Kako je mali elektronski prekidač pokrenuo računarsku revoluciju

Tranzistor je danas ugrađen u gotovo svaki uređaj koji koristimo, od telefona do automobila, ali njegov razvoj počeo je još u devetnaestom vijeku sa električnim relejima koji su korišćeni u telegrafiji.

Bez tranzistora danas ne bi postojali lični računari ni mobilni telefoni, a samim tim ni internet trgovina, video igre, aplikacije za poruke, striming servisi ni vještačka inteligencija. Da bi se razumjelo kako ovaj ključni izum funkcioniše, korisno je pratiti razvojni put tehnologije unazad, sve do električnih releja koji su se koristili u telegrafskim linijama u devetnaestom vijeku.

Električni relej, izumljen 1835. godine, bio je prekidač koji je uključivao i isključivao električnu struju - slično prekidaču za svjetlo na zidu, samo što je umjesto prsta koristio drugu strujnu petlju da bi se aktivirao. Telegrafske linije su radile na primitivnim baterijama niskog napona, a problem je bio u tome što je duži vod imao veću otpornost, pa signal na velikoj udaljenosti ne bi stigao dovoljno jak. Rješenje je bilo da se linija podijeli na kraće dionice povezane relejima, koji su prenosili isti obrazac struje dalje kroz sistem koristeći novu bateriju.

Relej u svojoj osnovi predstavlja elektromagnet - kalem žice namotana oko gvozdenog jezgra. Kada kroz kontrolnu žicu prođe struja, stvara se magnetno polje koje povlači metalni prekidač i uspostavlja kontakt sa izlaznom žicom. Ovaj princip se i danas koristi, na primjer u automobilima, gdje slabe struje sa komandne table na taj način uključuju jake strujne krugove za pokretanje motora, farove ili klima uređaj.

Sljedeći veliki korak bila je vakuumska cijev, izumljena oko 1905. godine, koja je omogućila razvoj prvih radio-uređaja. Vakuumska cijev radi na principu zagrijane niti iz koje se, usljed visoke temperature, izbacuju elektroni koji putuju do kolektorske ploče i stvaraju izlaznu struju. Dodavanjem dodatne žice, takozvane rešetke, između niti i kolektora, moglo se kontrolisati koliko će elektrona stići do kolektora - negativan napon na rešetki smanjuje struju, a pozitivan je povećava.

Za razliku od releja, vakuumska cijev nema mehanički kontakt, pa može da mijenja izlaznu struju mnogo brže, a izlazni signal može da varira u zavisnosti od jačine kontrolnog napona, a ne da bude samo uključen ili isključen. Upravo je ta osobina omogućila da se slab signal sa udaljene radio-stanice pojača dovoljno da pokrene zvučnik - princip na kom su počivali prvi audio pojačavači, i koji je kasnije doveo do razvoja tranzistora kakav poznajemo danas.