KÕLAKODA – transistor võitis olelusvõitluse

Tiit K?ler

Võite hõõglampi vahtida nii kaua kui tahate, kuid vaevalt see Queeni mängima hakkab. Vahel vaid suriseb hoiatavalt. Et seejärel kustuda.

Elektronlamp, mis tõi suure muutuse ka muusikasse, võimaldades arendada elektroonilist muusikat, on Edisoni hõõglambi edasiarendus nähtumuselt sisu poole. Hõõglambis ajab elektronide vool läbi suure takistusega traadi sellesama traadi eredalt hõõguma ja ongi kõik. Raadiolambis aga suunatakse kavalal moel seda elektronide voogu nõnda, et suunaja väikese näpuviibutuse peale elektronid väga otsustavalt reageerivad.

Siin pole põhjuseks muidugi mitte see, et raadiolambi teeneid poleks enam vaja. On ikka küll. Kuid mitte sellisel kujul, et ülesanne jaotatakse kaheks: võimendatakse, aga ka valgustatakse. Raadiolamp ei saanud aga ikkagi lahti oma põhihädast, suurest energiakaost soojenemise läbi.

 

Pooljuht, mis juhib maailma

17. novembril 1947. aastal pistis Belli laboratooriumide teadlane Walter Brattain oma eksperimendiseadme veetermosesse. Ta uuris, kuidas käitub pooljuht räni ja miks ei saa selle pealt ehitada võimendit. Veeaur kondenseerus aga räni pinnale ja et teadlane ei viitsinud panna oma seadet vaakumisse, mis kondensaadi aurustaks, pistis ta selle kannatamatult ja ehk eneselegi ootamatult vette. Ning äkki hakkas see kaadervärk voolu võimendama.

Nelja päeva pärast ehitas Brattaini kaaslane John Bardeen seadme, kus terav metallvarras puudutas räni pinda, mis oli ümbritsetud destilleeritud veega, nõnda et kontaktpunkt jäi veest välja. See seade võimendas. Vähe küll, aga ikkagi. Siis asendati räni germaaniumiga, võimendus tõusis 330 korda. 1947. aasta 16. detsembril olid John Bardeen ja Walter Brattain esimese punktkontaktiga transistori valmis ehitanud. See nägi välja umbes nii, nagu oleks pisike sentimeetrine kuldne kellu pistetud otsapidi germaaniumoksiidist mördi sisse. Kellut ja mördipinda aga ühendas neid kandva metallist sõrmekonksuga miski juhuslikuna näiv traadipundar.

Sellest põlve otsas ehitatud kaadervärgist algas uue paradigma edukäik. See muutis tehnoloogia ja selle kaudu ka tsivilisatsiooni palet. Ja nagu ikka, kaasnes nõnda suure muutusega ka rida skandaale, sest tegelikult oli esimesed kolm transistori patenti võtnud saksa füüsik Julius Edgar Lilienfeld juba 1928. aastal, ent polnud neid ära trükkinud. Ka tööstus ignoreeris teda. 1934. aastal patenteeris teine saksa füüsik Oskar Heil veel ühe välitransistori. Belli laborites oli Lilienfeldi transistori koopia üles ehitatud, ent teadlased seda ei tunnistanud ega viidanud ka selle autorile.

Samuti jäeti alul tööst kõrvale kolleeg William Schockley, kelle eest – nagu muugi maailma eest – tegutseti salajas. Mees vihastas ja otsustas näidata, kes on kes. Ta ehitas üksi valmis veel parema transistori, nn võileib-transistori, ning sai siis lõpuks ka 1956. aastal koos Bardeeni ja Brattainiga Nobeli preemia. Et tegu ei olnud just juhuslike meestega, näitab seegi, et Bardeen sai 1972. aastal veel teisegi Nobeli – ülijuhtivuse tulemusliku uurimise eest.

