До появления транзисторов большинство электронных устройств, таких как компьютеры и радиоприемники, полагались на электронные вакуумные трубки. Они состояли из электродов в вакуумной лампе, через которые пропускался и контролировался электрический ток. Это позволяло ламповым лампам функционировать в качестве усилителей и переключателей.
- В 1904 году Джон Флеминг изобрел двухэлементную вакуумную лампу или диод. Изобретение Флеминга использовалось в ранней радиосвязи в качестве выпрямителя.
- В 1906 году Де Форест изобрел трехэлементную лампу или триод, поместив в середину лампы металлическую решетку. Изменяя напряжение на решетке, он мог контролировать сильный ток через трубку.
Это устройство стало моделью для более поздних вакуумных трубок. Это был один из важнейших прорывов в истории электроники - обеспечение возможности усиления, модуляции и переключения - заложивший основу для коммерческого радио, телевидения, высокоточного аудио и разработки первых цифровых компьютеров.
Однако вакуумные трубки - также известные как клапаны - были далеки от совершенства. Они были большими, и нагретая металлическая нить, которая излучала электроны, в конце концов перегорала. Их хрупкая стеклянная оболочка делала их легко разбиваемыми. Трубки требовали значительного количества энергии, поэтому они были очень горячими на ощупь. Компьютеры в конце концов были построены вместе с ними, но они были огромными и медленными.
На протяжении многих лет исследователи стремились заменить трубки полупроводниковыми устройствами. Какая-то удивительная работа относительно неизвестного исследователя Олега Лосева, кажется, была забыта в ходе истории. Его увлекательная история несет в себе пересказ.
Олег Лосев - российский ученый, сделавший в 1920-х годах значительные открытия в области полупроводниковых соединений. Он наблюдал световое излучение от точечных стыков карбида кремния, который, по сути, был первым светоизлучающим диодом (LED). Он опубликовал свои результаты в 1927 году, предлагая первую правильную модель для светодиодов, основанную на новой теории квантовой механики. Он также разгадал еще одну загадку.
Было замечено, что когда к кошачьему усику прикладывается постоянное напряжение смещения, чтобы повысить его чувствительность в качестве детектора в кристаллическом радио, он время от времени врывается в спонтанные колебания, производя радиочастотный переменный ток. Это был отрицательный эффект сопротивления, который был замечен в 1909 году Уильямом Экклсом и Гринлифом Пикардом, которые не обратили на него никакого внимания.
Осциллирующие кристаллы
В 1923 году Лосев начал изучать эти осциллирующие кристаллы. Он обнаружил, что предвзятые кристаллы окиси цинка могут усиливать сигнал. Лосев был первым, кто использовал отрицательные диоды сопротивления, и он понял, что они могут служить более простой альтернативой вакуумным трубкам. Он использовал эти диоды для создания твердотельных версий усилителей, генераторов и регенеративных радиоприемников на частотах до 5 МГц. Это было за 25 лет до транзистора!
В то время как работа Лосева над светодиодами никогда не была коммерциализирована, он имел больший успех с отрицательными диодами сопротивления и радиоприемниками. Он построил более 50 радиоприемников, включающих его необычные схемы. Радиоприемники и детекторы Лосева были выставлены в 1920-х годах на многих европейских выставках радиотехнологий.
Хьюго Гернсбек - известный американский издатель и редактор - одобрил работу Лосева в сенсационных выражениях. Гернсбек придумал для его описания слово "кристадин" и написал в 1924 году в "Новости радио" крупную статью под названием "Сенсационное изобретение". Он даже построил "кристадиновое" радио по точным спецификациям Лосева.
Несмотря на энтузиазм Гернсбэка, отрицательные диоды сопротивления никогда не оказывали влияния. Были проблемы с кристаллами кристадина, и лучшие кристаллы оксида цинка пришли из США, что было проблемой для сталинской России. Поскольку он не мог конкурировать с текущими трубами, кристаллический материал в конечном итоге был пропущен. В 1957 году Лев Эсаки вновь открыл для себя это важное устройство, теперь известное как туннельный диод.
История Лосева - одна из тех, что могли бы быть. Мир никогда не слышал о нем и знает только ученых, не связанных с ним, как изобретателей технологии твердого тела, которую он когда-то использовал. Ему не повезло родиться не в то время и не в том месте.
В конце концов, он оказался в ловушке в Ленинграде, осажденном немцами в 1942 году. Сообщалось, что в момент смерти он работал над трехконтактным полупроводниковым усилителем.
