Здравствуйте, позвольте представиться! Я – транзистор П416Б. Это мой тип, и он обозначен у меня на корпусе. Я родился на заводе в 1971 году. Откуда я это знаю? Очень просто – на моем боку стоит цифра «71» - это и есть год моего рождения.
Я не могу сказать вам точно, как проходил процесс моего изготовления – ведь тогда меня еще не было. Я знаю только, что изготовлен по диффузионной технологии и внутри у меня есть кристалл германия. Это такой металл, очень редкий и дорогой. Корпус, в который он заключен, сделан из железоникелевого сплава, который называется «инвар», и покрыт сверху тонким слоем меди. А поверх меди корпус еще и покрашен черной краской, очень качественной и стойкой. На краске этой и написан мой тип и год рождения.
У меня есть три «ножки»-вывода – эмиттер, база и коллектор. На них подаются электрические сигналы, и моя задача – их усиливать или переключать. Я умею делать это очень быстро, вы даже не можете себе представить, насколько быстро! Ножки изолированы от корпуса стеклянными изоляторами. Именно поэтому корпус сделан не из чего попало, а из инвара. Этот сплав, в зависимости от состава, может иметь различный температурный коэффициент расширения, и он подобран так, чтобы быть равным коэффициенту стекла. Иначе при нагреве или охлаждении стеклянные изоляторы могли бы растрескаться.
Вот тут и начинается моя история, которую я хочу вам рассказать.
Когда процесс моего изготовления закончился – кристалл был соединен с ножками-выводами тончайшими золотыми проволочками, а корпус собран и заварен холодной сваркой по ободу, я первым делом прошел контроль на стенде. Это делалось автоматически и очень быстро – мои ножки оказались в зажимах, я впервые в жизни почувствовал, что через меня течет ток, и не успел опомниться, как на верх моего корпуса мягко опустился стержень, оставив на нем клеймо, нанесенное серебристой краской, зажим раскрылся, и я полетел в коробку, где уже было множество таких же транзисторов. На каждом из них стояла метка – маленький серебристый ромбик с цифрами внутри.
«Что бы это значило?» - подумал я, и стал осматриваться по сторонам. Между тем в коробку падали все новые и новые транзисторы, точно такие же, как я, и с таким же клеймом, только цифры были разными. Взглянув наверх, откуда я упал, я увидел, что некоторые транзисторы после того, как рычаг выбрасывает их из зажима, падают не к нам в коробку, а попадают в другой желоб и улетают куда-то вбок. На них не опускался стержень с цифрами, а все, на кого он опускался, попадали к нам.
- Что происходит? – спросил я соседа, лежащего в коробке пониже меня.
- Отбраковка, - ответил он. – Те, которые попали в нашу коробку, имеют клеймо с серийным номером, это так называемая «Военная приемка». Это – знак высшего качества! Мы будем работать в самых ответственных приборах.
- А другие?
- А у других – качество пониже. Они будут работать в приборах, которые не так важны.
- Откуда ты это знаешь? – удивился я.
- Прислушайся, и ты услышишь.
- Что?
- Мысли. Мысли всего, что нас окружает.
Я сосредоточился. И услышал! Теперь я знал, что коробка, в которой я лежал, сделана в цехе картонных изделий, тут же на заводе. А стенд, на котором я проходил проверку, оказывается, вообще прибыл из другого города, с другого завода. Точно так же германий для моего кристалла, металл для корпуса, краска – все имело свое происхождение, но рассказывать об этом было бы слишком долго.
«Что же будет дальше?» - подумал я.
Коробка, в которой мы лежали, постепенно наполнялась. Счетчик стенда отсчитывал транзисторы, прошедшие контроль. Когда их стало ровно сто, стенд приостановил работу, и прозвучал негромкий гудок. Сидевшая рядом женщина подхватила коробку, а на ее место поставила другую.
