Robert John Widlar | |
---|---|
Robert John Widlar | |
| |
Syntymäaika | 30. marraskuuta 1937 |
Syntymäpaikka |
|
Kuolinpäivämäärä | 27. helmikuuta 1991 (53-vuotias) |
Kuoleman paikka | |
Maa | |
Tieteellinen ala | Analogisten integroitujen piirien piirit |
Työpaikka |
Fairchild Semiconductor National Semiconductor Linear Technology |
Alma mater | Coloradon yliopisto Boulderissa |
Opiskelijat | Mineo Yamataki |
Tunnetaan |
Analogisten integroitujen piirien suunnittelun perustaja Ensimmäisten integroitujen operaatiovahvistimien ja jännitesäätimien kehittäjä |
Palkinnot ja palkinnot | Yhdysvaltain kansallinen keksijöiden Hall of Fame |
Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa |
Robert John Widlar (Widler [2] , 1937-1991) oli amerikkalainen elektroniikkainsinööri , analogisten integroitujen piirien [3] perustaja . Widlar teki tärkeimmän työnsä vuosina 1964-1970 yhteistyössä tekniikan David Talbertin kanssa. Widlar kehitti ja Talbert toi sarjatuotantoon ensimmäisen integroidun operaatiovahvistimen (operaatiovahvistimen) μA702 (1964), ensimmäisen massatuotannon integroidun operaatiovahvistimen μA709 (1965), ensimmäisen toisen sukupolven operaatiovahvistimen LM101 (1967), ensimmäinen integroitu jännitesäädin LM100 (1966) ja ensimmäinen kolminapainen stabilisaattori LM109 (1970). He olivat edelläkävijöitä puristusvastusten , FET :ien , multicollectorien ja super-beta- bipolaaristen transistorien käytön analogisissa piireissä . Widlar on hänen mukaansa nimetyn vakaan virtalähteen (1964), referenssijännitelähteen (1969) ja ulostulovahvistusasteen (1977) keksijä. Kaikki nykyaikaiset integroitujen referenssivirtojen ja -jännitteiden lähteiden piirit perustuvat Widlarin 1960-luvun kehitykseen [4] .
Kolmekymmentäkolme vuotiaana Widlar jätti äkillisesti Piilaakson ammattiyhteisön ja muutti pysyvästi Meksikoon . Ennalta- arvaamaton luonto, alkoholismi , boheemi elämäntapa [5] ja Vidlarin erakko teki hänestä hänen elinaikanaan legendojen ja anekdoottien hahmon, jotka suurelta osin todistavat silminnäkijöiden kertomukset.
Bob (Robert John) Widlar syntyi ja kasvoi Clevelandissa vauraassa suuressa [6] perheessä, jolla oli saksalaiset ja tšekkiläiset juuret. Hänen äitinsä Mary Vithous oli tšekkiläisten emigranttien tytär [7] . Hänen isänsä, radioinsinööri Walter J. Widlar , kuului vaikutusvaltaiseen saksalaiseen perheeseen Clevelandissa, jonka perustajat asettuivat Ohioon 1700-luvun lopulla [7] . Saksan sukunimestä Widlar Amerikassa tuli Wildler [8] , mutta venäläinen tekninen kirjallisuus käyttää transkriptiota saksasta [9] .
Kypsänä vuotenaan Vidlar ei koskaan puhunut lapsuudestaan ja nuoruudestaan, mutta osa heidän jaksoistaan säilytettiin paikallisissa sanomalehdissä ja arkistoissa. Hänen isänsä, lahjakas ja yritteliäs itseoppinut kirjailija, julkaisi säännöllisesti ammatti- ja paikallislehdistössä ja ansaitsi maineen taajuusmodulaation asiantuntijana [10] . Vuonna 1942 Vannevar Bushin strateginen tutkimuskomitea mobilisoi Widlar Sr:n kehittämään taajuusmoduloituja radiolähettimiä sonopoijuihin [11] . 15-vuotiaana poika, seuraten isänsä jalanjälkiä, hallitsi radiotekniikan perusteet ja oppi korjaamaan televisioita [12] .
