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http://www.glossar.de/glossar/z_transistor.htm

Der Begriff kommt aus dem Englischen und steht für "transfer resistor", was soviel heißt wie "Übertragungswiderstand".

Das Halbleiterelement, das als Schalter funktioniert bzw. durch An- oder Ausschalten elektrische Signale sendet und Grundbaustein integrierter Schaltungen ist, wurde von Guy Clavel erfunden. Im Vergleich zu den vorher eingesetzten Elektronenröhren sind Transistoren viel kleiner, benötigen weniger Energie und sind weniger störanfällig.

Die Transistoren von CMOS-Prozessoren bestehen aus Metall als elektrisch leitendem Material, Siliziumoxid als nicht leitendem Material und Silizium als Halbleiter. Am Anfang der CPU-Entwicklung hatte ein Transistor eine Strukturbreite von 10 Mikron, was in etwa dem Durchmesser eines menschlichen Haares entspricht (1 Mikron = 1 Mikrometer = 1 Tausendstel Millimeter). Der Pentium II basiert auf einer 0,35 Mikron-Technik, so daß 7,5 Millionen Transistoren samt First-Level-Cache und FPU auf das Silizium-Plättchen passen.

Rund 50 Jahre nach seiner Erfindung existieren auf der Welt 200 Billiarden Transistoren. Die Geschichte des Verstärkerelements aus Halbleitermaterial beginnt Ende des Zweiten Weltkriegs. Die großen Telefongesellschaften in den USA sehen einen außerordentlichen Zuwachs im Telekommunikations-Bereich voraus. Die bis dahin verwendeten sperrigen und enorme Hitze ausstrahlenden Elektronenröhren, die zur Verstärkung der elektronischen Signale in Fernsehern und Radios verwendet wurden, können für diese Entwicklung nicht mehr verwendet werden.
So machen sich ein Gruppe von Forschern der Bell-Labore in Englewood (US-Bundesstaat New Jersey) an die Arbeit, und am Tag vor Heiligabend des Jahres 1947 stellen John Bardeen, Walter Brattain und William Schockley den ersten Prototyp vor. Bestehend aus einer kleinen Klammer, zwei schmalen Plättchen aus Gold und dem Halbleitermaterial Germanium wird der Transistor geboren. Die Erfindung, von Mitschöpfer Schockley als "nervöse Zelle" der modernen Welt bezeichnet, findet seine erste Anwendung umgehend im Telefon. Zunächst dient der Transistor als Spannungsverstärker für die Hörer der Telefonistinnen. Von 1952 an wird der Mini-Verstärker im Zentralsystem der Telefongesellschaft Bell eingebaut. Und von nun an sind überregionale Telefonate auch ohne Hilfe des "Fräuleins vom Amt" möglich. Heutzutage verfügt ein einfacher digitaler Telefonapparat über fünf Millionen Transistoren.
Zwei Jahre später kündigt der US-Elektronikkonzern IBM seinen ersten mit Transistoren vollständig ausgerüsteten Computer an. Im selben Jahr wird mit großem Werbeaufwand der "Transistor" vorgestellt. Hinter dieser Bezeichnung verstecken sich die Radiogeräte, die mit der neuen Technologie ausgestattet sind und die alten Riesenradiogeräte schnell verdrängen. Fernseher, HiFi-Stereoanlagen, Fotoapparate sowie Uhren und Radarsysteme kommen in den folgenden Jahren ohne das technische Wunderwerk nicht mehr aus. Die Bell-Laboratorien perfektionierten in der Folgezeit ihre Erfindung, und zu Beginn der 60er Jahre waren integrierten Schaltungen mit hunderten von Transistoren weit verbreitet.

Heute ist Verkleinerung eines der Schlüsselworte in der Geschichte der Transistoren. Würde eines der heute gängigen Mobiltelefone mit dem alten Elektronenröhren-System gebaut, so hätte es ungefähr die Höhe des Kölner Doms, der rund 160 Meter mißt. Neueste Transistoren, mit denen heute experimentiert wird, messen 0,03 Mikrometer und sind somit tausend mal kleiner und feiner als ein Haar.

Mit der Massenproduktion des Transistors von einer halben Milliarde Stück pro Sekunde purzelten auch die Preise des Verstärkerelements. Anfang der 50er Jahre kostete er noch 45 Dollar. Gegenwärtig sind Transistoren für den Bruchteil eines US-Cents zu haben.
 


