В этой статье речь пойдет не о принципе работы транзистора, а о его названии. Разберем смысл слова «транзистор», заглянем в историю его появления и рассмотрим любопытные противоречия, связанные с этим термином.

Начнем с «Википедии»

Транзи́стор (англ. transistor, акроним, придуманный в 1947 году — от англ. transfer + resistor — для устройства пропуска тока через сопротивление), полупроводнико́вый трио́д, электронный компонент из полупроводникового материала, способный... и т.д.

Остановимся на фразе «устройство пропуска тока через сопротивление». Представьте: подходит к вам человек на улице и спрашивает: «Хочешь, покажу устройство пропуска тока через сопротивление?» О чем вы подумаете?

Популярная, но неверная аналогия

К чему это я? Часто можно встретить описание транзистора как управляемого сопротивления — этакого потенциометра с третьим выводом. В подтверждение этой идеи отмечают, что само название «транзистор» говорит именно в этом смысле. Тут же обычно приводят «водяную» аналогию, представляющую транзистор в виде трубы с водой и вентиля, открывающего и закрывающего поток.

Многие знают, что здесь неверно ни то, ни другое. Транзистор (мы рассматриваем только активный режим работы) — если уж говорить в терминах сопротивлений — представляет собой такое сопротивление на выходных клеммах, которое меняет свое значение так, чтобы ток, проходящий через него, оставался постоянным. Своего рода источник тока.

Напомню

По моей просьбе учёные из Массачусетского технологического института прислали мне ВАХ резистора. Рассмотрим его повнимательнее: при изменении напряжения на клеммах ток меняется пропорционально напряжению.

Теперь выходная ВАХ транзистора, биполярного к примеру.

Ток в активном режиме практически не меняется при изменении напряжения коллектор-эмиттер. То есть сопротивление перехода коллектор — эмиттер меняется пропорционально напряжению, как бы поддерживая ток. Слово «практически» здесь появляется из-за эффекта Эрли (эффекта модуляции ширины базы) — это неидеальность транзистора, отклонение от теоретической модели, то есть то, чего не должно быть.

История названия

Так что же значит "от англ. transfer + англ. resistor". Откуда же взялось название? Где прячется тот самый "resistor"?
Обратимся к книге «Crystal Fire: The Birth of the Information Age» Майкла Риордана и Лиллиан Ходдесон, повествующей об истории создания транзистора.

С приближением публичного анонса стало крайне необходимо придумать официальное название для нового элемента. Члены внутреннего круга до сих пор использовали различные рабочие названия — «полупроводниковый триод», «усилитель на поверхностных состояниях», «кристаллический триод» — в частных беседах, на закрытых совещаниях и в конфиденциальных записках. Но ни одно из этих названий не звучало так, как подобает столь важному устройству. Кто-то предложил назвать его «иотатрон», в честь девятой буквы греческого алфавита, чтобы подчеркнуть его малый размер по сравнению с вакуумной лампой, но это предложение не вызвало энтузиазма.
В конце концов, Бардина и Браттейна попросили предложить хорошее название для их усилителя. Раз они его изобрели, у них должно быть право его назвать. Понимая, что термин Ли де Фореста — «аудион» — для его вакуумно-лампового триода так и не прижился, они отнеслись к этой задаче серьезно и потратили немало времени на обсуждение различных вариантов. «Мы перебирали всевозможные комбинации», — вспоминал Браттейн. «Нам не нравились слова, заканчивающиеся на „-трон“». Вместо этого они искали название, которое бы легко вписалось в существующие обозначения для других современных твердотельных устройств, таких как «варистор» для медно-оксидных выпрямителей и «термистор» для некоторых термочувствительных полупроводниковых элементов.
Однажды в мае Джон Пирс зашёл в кабинет Браттейна в тот момент, когда тот размышлял над этим вопросом. Пирс, старый коллега и товарищ Шокли по 1930-м годам, был членом группы, работавшей тайно над твердотельным усилителем. Он также хорошо владел словом (позже он писал научную фантастику под псевдонимом Дж. Дж. Каплинг). «Джон, ты тот, кто мне нужен, — сказал Уолтер. — Заходи и садись».
Браттейн объяснил проблему и попросил совета. «Пирс знал, что точечно-контактный [усилитель] был, с точки зрения схемотехники, двойником вакуумной лампы», — вспоминал он. Будучи инженером-электриком, Пирс понимал, что вакуумная лампа — это устройство, управляемое напряжением, в котором входное напряжение контролирует выходной ток; в точечно-контактном усилителе, напротив, входной сигнал тока контролирует выходной ток. Подумав немного в тишине, он заметил, что соответствующим параметром вакуумной лампы является её «trans-conductance» (крутизна характеристики). Затем он упомянул электрический аналог этого свойства, или «trans-resistance» (передаточное сопротивление). Затем он соединил всё вместе, внезапно произнеся совершенно новое слово: «transistor».
«Пирс, это оно!» — воскликнул Браттейн.

Логическое противоречие

Особо понятнее не стало. Transconductance — это отношение выходного тока к входному напряжению, а transresistance — отношение выходного напряжения к входному току. Автор книги же описывает коэффициент передачи тока (отношение выходного тока к входному), но тут же называет его transresistor'ом.

Хорошо, предположим, речь шла о каскаде с общим эмиттером в целом, для которого можно ввести понятие transresistance. Ведь существует понятие «трансимпедансный (или трансрезистивный) усилитель»— устройство, преобразующее ток в напряжение.

Но тогда возникает вопрос: почему полевой транзистор, управляемый напряжением, тоже называется транзистором? По логике он должен называться например «трансдактор» (от transconductance), вместе с вакуумной лампой. А если брать каскад с общим истоком целиком, то я не знаю, как назвать — надо вызывать Джона Пирса с того света.

Модель идеального транзистора

И последнее. Существует модель идеального транзистора, и даже существует такая микросхема «токовый конвейер», которую «Википедия» описывает как:

То́ковый конве́йер (англ. current conveyor, СС) — абстрактная модель универсального трёхвыводного электронного устройства обработки аналоговых сигналов в базисах токов и напряжений, идеализированный аналог транзистора.

Идеализированный аналог транзистора, то есть идеальный транзистор. Это устройство, у которого выходной ток задается управляющим контактом (током или напряжением) и не зависит от напряжения на выходных клеммах. Именно то, о чем мы говорили в самом начале. Но по такому определению получается, что вакуумная лампа — тоже транзистор.

И вообще, такое устройство прямого отношения к понятию transresistance не имеет, скорее это больше про источник тока.

Заключение

Итак, что же получается? Название не вполне корректно описывает сутевое поведение устройства. А тех, кто до сих пор верит, что на смену вакуумной лампе пришел транзистор, ловко обманули. На смену транзистору пришел другой транзистор.