Vuonna 1953 45-vuotias Widlar Sr., joka ei ollut koskaan ollut hyvässä kunnossa, kuoli massiiviseen sydänkohtaukseen [13] . Bobin oli ansaittava itse elantonsa, ensin siivoten ja sitten korjaten radiolaitteita. Hän valmistui jesuiittakoulusta St. Ignatius Clevelandissa, työskenteli vuoden teknikona yrityksessä, jossa hänen isänsä työskenteli kymmenen vuotta, ja vuonna 1958 hän toimi vapaaehtoisena Yhdysvaltain ilmavoimissa ja palveli kaksi täyttä vuotta radioelektronisten laitteiden ohjaajana tukikohta Coloradossa [14] . Marraskuussa 1960 Air Force Training Directorate julkaisi ensimmäisen kirjansa, puolijohdelaitteita käsittelevän oppikirjan, 100 kappaleen levikkinä [15] .
Jo palveluksen aikana, vuoden 1959 alussa [16] , Widlar onnistui pääsemään Coloradon yliopistoon Boulderissa . Vuonna 1961 hän jäi eläkkeelle ilmavoimista ja työskenteli insinöörinä instrumentointiyhtiössä Ball Brothers Research Corporation . Työskennellessään NASAn kiertorata-aseman ohjaimien parissa Widlar kohtasi transistorien säteilyvastusongelman . Ainon transistorin, jolla oli sertifioitu säteilynkestävyys, valmisti Amelco , joten Vidlarilla oli mahdollisuus tavata johtajiaan ja aiemmin - Fairchild Semiconductorin perustajia Jean Ernie ja Sheldon Roberts . Widlar tajusi, että elektroniikan päätapahtumat eivät olleet instrumentaatiossa, vaan puolijohteiden tuotannossa, ja vuoden 1963 alussa hän päätti lujasti mennä töihin alan johtavaan yritykseen, Fairchild Semiconductoriin . Fairchild itse löysi myös johtajia kiinnostuneista Vidlarista niin paljon, että yritys rikkoi ammattietiikkaa ja salametsäsi työntekijän asiakkaaltaan [17] [18] .
Widlarin Fairchildissä elokuussa 1963 käymien neuvottelujen todistajat kertovat tapahtumista erilaisia kertomuksia, mutta alkoholin teema toistuu tarinoissa . Yhdessä tarinassa Vidlar joi Fairchild-myyjä, tuleva AMD :n perustaja Jerry Sanders ja varasti näytteitä uusimmista transistoreista häneltä; myöhemmin Sanders suositteli Vidlaria yrityksen johtajille [19] . Toisessa Widlar ilmestyi haastatteluun Fairchildissa päihtyneenä, näennäisesti "rohkeuden vuoksi" ja kertoi johtavalle IC-suunnittelijalle Heinz Rueghille, että "kaikki mitä teet täällä, on paskaa" [20] . Rueg kieltäytyi palkkaamasta Widlaria ja "luovutti" hänet tuotantopäälliköksi John Humelle, joka teki lopullisen päätöksen [20] . Kolmannessa, kun Vidlar ei ollut samaa mieltä tarjotun palkan tasosta, hän kysyi henkilöstöpäälliköltä: "Missä täällä on lähin pubi?" ja meni heti sinne "harkimaan ehdotusta" [21] . Huolimatta ehdokkaan todennäköisen alkoholismin varoitusmerkeistä Fairchild palkkasi Widlarin, ei uusien kehitysosastojen, vaan näiden kehitysten edistyneisiin sovelluksiin - palveluun, joka yhdisti suunnittelijat tuotantoon [22] .
