計算機歷史/早期創新
真空管,也稱為閥門,因為它控制電子流的方式就像水龍頭閥門控制水流量一樣,最初是為了放大和解調(“檢測”)無線電訊號而開發的。後來,它還放大了音訊以進行聲音增強。在第二次世界大戰中,雷達(和聲納)使用真空管進行更復雜的處理,其中許多在當時被稱為“脈衝電路”。戰爭結束後,使用真空管的數字計算機開始建造,然而,大量的邏輯功能意味著需要大量的真空管。必須提供以每管幾瓦為單位的加熱功率,並散發出熱量。需要大型冷卻系統來帶走熱量。雖然為無線電等簡單系統以及立體聲和樂器放大器設計的真空管可以使用數十年,但對於數字計算機而言,真空管不夠可靠。後來,為計算機專門設計的真空管,例如 RCA“特殊紅色”系列,型別號為 5961、5962 和 5963,更加適合,儘管它們的加熱器仍然消耗大量的能量。
[然而,美國的 SAGE(半自動地面環境)防空計算機,雖然只使用真空管,但非常可靠,因為這些計算機本質上以一對完全相同的形式安裝,只有一臺在執行。另一臺定期以降低的功率執行,這會導致弱管失效,以便更換。定期地,備用計算機投入使用,使另一臺計算機可以進行維護。但是,對於民用工作來說,複製計算機是不切實際的,真空管的可靠性也不盡如人意。]
肖克利、巴丁和布拉頓發現了點接觸型電晶體,隨後出現了更實用的結型電晶體,解決了真空管的侷限性,並在此過程中開始了計算機的縮小。
電晶體是一種固態放大器,當驅動到完全開啟或完全關閉狀態時,可以充當邏輯閘開關:它不需要加熱燈絲,也不需要開啟或關閉物理觸點來改變電子流。其功能部件由半導體制成,半導體是一種固體材料,可以根據加入到超純基底中的微量化學元素的濃度和選擇,成為兩種型別的導體(p 型或 n 型)(或電阻器)。
最初的電晶體基底是鍺。轉向矽,地球上最容易獲得的化學物質之一,使得電晶體的製造變得廉價,並最終使計算機變得無處不在。在比較最近的時期,對於特殊的應用,已經開始使用砷化鎵等化合物。
在積體電路變得實用之前,電晶體計算機是由單個電晶體(以及單個二極體、電阻和電容)組成的,這些統稱為元件。它們被支援在蝕刻電路板上(“印刷電路板”)。這種結構被稱為“分立元件”。相比之下,元件密度相當低,這個時期的計算機由地板安裝的機櫃組成,這些機櫃的體積通常為幾立方碼/米。
有幾種型別的電晶體可以組合在一起形成完整的邏輯電路。
積體電路的常用同義詞。