Наша коробка оказалась на столе, где женщина быстро и ловко раскладывала нас всех по другим коробкам. В каждой из них была картонка с дырочками, и пятьдесят транзисторов легли в нее, каждый на свое место. Я оказался крайним, в самом углу коробки. После этого женщина взяла из стопки, лежащей на столе, этикетку, что-то на ней написала, пришлепнула печатью, бумажка легла на нас сверху, крышка коробки закрылась, а затем я услышал шорох бумаги. Теперь я все время знал, что происходит – просто знал, и все! Я знал, что коробку заклеили бумажной лентой, а на вложенной в нее этикетке появился такой же, как на каждом из нас, ромбик с буквами «ВП» внутри, номером партии, а также дата и подпись приемщицы. Точно такое же клеймо было поставлено на коробке снаружи. Теперь коробка оказалась в ящике, через несколько минут сверху опустилась еще одна, еще и еще… Мне стало любопытно, что написано на бумажке, которая лежала в коробке. Стоило только подумать, и я уже знал это: «П416Б, транзисторы германиевые диффузионные p-n-p усилительные высокочастотные маломощные, 50 шт.». Все это было написано по-русски, и только буквы p-n-p – латинские. Я знал, что они обозначают тип проводимости транзистора. Я не стану морочить вам голову, объясняя, что такое «электронная» и «дырочная» проводимость. Попросту говоря, на коллекторе транзистора p-n-p должен быть «минус» напряжения питания, а у транзистора n-p-n – «плюс».
Забегая далеко вперед, я скажу, что в наше время тип проводимости транзистора p-n-p был самым распространенным и часто встречающимся, а n-p-n – более редким. То же можно сказать и о материале кристалла, германии. Дело в том, что полупроводников много, и транзисторы можно делать из разных материалов. В наше время германиевые транзисторы были самыми распространенными. Были еще кремниевые транзисторы, более редкие, их выпускалось всего несколько типов, их параметры были не высоки, а стоимость, наоборот, большая. Зачем они, если есть германий? – думали все. Но как же все ошибались! Где-то в глубине лабораторий ученые упорно трудились, готовя «кремниевую революцию». Но обо всем – в свое время.
Еще на этикетке была дата нашего изготовления, наши основные электрические параметры и неизменный ромбик с буквами «ВП» - «Военная приемка». Но об этом я уже говорил.
Картонный ящик, в котором мы все лежали, отвезли на склад в специальной тележке, и потянулись дни ожидания, когда ничего не происходило. Тут я должен заметить, что время для меня течет по-разному. Когда я в работе, то могу переключать электрические сигналы 80 миллионов раз в секунду. Это ужасно быстро. Соответственно, и время как бы растягивается – за одну секунду я успеваю воспринять и обдумать очень многое. Но когда я никуда не подключен, мое время течет, как и для всех вас – день за днем, час за часом…
Мы пролежали на складе примерно две недели, а потом ящики погрузили в контейнер, контейнер – в вагон, и мы поехали. Через три дня мы были на месте. Я узнал, что это – завод по сборке электронных вычислительных машин, сокращенно – ЭВМ.
Не успели рабочие в аккуратных синих комбинезонах разгрузить наш контейнер и поставить коробки на стеллажи, как другие рабочие (а может быть, те же самые – все люди такие похожие, и я научился их различать гораздо позже) поставили нашу коробку вместе с другими на тележку и повезли в сборочный цех. Коробка оказалась на столе, ее открыли, и… и я первым оказался в руках сборщицы – молоденькой девушки.
Она уложила меня головой вниз в специальное приспособление-оправку и молниеносно разогнула мои ножки-выводы так, что они теперь были направлены в противоположную сторону. После этого она просунула концы выводов в отверстия платы, откусила лишние их части маленькими кусачками, а пинцетом разогнула оставшуюся часть выводов таким образом, что мой корпус оказался прижат к плате верхушкой – я как бы «стоял на голове», а загнутые с противоположной стороны ножки не давали мне выпасть.
Следом за мной на плате точно так же был закреплен еще один транзистор, потом еще и еще…
Когда коробка почти опустела, плата была передана на соседний стол, и настал черед других деталей. На плату устанавливались полупроводниковые диоды, резисторы (или, по простому, «сопротивления»), конденсаторы, импульсные трансформаторы… Наконец, когда на плате почти не осталось свободных отверстий, к ней с помощью двух болтов прикрепили разъем и установили несколько перемычек из тонкого изолированного провода.
Наверное, мне следует пояснить, что плата, на которой всех нас установили – так называемая печатная. На одной ее стороне имеются проводники из тонкой медной фольги, а на другой, где фольги нет – устанавливаются детали, в том числе и транзисторы. Печатные проводники из фольги проводят ток, соединяя между собой установленные на плате элементы наподобие проводов.
Итак, когда все элементы на плате были установлены, она перешла в руки третьего человека, сидящего за следующим столом. И это снова была женщина! Вообще, я обратил внимание, что мужчин на сборке совсем не было. Позже я узнал, почему. Оказывается, женщины намного лучше справляются с монотонной многочасовой работой по сборке печатных плат, они аккуратнее и внимательнее мужчин.
