от открытия, проспали не только полупроводниковые транзисторы, но и…
Микросхемы!
Впервые их еще в 1952 году предложил британский радиотехник Джеффри Даммер, впоследствии прозванный «пророком интегральных схем». Лишь в 1956 году он смог добиться от британских чиновников финансирования и изготовить первый прототип методом выращивания из расплава. Но первый «блин» оказался «комом» и Министерство обороны Великобритании признало его саму идею микросхемы бесперспективной, указав изобретателю на дверь.
В итоге британцы полностью прозевали переход к электронным машинам третьего поколения, активно начавшийся в середине 1960-х, отстав даже от Советов.
Однако, согласитесь: это — слабое утешение.
* * *
Почему так случилось?
Ведь, до войны мы шли ноздря в ноздрю со всем научным миром, занимавшимся изучением полупроводников.
Мало того, СССР подошел к созданию транзистора ближе всех, наши учёные буквально держали в руках его прототипы, причем на целых шесть лет раньше пиндосов.
Давайте разберём по полочкам…
Во-первых, виновата была советская параноидальная привычка засекречивать всё на свете. Имеющее хоть какое-то отношение к «оборонке», отчего несколько коллективов учёных работали параллельно — не имея понятия о достижениях и неудачах коллег.
Например, с работ «ОКБ 498» 50-х годов над первыми советскими полупроводниковыми диодами серии «ДГ-В1-8», гриф секретности был снят аж…
В 2019 году!
Во-вторых, советские открытия делались по большей части случайно. Тот же Лошкарёв разрабатывал купросные диоды для РЛС, пытаясь скопировать трофейные фирмы «Phillips» и, не осознал значение им сделанного.
В-третьих, мешала идеология.
Чтоб понять «как оно работает», требуется прибегнуть к квантовой механике и даже теории относительности… А она в тогдашнем СССР, мягко сказать — «не приветствовались», наравне с генетикой и прочими буржуазными лже-науками.
Американцы же работали единой компактной группой, со второй половины тридцатых годов целенаправленно ища замену вакуумному триоду.
Директор разработок Марвин Келли (специалист в области квантовой механики, кстати), собрал в фирме «Bell Telephone Laboratories» группу профессионалов высочайшего класса из Массачусетса, Принстона и Стэнфорда. Группу возглавил Джозеф Беккер, который в свою очередь привлек высококлассного теоретика У. Шокли и блестящего экспериментатора У. Браттейна.
Этой группе были предоставлены услуги всего штата компании — более двух тысяч дипломированных ученых и инженеров и выделены практически неограниченные ресурсы — сотни миллионов долларов ежегодно. Они работали по первой в истории и единственной в мире целенаправленной долговременной программе и, тем не менее…
Совершили открытие транзистора чисто случайно!
Уильям Шокли, как человек — был своеобразным аналогом нашего Лаврентия Берии и навряд ли понравился при близком знакомстве среднестатистическому представителю нашего «добра нации». Он имел отвратительный характер, был безумно требовательным, скандальным, грубым с подчиненными…
Короче, типичный рузвельтовский сатрап!
И при этом, как вишенку на торте — имел воистину маниакальную амбициозность.
Будучи в отличии от Лаврентия Павловича хреновым менеджером, он при этом как имел высочайший профессионализм, широту кругозора и невероятную работоспособность как физик-экспериментатор. Ради достижения успеха У. Шокли сам был готов работать круглые сутки и других принуждал к этому.
И тем не менее, как рыбой об лёд!
Год за годом проходит, а обещанного спонсорам проекта твердотельного усилителя как не было — так и нет.
К войне нашли лишь одно удачное решение, если из будущего смотреть, конечно: список полупроводников в «Bell Telephone Laboratories» — решили ограничить германием и кремнием…
(Мысли вслух: интересно, а что бы было с электроникой — если бы решили выбрать какой-нибудь другой полупроводник? Хотя бы тот самый купрокс?).
…После вступления США во Вторую мировую войну, работы над полупроводниковым транзистором были отложены «в долгий ящик», в фирме «Bell Telephone Laboratories», вернулись к ним лишь после 1945 года.
Ещё два года упорного труда и всё насмарку!
Даже Шокли с его амбициями, профессионализмом и упорством, в конце концов сдался и, фактически самоустранился от этой темы…
Упавшее было знамя подняли два его сотрудника — экспериментатор-практик У. Браттейн и физик-теоретик Дж. Бардин и вновь начались годы напряжённой работы.
У Дж. Бардина возникло предположение, что избыточные электроны прочно оседали в приповерхностных областях и экранировали внешнее поле. Эта гипотеза подсказала У.
Браттейну его дальнейшие действия. Плоский управляющий электрод он заменили острием, пытаясь локально воздействовать на тонкий приповерхностный слой полупроводника, и…
И вновь безрезультатно!
Раз за разом, но устройство отказывалось работать от слова «совсем».
Помогла случайность… Вернее, неслучайная случайность — ибо, эксперименты не были брошены после первой же неудачи, а были продолжены.
Как-то раз У. Браттейн по запарке перепутав полярность, чисто случайно сблизил концы электродов…
Рисунок 80. Прототип транзистора Бреттейна и Бардина.
И ЗАРАБОТАЛО!!!
Мгновенно оценив значение своей «ошибки», он и Дж. Бардин — буквально на коленке сконструировали твердотельный усилитель, который и считается историками первым в мире транзистором.
Его устройство очень просто: на металлической подложке-электроде лежала пластинка германия, в которую упирались два близкорасположенных контакта из золотой фольги. Последние в свою очередь — крепились на пластмассовом треугольнике сделанном из канцелярского ножа и прижимались к германиевой пластине пружинной — изготовленной из обычной канцелярской скрепки.
23 декабря 1947 года этот так называемый «прибор» — был продемонстрирован руководству фирмы «Bell Telephone Laboratories» и, этот день и считается с тех пор — датой рождения транзистора.
Ну а остальное уже было делом времени, техники и инвестиций!
Во всей этой «неслучайного-случайного» открытия полупроводникового транзистора, мне интересна такая фраза:
«Вадим Евгеньевич Лашкарёв, работая в 1941 году в Уфе над разработкой и производством диодов на оксиде меди для радиостанций, чуть было не совершил эпохальное открытие… Приближая термозонд к игле детектора, он фактически воспроизвёл структуру точечного транзистора».
Значит, что?
Значит, купроксный транзистор всё-таки возможен.
Так, что?
Возможно, это шанс совершить прорыв в электронике?
Интересно, интересно…
Я бегал как лев в клетке, повторяя попугаем:
— Получится? Не получится?
В любом случае — пока не попробуешь, не узнаешь.
— Эх… Была не была!
* * *
Через пару дней, после посещения вновь образованной артели «Красный купрокс», я отведя ВВП в сторонку и глядя ему в глаза:
— Слушай Василий… Твоя идея триода на закиси меди — весьма многообещающая, но одному тебе её не поднять. Запомни: сейчас не девятнадцатый век и открытия в одиночку не делаются! Нужен комплексные исследования, разбитые по отдельные направления и порученные разным исполнителям, даже не догадывающимся для чего это делается.
Вижу — внемлет, затаив дыхание и чешу по ушам дальше:
— Современный изобретатель же — это менеджер, как дирижёр руководящий оркестром — которому и достаётся после концерта вся слава… Понимаешь?