Widlarin mentori Fairchildissa oli tuotantoinsinööri David Talbert, joka hienosääti uutta tuotantolinjaa Mountain View'n tehtaalla . Luonnostaan pidättyväinen, lakoninen Talbert oli muutaman vuoden vanhempi kuin Widlar, ja puolessatoista vuodessa Fairchildissä hänestä tuli äskettäin valmistuneesta yliopistosta kova, itsepäinen, suvaitsematon epäpätevyyden johtaja [23] . Talbert työskenteli kapeassa samanmielisten ihmisten piirissä, johon Widlarin lisäksi vuosina 1963-1965 kuuluivat myyntipäälliköt Jack Gifford ja Floyd Kwamme sekä insinöörit Mineo Yamataka ja Dolores Brush (Talbertin vaimo) ) [24] . Muita Fairchildin työntekijöitä, mukaan lukien vanhimmat, pidettiin Talbert-yrityksen ulkopuolisina [22] . Widlar ja Talbert eivät vain työskennelleet yhdessä, vaan niistä tuli luova liitto, joka oli liikkeellepaneva voima 1960-luvun "analogisen vallankumouksen" takana.
Fairchildin ensimmäiset tuotantosirut tulivat markkinoille kesällä 1962. Yrityksen pääsuunnittelija Gordon Moore luotti logiikkapiireihin , koska hän uskoi, että vain niitä voidaan tuottaa hyväksyttävillä kustannuksilla ja luotettavuudella. Analogiset piirit olivat herkempiä tekniikan poikkeamille, joten käyttökelpoisten analogisten piirien tuotto oli kohtuuttoman alhainen. Kolme analogista sirua, jotka Fairchild tuotti vuonna 1963 sotilasasiakkaille, olivat murto-osa yhtiön tuotantoohjelmasta.
Nämä vahvistimet suunniteltiin samalla tavalla kuin erilliset piirit [25] . "Tavallisessa" elektroniikassa aktiiviset laitteet (transistorit ja lamput ) olivat kalliita ja passiiviset ( vastukset , kondensaattorit , pienet induktanssit ) halpoja, ja vastuksen hinta ei käytännössä riipunut sen vastuksen arvosta [20] . Tasoprosessi on rajoittanut piirisuunnittelijoiden valinnan npn-tyyppisiin bipolaarisiin transistoreihin [26] , diodeihin ja keskiarvoisiin vastuksiin (satoja tai tuhansia ohmeja ). Tällaisen vastuksen hinta, johdannainen sen käyttämästä alueesta, oli verrattavissa perustransistorin hintaan. Tämän alueen ulkopuolella vastuksen pinta-ala ja hinta kasvoivat jyrkästi, 150 kΩ vastusta pidettiin mahdottomana toteuttaa, koska se vei suurimman osan tyypillisestä mikropiirisirusta [27] . Vastuksen alan kanssa myös sen loiskapasitanssi kasvoi , mikä rajoitti piirin taajuusaluetta . Myös transistoreiden loiskapasitanssit ja vuotovirrat olivat liian korkeita. Kapasiteetin luominen useille kymmenille pikofaradeille ja induktanssille oli täysin mahdotonta. [28] . Samaan aikaan perinteiset piirit eivät käyttäneet integroitujen transistorien ainutlaatuisia ominaisuuksia millään tavalla - niiden toimintaolosuhteiden ( lämpötila ja niihin liittyvät parametrit) identiteettiä ja kaikkien sirulla olevien laitteiden dopingprofiilien identiteettiä. Näitä ominaisuuksia käyttäviä elektronisia piirikokoonpanoja ei ollut vielä keksitty. "Vanhanaikaisen tavan" suunnittelu sellaisissa olosuhteissa oli tuomittu epäonnistumaan: "nollasukupolven" analogiset mikropiirit hävisivät erillisiin komponentteihin perustuville piireille sekä luotettavuudessa että taajuusalueella ja virrankulutuksessa satojen hintaan. 20 tuhatta dollaria kappaleelta.
