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Walter Houser Brattain - Ein Transistor, der einen Nobelpreis wert ist

2021-02-10

Walter Houser Brattain

Walter Houser Brattain wurde am 10. Februar 1902 in China geboren. Er war ein Sohn amerikanischer Lehrer. Er studierte am Whitman College, wo er zwei Abschlüsse machte - in Physik und Mathematik. Er gab selbst zu, dass die Wahl dieser Disziplinen prosaisch war und sich aus der Tatsache ergab, dass er nur in diesen Fächern gut war und nichts tun wollte, in dem er nur durchschnittlich ist. Den größten Teil seiner Karriere verbrachte er bei Bell Labs, wo er dank eines Treffens mit Joseph Becker während einer Veranstaltung der American Physical Society beginnen konnte. Dort hat er seine wichtigsten Entdeckungen gemacht. Becker sagte, dass er nur eine Anforderung für seine Mitarbeiter hat. Er wollte, dass sie sich gegen den Vorgesetzten stellen konnten wenn es sinnvoll ist. Als Cowboy aus einer Ranch hatte Brattain damit kein Problem.

Bei Bell Labs arbeitete Brattain eng mit John Bardeen (zukünftiger zweifacher Nobelpreisträger) zusammen, mit dem er ein sehr harmonisches Duo bildete. Brattain war auf experimenteller Ebene großartig, während Bardeen ein geschickter Theoretiker war, der Hypothesen und weitere Ideen für die Forschung entwickeln konnte. Auf diese Weise konnte das Team äußerst effektiv daran arbeiten, das elektrische Signal zu verstärken. Das Ergebnis dieser gemeinsamen Bemühungen war der Bau des ersten funktionierenden Spitzentransistors am 16. Dezember 1947. Das Design wurde noch verbessert, u.a. durch die richtige Materialauswahl. Schließlich präsentierte das Team am 23. Dezember ihren Verstärker dem Rest der Mitarbeiter. Seine Struktur basierte auf einem Kunststoffdreieck, einer Germaniumplatte und goldenen Kontaktflächen. Eine solche Auswahl von Materialien ermöglichte es, die besten Verstärkungseffekte bei verschiedenen Frequenzen zu erzielen.

Es ist nicht notwendig, jemanden, der mit Elektronik zu tun hat, von der Bedeutung dieser Entdeckung zu überzeugen. Dies war ein Meilenstein in Bezug auf die damals verwendeten Elektronenröhren, die die Miniaturisierung von Geräten und Systemen ermöglichten, wie wir sie heute kennen. Kein Wunder, dass das Team 1956 den Nobelpreis erhielt. Neben Brattain und Bardeen wurde auch William Shockley ausgezeichnet, obwohl seine Teilnahme an dem Projekt in erster Linie aufsichtsrechtliche Natur hatte.

Nachdem er sich von Bell Labs zurückgezogen hatte, kehrte Brattain zum Whitman College zurück, wo er sich mit Lehre beschäftigte. In einem der Interviews gab er zu, dass das einzige, was er an der Erfindung des Transistors bedauert, die Tatsache ist, dass er zur Entwicklung von Rock'n'Roll verwendet wurde.

So wie es schwierig ist, den Einfluss von Transistoren auf die Entwicklung der Elektronik zu überschätzen, ist es schwierig, alle Bereiche aufzuzählen, in denen wir heute auf die Folgen der Erfindung von Brattain stoßen. Wir finden sie in unzähligen integrierten Schaltkreisen: sowohl analog (von Audioverstärkern bis zu Operationsverstärkern), als auch digital. Das einfachste Beispiel für Letzteres wären Gates und andere Logikschaltkreise, die aufgrund ihrer Zuverlässigkeit und unkomplizierten Designs immer noch häufig in einfachen Anwendungen verwendet werden. Eine weitere bekannte transistorbasierte Komponente ist der Timer NE555, wahrscheinlich der am häufigsten verwendete integrierte Schaltkreis aller Zeiten.

Dies sind jedoch nur einige Beispiele. Der Transistor ist zur Basis moderner Elektronik geworden. Sie sind die Bausteine ​​von Prozessoren und Mikrocontrollern. Junge Enthusiasten programmierbarer Elektronik, die die einfache Programmierung von Arduino oder Raspberry Pi, genießen, nutzen tatsächlich noch die Vorteile der Erfindung von Brattain. Genau wie jeder Benutzer eines Mobiltelefons oder eines Standard-PCs. Wenn wir unseren Alltag unter dem Mikroskop betrachten würden, würden wir auch die Transistoren in unseren Kreditkarten, Plastik-Monatsfahrkarten und sogar Zugangskarten zu Gebäuden. Und wir sollen das Wichtigste hier nicht vergessen. Wenn wir in der Zeit der Digitalisierung versuchen, fast alle Informationen in Form von Bits zu speichern, verwenden wir digitale Speicher, die auf Transistoren basieren.

Der Transistor hat zu Computerisierung und Automatisierung geführt, ohne die man sich das 21. Jahrhundert kaum vorstellen kann, aber es hört hier nicht auf. Diese Erfindung entwickelt sich weiter und nimmt neue Formen an, wie ein unipolarer Transistor. Es gibt ständig modernisierte Lösungen auf dem Markt, zum Beispiel Siliziumkarbidkomponenten. Dieses Material ermöglicht die Herstellung von Leistungstransistoren, die extrem widerstandsfähig gegen hohe Ströme und hohe Temperaturen sind. Diese Fortschritte ermöglichten den Bau von z.B. Elektroautos.

Transistoren haben eine extreme Miniaturisierung erfahren (heute messen wir ihre Größe oft in Nanometern) und wir sehen sie meistens als Teile komplexer elektronischer Schaltungen. Vergessen wir jedoch nicht, dass der gute Einzeltransistor immer noch viele Verwendungszwecke findet. Allein im Katalog von TME finden wir Tausende dieser Elemente. Einige Modelle (wie der BC548) werden seit den 1960er Jahren kontinuierlich hergestellt. In den Schaltkreisen von LED-Lampen, Ladegeräten, Netzteilen, Spielzeug, Industrieautos und Tausenden anderer Produkte befinden sich immer noch Komponenten, die sich (abgesehen von der Größe) kaum von dem Konzept unterscheiden, das Walter Brattain 1947 vorgestellt hat. Heute, am Geburtstag des Erfinders, lohnt es sich, sich einen Moment Zeit zu nehmen, um die enormen Auswirkungen des Lebenswerks dieses herausragenden Wissenschaftlers auf unser tägliches Leben zu würdigen.

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