Транзисторы в 1923 году?

CQ 1959, январь

Недавно вышедшая брошюра с описанием только что разработанного кремниевого однопереходного транзистора напомнила об экспериментах, проведённых в 1920-х годах с использованием кристалла кремния, на который подавалось напряжение смещения. Иногда при проведении этих экспериментов удавалось получить впечатляющие результаты. Эти эксперименты были проведены большим количеством радио экспериментаторов в городе Монтклер и его окрестностях, штат Нью-Джерси. Экспериментаторы обменивались друг с другом разными схемами и информацией, например, об относительных достоинствах кристаллов галенита и радиосэйта, о преимуществах применения вибрирующего прерывателя по сравнению с электролитическим, почему магнитный детектор Маркони не будет работать с головными телефонами, а так же другой аналогичной эзотерической информацией, теперь уже преданной забвению.

С двумя из этих схем иногда удавалось получить результаты гораздо более лучше, чем при использовании имеющихся в то время триодов (лампы аудион) Тунгар, производства фирмы "Дженерал Электрик", размером с луковицу, имеющих запасную нить накала, которую можно подключить при перегорании первой нити. Эти лампы стоили как двухмесячная зарплата разносчика газет, и они довольно быстро разряжали батарею сухих элементов.

схема двойного кремниевого детектора со смещением

Рисунок 1. Двойной кремниевый детектор со смещением.

Антенна WA1 - 90 метров эмалированного медного провода диаметром 1,6 мм на подвесе высотой 9 метров;
Катушка L1 с двумя скользящими контактами содержит около 200 витков эмалированного медного провода диаметром 1 мм намотанного на бумажном каркасе диаметром 127 мм, каркас пропитан шеллаком;
В качестве заземления используется водопроводные трубы; не используйте для этого газовые магистрали;
Конденсатор C1 ёмкостью 175 пФ состоит из двух кусков оловянной фольги размером 100х127 мм, между ними находится фотопластинка толщиной 5 мм;
GB1 - Батарея из 3-х гальванических элементов;
Кристал xtal - кремниевый или карборундный, установленный в оправке из мягкого припоя; установленный кристалл нельзя сотрясать.

Первая из этих схем, нарисованная по памяти, изображена на рисунке 1, в ней используется два кристаллических детектора. Один связан с катушкой индуктивности, которая имеет два скользящих контакта, обмотка намотана на бумажном цилиндре диаметром 127 мм, тщательно пропитанном шеллаком для защиты от влаги. Контактами в кристаллических детекторах обычно служили стальные иглы от фонографа, и на иглу требовалось подать очень сильное давление, чтобы получить желаемый уровень сигнала. Иногда в качестве детектора использовался кристалл карборунда, в этом случае требовалось большее давление на иглу, а так же более высокое напряжение смещения, порядка 15 вольт (десять элементов питания, которые по стоимости были равны деньгам на обед за две недели!). Даже применяя сильное давление, чувствительная точка была трудноуловима, нахождение её занимало до двух часов. Найденная чувствительная точка оставалась работоспособной в течении относительно короткого отрезка времени и её легко было вывести из строя с помощью вибрации или сотрясения. Из-за высокого давления зона контакта между граммофонной иглой и кристаллом кремния иногда разрушается и превращается в порошок серого цвета примерно за то же время, которое потребовалось для нахождения этой чувствительной точки.

Схема детектора на прообразе транзистора

Рисунок 2. Кремниевый детектор на расщеплённом кристалле со смещением.

Вторая схема, нарисованная так же по памяти, показана на рисунке 2, она была несколько более продвинутый, чем первая и работала более стабильно. Здесь использовался кристалл кремния, установленный в держателе из мягкого припоя, в держателе необходимо осторожно прорезать канавки, так что кристалл будет поддерживаться двумя полуцилиндрами из припоя. Напряжение смещения любой полярности подаётся на обе полусферы кристаллодержателя, а патефонная игла сильно прижимается к поверхности кристалла кремния.

Характеристики этого детектора, как выяснилось, были весьма примечательны. На него удавалось принимать больше радиостанций чем на любой другой детектор, протестированный в то время, тон принимаемых сигналов мог быть изменён путём изменения напряжения смещения или с помощью применения сильного поперечного давления в тисках на кристалл. Наиболее чувствительная точка как правило находилась за момент до разрушения кристалла под давлением. Кристаллы кремния смонтированные в кристаллодержателе, сделанном из латуни (это был вероятно, легкоплавкий твёрдый припой) работали немного лучше, чем те, которые устанавливались в кристаллодержателе из мягкого припоя - но монтирование кристалла в сплаве Вуда или в чистом олове не влияло на полученные результаты.

Конструктивные элементы того времени включали в себя использование корзиночных катушек из красного волокна (по некоторым причинам катушки из чёрного волокна никуда не годятся), катушки должны были быть намотаны зелёным литцендратом (провод никакого другого цвета не подходил), и после изготовления они должны быть прокипячены в парафине или же они не будут работать! Конденсатор, шунтирующий головные телефоны обычно изготавливался из оловянной фольги и очищенной фотографической пластинки; несколько еретиков обнаружили, что можно использовать оловянную фольгу и вощёную конденсаторную бумагу из катушки зажигания от модели автомобиля Форд Т, эта катушка также служит хорошим источником медного провода №40 (0,08 мм).

Проведение экспериментов с применением смещения в кремниевых детекторах и других подобных кристаллических устройствах прекратилось где-то к 1924 году, в связи с тем, что любителям стали доступны электронные лампы, применявшиеся в телефонных репитерах. Широко были распространены излучающие регенеративные приёмники, обычно состоящие из регенеративного детектора (сделанного по схеме Колпитса, Хартли, Флевелинга и т.д.) и трёх каскадов усиления звуковой частоты.

Этот краткий экскурс в туманное историческое прошлое искусства беспроводной связи поднимает очень интересный вопрос. Действительно ли большая группа радиолюбителей и экспериментаторов где-то около 1923 года разработала и использовала грубую разновидность транзистора, даже не подозревая об этом, за двадцать лет до официального открытия транзисторов, сделанного сотрудниками фирмы "Белл"?

Рональд Л. Айвс

BACK MAIN PAGE

Рейтинг@Mail.ru