Россия - родина радио - [3]

Появление к концу Второй мировой войны полупроводниковых усилительных приборов — транзисторов — указало на начало третьего этапа в развитии радиоэлектроники. Полупроводники были известны давно и широко использовались в качестве детекторов и выпрямителей. Исторически первым устройством, в котором полупроводник заменил электронную лампу, был изобретенный в 1922 г. сотрудником Нижегородской радиолаборатории О.В. Лосевым приемник, известный под названием «кристадин» [5]. Однако недостаточное в то время теоретическое и экспериментальное знание свойств полупроводников не позволило этому изобретению оказать заметное влияние на развитие радиоэлектроники. Только изобретение в США в 1948 г. транзистора [6], способного заменить электронную лампу, привело к широкому проникновению полупроводников в радиоэлектронику.

Новый исторический этап развития радиоэлектроники наступил с изобретением транзисторов. Полупроводниковые триоды, как тогда их называли, становятся непременной и существенной частью радиоэлектронных систем. Их применение приводит к коренным изменениям в радиоэлектронной аппаратуре — как схемотехническим, так и конструктивным.

Первые промышленные разработки полупроводниковых приборов в СССР относятся к 1947 году, когда в НИИ «ИСТОК» были внедрены в производство СВЧ диоды для радиолокационных систем сантиметрового и миллиметрового диапазонов. Эти работы были проведены под руководством А.В. Красилова. Первая публикация в СССР 1948 года под названием «Кристаллический триод» также принадлежит А.В. Красилову [7]. Он же в 1949 г. совместно с С.Г. Мадоян создает первый в СССР макетный образец действующего транзистора. 14 сентября 2010 года в ФГПУ «Пульсар» отмечалось столетие со дня рождения А.В. Красилова — создателя первых отечественных транзисторов, д. т. н., лауреата Сталинской премии, заслуженного деятеля науки Российской Федерации.

Первыми транзисторами, выпущенными отечественной промышленностью в НИИ «ИСТОК» (НИИ-160) были точечные триоды КС1, КС2, КСЗ, КС4, КС5, КС6, КС7, и КС8. Первые шесть типов предназначались для использования в усилительных схемах на частотах не выше 5 МГц, два последних типа были предназначены для генерирования колебаний до 1,5 МГц (КС7) и до 5 МГц (КС8). Вскоре триоды типа КС были сняты с производства и заменены новой модификацией более высокочастотных (до 10 МГц) точечных триодов С1 (усилительные триоды) и С2 (генераторные триоды) и их варианты в герметичных корпусах СЗ и С4.

Первыми промышленными типами плоскостных триодов в СССР являлись сплавные германиевые триоды типа П1, П2 и ПЗ, выпуск которых начался с 1955 г. (первые варианты этих триодов имели маркировку КСВ-1, КСВ-2 и КСВ-3). Вскоре на смену этих транзисторов пришли мощные транзисторы П4 и миниатюрные транзисторы П5. Максимально допустимый ток коллектора для триодов П4 составлял 5А. А транзисторы П5 отличались низким коэффициентом шумов, допускающим их использование во входных каскадах высокочувствительных усилителей низкой частоты, например в слуховых аппаратах. Более совершенным транзистором можно считать появившийся в то время плоскостной триод П6, который выпускался по технологии с применением точечной и кольцевой сварки, заменившей пайку. Такое усовершенствование обеспечивало высокую устойчивость к механическим нагрузкам. Срок службы триодов П6 возрос до 5000 ч, а максимальная рабочая температура до +100 °C. В дальнейшем модификация триодов П6 получила наименование П13, П14 и П15.

Наряду с этими триодами типа р-n-р был освоен выпуск симметричных по отношению к триодам П13-П15 германиевых n-р-n триодов П8, П9 и П11. Наряду с германиевыми был освоен выпуск кремниевых n-p-n транзисторов П101, П102, П103, П104, П105 и П106. Эти триоды предназначены для работы при температуре до 125 °C.

Полупроводниковые приборы становятся непременной и существенной частью радиоэлектронных систем. Их применение приводит к коренным изменениям в радиоэлектронной аппаратуре как схемотехническим, так и конструктивным. Появляются полупроводниковые источники электрической энергии — это и солнечные батареи, и термоэлектрические генераторы. Широко используются полупроводниковые источники света. Это и светодиоды, и полупроводниковые лазеры. Совершенствование полупроводниковой технологии позволило существенно уменьшить габариты разрабатываемых радиоэлектронных систем сначала за счет микромодульных конструкций, а затем и микросборок, используя монтаж с бескорпусными полупроводниковыми элементами.

Но вот наступает новый переломный момент в развитии радиоэлектроники, когда почти одновременно в СССР (НИИ «Пульсар») [9], и США (Texas Instruments) [8] создаются первые твердотельные интегральные схемы. Интегральная радиоэлектроника хотя и медленно, но набирает обороты. Интегральные микросхемы постепенно вытесняют транзисторы как в аналоговых, так и цифровых устройствах. Появляются настольные вычислительные машины на цифровых интегральных микросхемах.

Новое направление в радиоэлектронике — цифровая обработка сигналов — благодаря цифровым интегральным схемам и первым аналого-цифровым преобразователям в интегральном исполнении начинает реализовываться на практике. За первое десятилетие развития интегральная радиоэлектроника достигает таких высот, что в 1971 году в компании Intel(США) создается первый в мире программируемый однокристальный микропроцессор i4004 с 2300 транзисторами на одном кристалле. А еще через 8 лет эта же фирма создает первый программируемый сигнальный процессор 12 920 на одном кристалле, который мог подаваемый на его вход аналоговый сигнал преобразовывать в цифровой код, подвергать код цифровой обработке по запрограммированному алгоритму и преобразовывать результат в аналоговую форму, выдавая его на выход. Несколько позже в СССР появляется аналог американского микропроцессора 18080 с серийным названием 580ИК80, а в 1980-х усовершенствованный аналог сигнального процессора 12 920 с серийным названием КМ1813ВЕ1. Наступил новый этап развития радиоэлектроники, свидетелями которого мы все являемся.