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2022.10.23

「半導体の歴史」の掲載

 1874年にブラウンにより黄鉄鉱、方鉛鉱などの鉱石に金属針を接触させることにより整流作用が発見されたことにより、最初の半導体が登場しました。しかし、鉱石による半導体の動作が不安定であるという問題があり、これに対して1939年にラッセルがゲルマニウムによる半導体(ダイオード)を発明することにより、この問題は解決しました。

 1947年にバーディーンがゲルマニウム・ダイオードの整流作用の実験を行っている際、もう一本の金属針を立てて電圧分布を測っている際に間違って電圧を印加したところ、メーターの針が大きく振れる現象に気づきました。これにより点接触トランジスタとそれによる増幅作用を発見しました。更に、1948年にショックレーがPNP接合型トランジスタを発明することにより半導体の時代の幕が本格的に開けました。

 そしてトランジスタの材料がシリコンに代わり、また半導体の微細加工技術が年々向上したことにより、1959年に集積回路IC(integrated circuit)が登場し、更に1970年に大規模集積回路LSI(Large Scale Integration)が登場し、半導体の集積密度が18~24ヶ月で倍増し半導体の性能が指数関数的に向上し、現代社会における最も重要な基盤技術となっています。

・資料:エレクトロニクス科学史「半導体の歴史」 (pdf.ファイルにリンク)

鉱石検波器:鉱石に金属針の先端を接触させることにより整流作用が生じます。この現象は金属針の接触によりショットキー障壁が形成されているためですが、現在においてもその動作原理は明確に解明されていません。
鉱石検波器に印加する電圧の極性を反転させることにより流れる電流の状態が変わることをメーターの動きにより確認することが出来ます。
ゲルマニウム片にタングステン針を接触させることにより点接触ダイオードが完成(那須科学歴史館製)
デジタルオシロスコープにより、ダイオードに出力される波形(整流)を可視化。
最初期のPCに用いられた8 bits MPU(Z80, 8085, 6800)
右端のLSIがNECのPC9800に用いられていた16bits MPU V50
メモリに書き込まれていたプログラムを赤外線で消去するためにLSIに窓が開いていた!

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