На столе третьей сборщицы был паяльник. Она быстро и ловко, с помощью кисточки, нанесла на обратную сторону нашей платы немного канифольного лака - это раствор канифоли в спирте, покрыв им все просунутые на другую сторону выводы. После этого в руках у нее появился паяльник, и она принялась аккуратно распаивать выводы деталей в отверстиях печатной платы. Наконец все было закончено, и плата поставлена в стоечку на краю стола, рядом с другими такими же платами. Как и раньше, прислушавшись к «мыслям» окружающих меня предметов, я понял, что плата, в которой я оказался, является входным регистром модуля памяти ЭВМ. Вы что-нибудь поняли? Я тоже поначалу понял не намного больше. А суть такова, что все электрические сигналы, которые обрабатывает ЭВМ (Электронная Вычислительная Машина, вы еще не забыли?) проходят через ячейки памяти, в которых кратковременно запоминаются, а после обработки, в уже измененном виде, запоминаются снова. Поступая на вход так называемого «куба памяти», в котором имеется множество ячеек, сигналы проходят через входной регистр, вот в нем мне и предстояло работать.
Приближался конец рабочего дня, в стоечке на столе сборщицы почти не осталось свободных мест, наконец ее перенесли со стола на тележку и вместе с другими платами повезли в соседний цех.
Там почти не было людей, зато стояли длинные ванны с какой-то жидкостью. Все платы закрепили разъемами вверх на длинной рейке, а потом рабочий в маске, закрывающей лицо, положил рейку на верх ванны так, что платы, за исключением установленных по краю разъемов, погрузились в жидкость. Она пропитала все детали, все щелочки, подтекла даже под мой корпус, плотно прижатый к плате. После того, как мы пробыли в таком положении несколько минут, рабочий вытащил планку с платами из ванны и перенес ее в сушильный шкаф. Там дул снизу вверх теплый ветерок, и жидкость (это был изоляционный лак) стала быстро подсыхать. Мы остались в этом шкафу на целые сутки, почти до вечера следующего дня, а потом нас опять перенесли в следующий цех.
Тут за столами сидели одни мужчины. Перед каждым была выстроена целая стена из контрольно-измерительных приборов. Подрагивали стрелки гальванометров, мерцали зеленоватым светом экраны осциллографов…
Стоечку с платами поставили на край стола, и… и рабочий день закончился. Зазвенел негромкий звонок, сидящие за столами люди начали подниматься со своих мест. Они выключали приборы, снимали белые халаты, вешали их в шкафчики, стоящие у одной из стен, и выходили из комнаты. А мы, конечно, остались.
Когда все ушли, свет в комнате погас, горела только одна лампочка – «дежурное освещение», как это называлось.
Я стал осматриваться. Прежде всего, меня, конечно, заинтересовали приборы, стоящие на столе. Самым большим из них был осциллограф. Рассматривая его внимательно, я обнаружил, что он собран не на транзисторах, а на так называемых вакуумных лампах! Это был поразительный факт. Я думал, что только транзисторы могут усиливать и переключать сигналы, но оказалось, что это не так! Каждая лампа представляла собой маленькую стеклянную колбочку, в которую были впаяны электроды – катод, подогреватель, анод, сетки… Из лампы откачан воздух, чтобы ничто не мешало работе. Катод лампы подогревается до высокой температуры и испускает электроны. Электроны под действием электрического поля летят к аноду, а сетки управляют их полетом. Подумав, я нашел между нами много сходства. Тот же процесс происходит в транзисторе – заряженные частицы следуют от эмиттера к коллектору, а электрод базы ими управляет… В обоих случаях небольшой управляющий ток может изменять мощный поток зарядов – происходит усиление.
