Elektrologi – Transistorn

De tre vise männen (Shockley, Bardeen, och Brattain) som sedermera skulle få Nobelpriset i fysik hade som ett dagligt motto på Bell Laboratories, under åren 1946–48;

“The will to think”.

Viljan att tänka – och inte ge upp tanken att hitta lösningen på en komponent i ett fast material. Efter 18 månaders arbete, den 4:e december 1947, definierar Brattain tre experiment och ritar ner dem på
en bit papper. Experiment nummer tre resulterar i ett lyckat försök den 16:e december, och en förstärkande komponent i ett fast material var ett faktum. Principen för bipolärtransistorn används fortfarande. I de flesta fall är det som en effektkomponent. Jag tittar i en komponentkatalog och hittar idag en NPN-transistor som klarar 60 V och kostar 8,60 kronor. Transistorn år 1947 var av typen “spetstransistor”, på engelska “point contact transistor”, dvs två spetsar av metall. På den tiden använde de spetsar av brons med en beläggning av fosfor, för att få till stånd en n-dopning av materialet. Spetsarna sattes så nära varandra som möjligt på ett stycke av germanium. Förstärkningen var väldigt liten (beta = 2) på grund av de relativt låga dopningsnivåerna i metallen och svårigheten att få spetsarna tillräckligt nära varandra. Germanium användes antagligen på grund av den tidens svårigheter att få tag på helt rent kisel.

Spetstransistorn var förstås inte särskilt optimal i sin första utformning. Den hade två små nålar som skulle vara så nära varandra som möjligt utan att vidröra varandra. Frasen “The will to think” hörde Shockley från den framgångsrike fysikern Enrico Fermi 1940. Fermi blev på 40-talet mest känd för sitt bidrag till atombomben och till kärnkraften. För oss studenter och doktorander var han mest känd för Ferminivån. Ferminivån är det högsta energitillstånd som elektroner kan vara i ett fast material vid den absoluta nollpunkten. På den tiden var Fermi engagerad i “Manhattanprojektet” vars syfte var att skapa den första atombomben för USA.

Enrico Fermi sa till Shockley 1940; Om man inte är övertygad om att resultaten av ansträngningarna kommer att användas till något viktigt så kommer en äkta tänkare vara motvillig att ta på sig de utmaningar som det arbetsamma och precisa tankearbetet kräver: man kommer sakna viljan att tänka. “The will to think”! Men, har man den viljan att tänka kan alla skapa storverk, i olika skalor. Du kan bara tänka verkligt stora tankar när du vill och har lust att tänka dem. Annars blir det inga stora tankar.