Transistorn

Ingress för att beskriva innovationen

Transistor

OC 70 var de första transistorerna som började tillverkas på 1950-talet. Foto: Ellinor Algin.

Transistorradio

Regency TR-1 från 1954 var den första transistorradion. Foto: Ellinor Algin.

Transistorn uppfanns 1947 av tre fysiker vid Bell Laboratories. De fick dela Nobelpriset 1956 för detta.

Det vanligaste materialet för transistorer är kisel, vilket, näst efter syre, är det vanligaste grundämnet i jordskorpan.

Rubrik för små genier

  • Transistorn är är som elektriska "ventiler" som går att stänga och öppna.
  • Transistorn kan kopiera en liten elektrisk ström till en starkare. Det används i stereoförstärkare så det kommer ljud ur högtalarna.
  • En av de första apparaterna som hade transistorer i sig var radion. Många kallar den fortfarande för "en transistor". Transistorer finns också i datorn, bilen, platteven och mobiltelefonen.

Transistorn

En transistor är en manick som kan hålla reda på ettor och nollor!  Varje dator, datorspel, mobiltelefon, kamera innehåller massor av transistorer. Även den billigaste mobiltelefon innehåller mer än 20 miljoner transistorer.

Transistorernas stora fördel är att de är mycket små och snabba. Trots att de bara kan hålla reda på ettor och nollor, så hinner de i en mobiltelefon lyssna på allt vi säger, direkt göra om allt till räknetal och skicka iväg det i luften till en annan telefon. Där gör transistorerna om ettorna och nollorna till tal igen.
Transistorn uppfanns i New York 1947 dagen före julafton! Då var den stor som en golfboll och tillverkades av kristallen germanium. Nu tillverkas transistorer i Kina, Korea och Indien av samma grundämne som finns i sand, nämligen kisel.

Fysikerna

Sökandet efter transistorns ursprung börjar i kunskapen om halvledarnas egendomliga egenskaper. Enligt den klassiska fysiken kunde man förklara att exempelvis metaller leder ström bra eftersom de har många laddningsbärare, elektroner som kan hoppa relativt fritt mellan atomkärnor. Man kunde också förklara att andra ämnen, som glas, saknade laddningsbärare och därför isolerade. Däremot gick det inte att förklara varför några ämnen hade en varierande ledningsförmåga, beroende på exempelvis temperatur.

Upptäckten av transistorn

Det var många forskare som försökte hitta sätt att utnyttja halvledarnas egenskaper.
I amerikanska Bellbolagets laboratorium fick ett team av forskare uppdrag att ta fram ett alternativ till elektronrör baserat på halvledarteknik. John Bardeen, Walter H Brattain och William Shockley lyckades visa transistoreffekten 1947. De
fick delat nobelpris i fysik 1956.

Integrerade kretsen och mikroprocessorn

Tanken att sätta fler transistorer på samma kiselbit kom när transistorn blivit uppfunnen. Denna skapelse kallas integrerad krets, och uppfanns ungefär 10 år efter transistorn. Integrerade kretsar ledde även det till ett nobelpris i fysik, och delades ut till Jack Kilby år 2000. Också här delades priset med andra fysiker som bidragit till upptäckten, tysken Herbert Kroemer och ryssen Zjores Alfjorov.
Från integrerade logikkretsar utvecklade Intel mikroprocessorn. De första mikroprocessorerna som gick att programmera för olika ändamål kom 1971 och var främst till för miniräknare. Videospel, datorer och mobiltelefoner behövde mer avancerade processorer som kom några år senare. 

Moores lag

Gordon E Moore var en av Intels grundare och är känd för Moores lag från 1965. I den förutspår Moore att antalet transistorer som får plats på samma kiselbricka fördubblas vartannat år. Hittills har det stämt ganska bra. Intels första programmerbara mikroprocessor, 4004 från 1971, innehöll 2300 transistorer, 486 från 1989 hade en miljon. En dubbelkärnig processor från samma tillverkare idag närmar sig en miljard transistorer.

Materialet

Det vanligaste materialet för transistorer är kisel. Det är — näst efter syre — det vanligaste grundämnet i jordskorpan. Kislet kombineras sedan med andra grundämnen som exempelvis gallium eller arsenik för att bli till transistorer.
Trots att kislet som utgör basen för halvledartekniken är så vanligt är det risk att råvarubrist hejdar den expansiva utvecklingen inom elektronik och digitalteknik. Det börjar bli ont om de sällsynta jordartsmetaller som behövs i elektronikprodukterna. En stor andel av dessa metaller har kommit från gruvor i Kina. Landet har dragit ner på exporten, den inhemska industrin använder det mesta i produktionen av elektronikvaror som datorer eller mobiltelefoner. Nedlagda gruvor kan komma att öppnas på nytt när råvarupriserna stiger. Avfall från LKAB:s brytning av järnmalm innehåller en halv procent av dessa ämnen, tillräckligt för att utvinnas. Jakten har börjat världen över efter nya fyndigheter. Ska detta utvecklas till en ny guldrush?

Facebook

Gilla oss på Facebook för att se vad som händer i utställningen och på Tekniska museet, få tips och erbjudanden.

Till facebook.com/tekniskamuseetlänk till annan webbplats, öppnas i nytt fönster

Twitter

Följ oss på Twitter för att omvärldsbevaka och få inblick i det som händer i vår värld.

Tekniska museet på Twitterlänk till annan webbplats, öppnas i nytt fönster

YouTube

Se filmer om Tekniska museets verksamhet, teknik och vetenskap.

Till Tekniska museets kanal på YouTubelänk till annan webbplats, öppnas i nytt fönster

Flickr

På Tekniska museets fotoström på Flickr hittar du fotografier ur våra bildsamlingar.

Tekniska museets på Flickrlänk till annan webbplats, öppnas i nytt fönster

Bambuser

Vi livesänder våra Nördcaféer och en del andra evenemang på Tekniska museet. Följ live eller kika i efterhand på vår Bambuserkanal.

Tekniska museet på Bambuserlänk till annan webbplats, öppnas i nytt fönster