А еще в осциллографе была электронно-лучевая трубка. Это такая вакуумная лампа специальной формы. Одна сторона ее плоская, это экран, и на него нанесен люминофор – вещество, которое может светиться от ударов электронов. Напротив экрана расположен катод, испускающий мощный поток электронов. Электроны, ускоряясь в электрическом поле, летят к экрану и, ударяясь об него, вызывают свечение данной точки. А по дороге они пролетают мимо отклоняющих пластин, на которые подано меняющееся напряжение. Электронный луч отклоняется в ту или другую сторону и рисует на экране светящуюся картинку, отображающую изменение напряжения в исследуемой схеме. Помнится, тогда я сразу же подумал, что ни один полупроводниковый прибор никогда не сможет заменить это устройство…
Рядом стоял электронно-счетный частотомер. В нем мне особенно понравились цифровые индикаторы. Представьте себе стеклянную колбочку, в которой расположена стопка тонких штампованных цифр, от 0 до 9. Колба наполнена газовой смесью – неон, аргон и еще какие-то газы. Когда на одну из цифр подается напряжение, газ вокруг нее светится! Таким образом, можно отображать цифры и даже некоторые буквы, если электрод будет иметь соответствующую форму. И опять я подумал, что полупроводникам это не под силу… Как это ни печально, никогда мы не составим серьезной конкуренции электронным лампам! Но нам не дано знать будущее…
Между тем, наступило утро. Постепенно, один за другим, за столами начали появляться люди. И за тот стол, на котором стояла стоечка с нашей платой, уселся человек средних лет, в очках и белом халате. Он защелкал тумблерами, включая измерительные приборы, а потом взял нашу плату и вставил в гнездо стенда посередине стола. Щелчок тумблера, и я снова, как когда-то на заводе, почувствовал, что через меня течет ток. Непередаваемое ощущение! Жизнь! Неужели, подумал я, когда-нибудь это станет моим обычным состоянием, а не будет происходить от случая к случаю?
Но теперь я уже более внимательно следил за тем, какие импульсы текут через нашу плату. На вход нашего регистра подавались двоичные числа! Это значит, что на отдельные входы платы подавался «ноль» - низкое напряжение, а на другие – «единица» - высокое напряжение. И числа все время менялись – сначала все нули, потом все единицы, потом они стали чередоваться через один, через два и три разряда… Каждый раз поданное число запоминалось нашим регистром, а через короткий промежуток времени – считывалось. Эти циклы записи и чтения следовали все быстрее и быстрее друг за другом… Вот частота их стала приближаться к предельной для нашего типа транзисторов – 80 мегагерц, 80 миллионов раз в секунду! Я начал нервничать, я чувствовал, что мы уже с трудом справляемся с таким потоком информации, не успеваем переключаться – начались сбои, когда вместо нуля в регистре запоминалась единица, и наоборот… И вдруг все закончилось. Я с трудом приходил в себя, даже мой корпус слегка нагрелся от такой перегрузки. Плату отключили от стенда и поставили в стоечку на другом конце стола. Ура! Мы выдержали испытание! Сбои начались только, когда частота значительно превзошла ту, с которой нам предстояло работать в ЭВМ.
Когда новая стоечка заполнилась такими же платами, как наша (а это произошло только к концу дня), нас всех, и еще несколько стоечек, поставили в ящик и понесли куда-то. Я подумал было, что снова предстоит путешествие в железнодорожном контейнере, но нас просто отнесли в другой цех, сборочный.
До того, как погасили свет и люди разошлись, я успел оглядеться и увидел много металлических шкафов высотой около двух метров. Вся их внутренность была разделена на ячейки, похожие на полочки и ящички. Примерно посередине ближайшего к нам шкафа располагался пульт управления, в нем было множество отверстий различной формы. Потом свет погас, зажглось дежурное освещение, и все затихло до утра.
Утром опять появились люди в белых халатах, и опять это были только мужчины. Вокруг ближайшего к нам шкафа работали несколько человек. Одни брали с тележек жгуты проводов сложной формы и укладывали их в специальные пазы шкафов. Другие распределяли концы проводов без изоляции по ножкам уже закрепленных там разъемов, то и дело сверяясь с напечатанными на бумаге схемами и таблицами. Третьи стояли рядом, прикладывая к ножкам разъемов какие-то инструменты. Они нажимали кнопку, инструмент жужжал, и кончик провода оказывался плотно накручен на ножку разъема, а монтажник переносил инструмент к следующей ножке.
Пульт управления тоже не оставался без внимания. В отверстия вставляли лампочки в специальных миниатюрных патрончиках, тумблеры, кнопки и клавиши. Собственно говоря, это был уже конец работы – большинство монтажных операций было выполнено раньше, когда нас в цеху еще не было. К середине дня закончились последние операции по монтажу. Те же люди, сверяясь с другими схемами, начали брать платы с нашей тележки и вставлять их в гнезда шкафов. Дошел черед и до моего регистра. Он занял свое место в шкафу, имеющийся на нем разъем с приятным легким щелчком подключился к имеющемуся в ячейке шкафа встречному разъему, а монтажник завернул небольшие болтики с рифлеными головками по краям платы, закрепляя ее на своем месте.
До конца дня множество плат заняли свои места в шкафах, но свободных мест осталось еще больше! И так продолжалось несколько дней – тележка за тележкой прикатывались в цех, платы брали с них, внимательно осматривали, ставили на свои места в шкафах, закрепляли…