10.2.Полупроводниковые приборы - элементная база электроники и вычислительной техники (1940 - 1960 гг.)

На изучение свойств полупроводников потребовалось около сорока лет, прежде чем были синтезированы относительно чистые сульфиды и оксиды металлов, кремний, германий, закись меди и др. Появились промышленные фотоприемники на основе селеновых и медно-закисных фоторезисторов. В 1940 г. был соз-дан фоторезистор из сернистого свинца (PbS), способный вос-принимать излучение в инфракрасной области (ИК) вплоть до длин волн λ=12-14 мкм. Эти приборы нашли широкое примене-ние в фотоэкспонометрах, элементах различных устройств авто-матики, в фотосчитывающих головках, позволявших воспроизво-дить звук при демонстрации кинофильмов.

10.2.1.Роль Второй мировой войны в развитии электроники

Огромную роль в дальнейшем развитии электроники сыг-рала Вторая мировая война. Ускоренное развитие электроники стало залогом грядущей победы и, в конечном счете, средством выживания. Германские «люфтваффе» бомбили английские го-рода, и противостоять этому было невозможно без средств ра-диолокации, способной обеспечить быстрое, точное и надежное обнаружение самолетов противника. Нападение Японии на Пирл-Харбор втянуло в войну США. Всеобщая военная угроза помогла США выйти из "великой депрессии", увеличить темпы производ-ства, мобилизовать военные, научные и трудовые ресурсы. Ис-следования в области радиолокации, начавшиеся в начале 1930-х гг., были ускорены по обе стороны Атлантики. Объединение фи-нансовых ресурсов и научного потенциала США и Великобрита-нии привело к созданию радиоэлектронного вооружения, сыг-равшего решающую роль в «Битве за Британию».

Для обнаружения самолетов противника возникла по-требность в радарах и детекторов СВЧ–излучения на кристалли-ческих точечных диодах из германия и кремния. Так появились кремниевые диоды, которые заменили вакуумные диоды, по-скольку технология очистки, кристаллизации и легирования гер-мания была изучена и освоена ко второй половине 1940-х гг. Бы-ли созданы фоторезисторы из сернистого свинца, которые нашли применение в аппаратуре радиоэлектронного обнаружения.

В ходе создания аппаратуры обнаружения военных объ-ектов была заложена полупроводниковая промышленность, кото-рая организовала обеспечение приборов, выдерживающих экс-тремальные температуры, влажность, вибрацию, удары.

В ходе Второй мировой войны было определено направ-ление дальнейшего развития электроники в области совершенст-вования фоторезисторной техники. Существенная социальная и политическая востребованность дальнейших исследований в об-ласти создания высокоточных электронных приборов была оче-видной. В частности, во время войны стало развиваться направ-ление вакуумной фотоэлектроники – тепловидение (восприятие и отображение тепловых изображений объектов).

10.2.2.Послевоенная электроника

После войны были получены полупроводниковые соеди-нения на основе PbSe, InAs, InSb и др. Технология легирования кремния и германия позволила получить примесные ИК- фоторе-зисторы. Они обладали высокой чувствительностью, что позво-ляло с их помощью обнаруживать полет ракеты за тысячи кило-метров. В видимом диапазоне электромагнитного спектра веду-щее положение заняли фоторезисторы из сернистого и селени-стого кадмия (CdS и CdSe), обладающие еще большей фоточув-ствительностью.

В 1950-е гг. полупроводниковая электроника стала интен-сивно развиваться. Наработки в области точечных Ge и Si дио-дов привели к созданию фотодиода в 1950 г. Технологичность, быстродействие, надежность, универсальность, дешевизна, со-вместимость с другими полупроводниковыми приборами сделали его необходимым элементом в электронных приборах.

Перспектива практического применения полупроводни-ковых приборов стала очевидной. Фоторезисторы и терморези-сторы использовались в системах автоматики, полупроводнико-вые детекторы - в радиотехнике, силовые полупроводниковые приборы - в электротехнике. Основным функциональным недос-татком первых полупроводниковых приборов являлась невоз-можность создания на их основе усилителей и генераторов сиг-налов.