Transistori tulek muutis palju, ehkki transistori töö tulem ei erine elektronlambi omast nõnda palju kui näiteks elektromehaaniline relee elektronlambist. Transistor avas tehnoloogias uue paradigma. Kuid uue paradigma avas ka elektromehaaniline arvuti ja ka releedel põhinev arvuti. Ning pärast transistori tulnud integraallülitus. Ent transistor on ilus näide selle kohta, kuidas üksikute tunnusjoonte kuhjumine avab uue silmapiiri. Transistor on raadiolambist pisem. Ehkki esimene transistor, mida demonstreeriti 1947. aasta jõululaupäeval, seda ometi ei olnud. Transistor vajab vähem energiat, peab kauem vastu, ei vaja soojenemist, on odav, lihtne kokku monteerida, vajab vaid madalat tööpinget. Ning annab vähem mikrofoonilist efekti, s.t ei kanna mehaanilist vibratsiooni üle võimendatavasse signaali.

Kõik see (välja arvatud ehk viimane omadus) sobis kui tellitult uue muusika kõlakojale. Nüüd sai igamees saada muusika kandjaks. Transistor riputati kaela – ja sealt see heli tuli. Esimese transistorraadio ehitas mõne käsitsi tehtud transistori baasil 1953. aastal Saksa firma Intermetall. Aluseks oli prantslaste 1948. aasta leiutatud transistoril, mis oli väidetavalt ameeriklastest sõltumatu.

 

Olelusvõitluse tšempion

Müüdi kohaselt ehitas esimese kommertsraadio jaapanlaste Sony, pärast seda, kui nende president Belli laborites külas käis ja sealt patendi ostis. Nii see siiski ei olnud, esimene oli jänkide TR-1. See kuulutati välja 18. oktoobril 1954. aastal ning maksaks praegu üle 6000 krooni. Nelja transistori abil ehitatud raadiot reklaamiti taskuraadiona, ehkki taskukohane ei olnud see tollal ei otseses ega ülekantud mõttes.

Transistor leiutati tipmise saladuskatte all. Käis äge külm sõda. Ja transistor võimaldas pidada seda veel külmemalt kui ülekuumenev raadiolamp. Transistor valmis siiski alles pärast kuuma sõda ja käivitas NSV Liidus mikrosaagimise ajastu. Ameerika transistorid käes, saeti ja puuriti neid läbi ja lõhki. Ning nipid saadi kätte. See saagimine jätkus salajastes teadusinstituutides ka integraallülituste, kiipide saladuste lahtimuukimiseks.

Transistori arengul pole olnud siiani mingeid piire. Selle edendamine allub empiirilisele Moore’i seadusele, nõnda et kas iga kahe aastaga või 18 kuuga muutub see kaks korda pisemaks, selle tööühik aga kaks korda odavamaks ja võimsus transistori ruumiühiku kohta seevõrra suuremaks. Kui esimesed transistorid suutsid heli võimendada vaid mõne millivatini, siis nüüdsed muusikavõimendajad teevad heli üsna odavalt mõnesaja vati tugevuseks.

Inimvõimetel on siiski piirid. Helid, mida kuuleme, on kindlas sageduste vahemikus, mõnel veidi laiemas, mõnel kitsamas. Kuid mitte kümneid kordi laiemas. Muidugi, me oskame transformeerida sagedusi, mida me ei kuule, sagedusteks, mida kuuleme. Kuid seda ei tehta ühemõtteliselt, algoritme võib olla mitmeid.

Transistori tõttu (või tänu sellele) käib nüüd ka lauluväljakul laulukaare all võistlus inimlaulu ja elektroonika vahel – jõuab ju ka ühendkooride laul isegi siis, kui platsil oleme, meieni transistoride vahendusel.

Tänu transistorile on nüüd kõlakoda levinud kõikmõeldavatesse paikadesse: mängivatesse postkaartidesse, kaisukarudesse, postkastidesse, telefonidesse, vargakaitseseadmetesse ja supiköögikulpidesse. Transistor on olelusvõitluses üks edukamaid liike, mille sünnile inimene kaasa aidanud.