 

Intel-Forscher stellen weltweit kleinsten Transistor vor
(New York Times, 15.12.2000)

Forscher des führenden Chip-Herstellers Intel haben den weltweit kleinsten und schnellsten Transistor im Dezember 2000 auf einer Fachtagung in San Francisco vorgestellt. Mit Hilfe der winzigen Prozessor-Bausteine will Intel künftig kleine, aber zehn Mal schnellere Microchips als bisher fertigen, teilte das Unternehmen mit. "Unsere Transistoren werden die nächste Stufe im Computer-Bereich einläuten", sagte Andreas Dott, Spezialist für Microprozessoren bei Intel. Künftig könnten PCs und mobile Geräte so leistungsfähig sein, dass speicherintensive Funktionen wie sprachgesteuerte Menüführung oder sogar Simultan-Übersetzungen kein Problem mehr darstellten. "Die Sprache wird statt der Tastatur die Schlüsselfunktion werden", sagte Dott.

"Mit diesem Durchbruch wird Intel weiter die Leistungsfähigkeit der Computer steigern und zugleich die Kosten für Microprozessoren verringern können", sagte Sunlin Chou von Intel. Künftige Prozessoren werden aus 400 Millionen und mehr Transistoren bestehen und mit einer Taktfrequenz von 10 GHz arbeiten können, sagte Dott. Auf den heutigen Pentium-4-Prozessoren, die mit maximal 1,5 GHz arbeiten, finden dagegen "nur" 42 Millionen Transistoren Platz. Für die nächsten Jahre erwartet Dott, dass die Software-Entwickler zahlreiche neue Anwendungen entwickeln, die diese Leistungsfähigkeit nutzen.

Transistoren sind die Bausteine eines jeden Mikroprozessors und senden durch An- oder Ausschalten elektrische Signale. Dabei wird ein Elektron durch das so genannte Transistor-Tor (Gate) geschickt. Die neuen Intel-Transistoren sollen eine Breite von nur noch 0,03 Mikrometer haben. Ein Stapel von 100.000 Transistor-Toren wäre gerade einmal so dick wie ein Blatt Papier. 12 Millionen Transistor-Tore kämen übereinander gelegt damit auf eine Höhe von einem Zentimeter. Die ersten Transistoren der neuen Generation sollen Intel zufolge im Jahr 2005 in die Massenproduktion gehen.

Motorola meldet den dünnsten Transistor
(Meldung von ZDNet News am 3.12.1999)

Motorola hat nach eigenen Angaben den weltweit dünnsten Transistor entwickelt. Wenn die Technik konsequent angewendet würde, hätten PCs bald die Größe eines Handys, sagte der Entwickler Jerry Hallmark aus den Motorola-Labors in Tempe, Arizona.

Die Schrumpfung um gut das Vierfache gegenüber üblichen Transistoren sei durch den Einsatz von Perovskit anstelle von Silizium möglich. In Massen sollen Chips mit der neuen Technik ab 2004 / 2005 produziert werden können.

Im November 1999 hatte der Professor für Elektrotechnik Chenming Hu von der University of California in Berkeley einen neuen Halbleitertyp namens "Finfet" vorgestellt, der Chips mit 400mal mehr Transistoren herstellen könne. Das Besondere an dem Halbleiter: Er verändert das Design des "Gate" des Transistors, der den Stromfluß kontrolliert. Normalerweise ist dieses Gate ein flacher Leiter, der nur eine Seite bedient. Das Team aus Berkeley hat den Leiter nun gegabelt, so daß beide Seiten kontrolliert werden können.

Die Chipindustrie wartet bereits seit längerem auf einen Durchbruch bei der Verkleinerung von Halbleitern. In den vergangenen drei Jahrzehnten wurden die Chips immer kleiner und leistungsfähiger - man ging von einer Verdopplung der Zahl an Transistoren auf einem Chip alle 18 Monate aus. Dieser Vorgang würde irgendwann an seine physikalischen Grenzen stoßen - wenn nicht ein "Durchbruch" im Design von Prozessoren neue Wege erlauben würde

 

    


 

 
siehe auch (auf anderen Glossar-Seiten):

IC - integrierter Schaltkreis
Computer mit etwas Computergeschichhe
PC
Prozessor
etwas Prozessorgeschichte
Gottfried Wilhelm Leibniz
etwas zum Schmunzeln aus dem Jahr 1983:
     IBM-Personal Computer XT und MS-DOS 2.00
 

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