Emilio
Diseñofilia

La evolución del transistor

Primer transistor en la historia Primer transistor de la historia, construído por John Bardeen, Williem Shockley y Walter H. Brittain en los laboratorios Bell en 1947. Foto: Tomada por un usuario de Wikipedia en los laboratorios Bell

A primera vista, el transistor, un instrumento del que se dice resume la nueva era electrónica, también parece ser una elección ideal para los partidarios de la concepción revolucionaria del cambio tecnológico. El transistor fue creado inicialmente en los prestigiosos laboratorios Bell, su inevención exigió trabajos teóricos originales y experimentales en física del estado sólido, y sus creadores (John Bardeen, Walter H. Brattain y William Shockley) recibieron el premio Nobel de física en 1956. Estos hechos sugerirían que el transistor surgió de la investigación científica revolucionaria, que no formaban parte de la corriente de artefactos.

La tesis de la continuidad parece debilitarse más por la constatación de que el familiar más próximo del transistor, en términos de uso, es el tubo de vacío. Por encima de la función similar que desempeñan, los transistores y los tubos electrónicos son demasiado diferentes como para afirmar que los primeros constituyen una variante de los últimos. El transistor no tiene ni vacío, ni cápsula de vidrio , ni red, ni cátodo calentado. A pesar de esta evidencia, una historia altamente considerada de los dispositivos semiconductores afirma que el transistor es uno de los vínculos de "una cadena continua de nuevos instrumentos electrónicos" que se origina en el siglo XIX.

La búsqueda de continuidad en el desarrollo del transistor comienza en la década de 1870 con el trabajo de Ferdinand Braun, un físico alemán que descubrió que determinadas sustancias cristalinas conducían una corriente eléctrica sólo en una dirección. En el cambio de siglo, estas sustancias se utilizaban en rectificadores de cristal para detectar la radiación electromagnética. Los rectificadores de cristal desplazaron a los anteriores detectores de ondas de radio e hicieron posible la moderna recepción de radio.

El aparato de radio de cristal, con auriculares, se convirtió en el primero receptor de radio fiable y de uso común. Su principal componente era un soporte que contenía un semiconductor (carburo de silicio, sulfuro de plomo o sulfuro de molibdeno) y una pieza delgada y flexible de alambre denominada "bigote de gato", elementos ambos introducidos por Braun en sus experimentos. Moviendo cuidadosamente el bigote de gato por el cristal de un equipo de radio, el usuario podía localizar puntos sensibles que ofrecían una señal clara. Los inconvenientes del sistema eran que el ajuste correcto del bigote de gato era cosa de ensayo y error, y que el equipo de cristal no podía amplificar la señal recibida; no obstante, el receptor de cristal utilizaba un semiconductor para fines de comunicación.

Las invenciones del diodo de vacío y el triodo de vacío por John A.Fleming (1904) y Lee De Forest (1906) hicieron obsoleto el equipo de cristal en los años veinte. El nuevo tubo electrónico, un subproducto de la manufactura de bombillas de luz de filamento incandescente, amplificaba la señal de radio recibida, posibilitando el uso de altavoces. Mientras que los detectores de cristal quedaron relegados a los operadores de radioaficionados y a jóvenes experimentadores interesados en conocer los rudimentos de la recepción por radio, la tecnología del tuvo de vacío se desarrolló rápidamente.

Aunque los receptores de cristal de juguete desaparecieron del mercado después de la segunda guerra mundial, los desarrollos de la electrónica durnte los años anteriores a la guerra habían reavivado el interés por los detectores de cristal para fines militares. Durante los años treinta se había puesto de manifiesto que las longitudes de onda cortas eludían a los tubos de vacío, pero no a los detectores de cristal. La implantación del radar estimuló el renovado interés e investigación en cristales que pudieran detectar estas microondas. Los rectividadores de punto de cotnacto fueron el resultado de esta investigación, mucho más sofisticados que los utilizados en los antiguos receptores de radio. El material cristalino era germanio o sílice, y la sonda del "bigote de gato" era de tungsteno.

Receptor de cristal construcción casera del autor de este blog Receptor de cristal, utilizando un diodo de germanio, construcción casera del autor de este blog, más información en este enlace

El paso de los detectores de microondas de germanio al primer transistor de germanio no fue ni obvio ni fácil. Supuso el esfuerzo científico y tecnológico de equipos de investigadores de laboratorios universitario e industriales de todo Estados Unidos. Los esfuerzos concentrados de estos investigadores plasmaron finalmente en un transisistor utilizable en diciembre de 1947, salido de los laboratorios Bell. Los resultados fueron descritos en un anuncio publicado el año siguiente: "En el transistor, dos puntods de contacto tipo bigote de gato o detector, bien conocidos por los radioaficionados, se unen al semiconductor".

Colección de transistores y diodos de germanio del autor de este blog Colección de transistores y diodos de germanio pertenecientes al autor de este blog

El diseño general del transistor de punto de contacto recordaba claramente los primeros detectores de cristal utilizados en la recepción por radio. Por supuesto, en 1947 había mejorado etraordinariamente la compresión teórica del funcionamiento del detector, como también la investigación de materiales en los tipos de sustancia cristalinas que se calculaba producían un efecto transistor. Además, los primeros detectores actuaban de rectificadores, mientras que los transistores actuaban de amplificadores. Pero después de reconocer todas estas diferencias, permanece intacta la continuidad del diseño del artefacto

Ilustración del diodo y transistor de germanio Ilustración del primer detector de cristal y el primer transistor, ambos de Germanio. Ilustraciones tomadas de vivian J. Phillips, Early radio wave detectors, Londres, 1980, p.207; JOhn N. Shive, The properties, physics, and design of semi-conductors devices, Nueva York, 1959, p. 177.

Un transistor efectivo podía ser diseñado de forma diferente; no tenía que ser de tipo punto de contacto. De hecho, Shockley inventó posteriormente el transistor de tipo empalme, que pronto sustituyó al modelo original de Bell y abrió el camino a la moderna electrónica de estado sólido. Pero el primer transistor fue de tipo punto de contacto, algo que subraya la regla básica: cualquier cosa nueva que aparece en el mundo de los artefactos se basa en algún objeto previamente existente.

Tomado del libro: La evolución de la tecnología por George Basalla. Editorial Crítica colección Drakontos.

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