Widlar ei hyväksynyt Mooren strategiaa ja hänen kiehtovuuttaan digitaalitekniikkaan yleensä: "jokainen idiootti osaa laskea yhteen " [29] . Hän keskittyi luomaan uusia piirejä, jotka hyödynsivät tasomaista tekniikkaa: "Älä edes yritä jäljitellä erillisiä komponentteja piissä" [30] . Ajan myötä tämä "Widlarin teoreema" muuttui analogisten piirien perussäännöksi: "Vaihda passiiviset komponentit transistoreilla aina kun mahdollista" [31] . Piirien hallinta ei kuitenkaan riittänyt: toimivien ratkaisujen löytämiseksi Vidlar tarvitsi pääsyn pilottituotantoon. Oli tarpeen korjata käytännössä "korkeajännitteisten" epitaksiaalisten transistorien, sivutransistorien ja muiden komponenttien tuotanto, joita ei ollut olemassa erillisten laitteiden muodossa. Talbert, joka jakoi täysin Widlarin ideat, antoi hänelle tämän mahdollisuuden. John Humen hiljaisella hyväksynnällä Mountain View -myymälä sai kaksoiselämän: päivällä se tuotti massatuotettuja logiikkapiirejä, ja yöllä Talbert loi Widlarin käskyt [32] . Tavanomainen tuotantosykli erälle mikropiiriä kesti sitten jopa kuusi viikkoa, ja Widlarin kokeelliset piirit valmistettiin kahdessa viikossa [33] . Yrityksen ja erehdyksen kautta, salaa yrityksen johdolta, keväällä 1964 Widlar ja Talbert pääsivät lähelle täysimittaisen integroidun operaatiovahvistimen luomista .
Ensimmäisen sukupolven Widlar-operaatiovahvistimien kehitys | ||
---|---|---|
Alkuvuodesta 1964. Erilliset prototyyppikomponentit , joita oli epäkäytännöllistä toteuttaa IC-sirulle, on värikoodattu . |
Lokakuu 1964. Serial μA702 Widlarin alkuperäiset piirimallit ovat värikoodattuja. |
Marraskuu 1965. Serial μA709 Widlarin alkuperäiset piirimallit on värikoodattu |
Widlar otti perustaksi transistorin operaatiovahvistinpiirin, jossa oli kolme jännitevahvistusvaihetta, ja korvasi tuloasteen korkearesistanssisen emitterivastuksen virtapeilillä ja taajuuden korjauskapasitanssit yhdellä ulkoisella kapasitanssilla. Hän kehitti ja teki virheenkorjauksen kokeellisissa kiteissä piirin tulodifferentiaaliasteen kytkemiseksi yksijaksoiseen toiseen vaiheeseen ilman vahvistushäviötä ja tasonsiirtopiirin samantyyppisille transistoreille. Toukokuussa 1964 Talbertin valmistama prototyyppi osoitti aikansa ennätyskaistanleveyttä 25-30 MHz . Piiri, ensimmäistä kertaa maailmassa, käytti vain piidiffuusiovastuksia ja -transistoreita - Widlar kieltäytyi käyttämästä epäluotettavia kalvovastuksia [34] .
Kvamme ei voinut vastustaa ja raportoi menestyksestä Fairchildin johtajille. Robert Noyce tajusi heti, että hänelle tuntematon "tehdasinsinööri" oli löytänyt kultakaivoksen, joka oli verrattavissa tasotekniikan keksintöön . Hän saapui odottamatta Mountain View'n tehtaalle, perehtyi tilanteeseen ja päätti ottaa uuden järjestelmän välittömästi tuotantoon [35] . Vidlar oli närkästynyt ja syytti vieraita avoimesti epäpätevyydestä: raakaprototyyppi ei ollut valmis massatuotantoon, eikä myyntiosasto ollut valmis analogisten piirien myyntiin [36] . Noyce "ei huomannut" loukkauksia, Widlar pysyi paikallaan, Jack Gifford tuli vastaamaan analogisten piirien markkinoinnista ja osa-aikaisesta Widlarin "vartijasta", ja Fairchild ilmoitti aloittavansa maailman ensimmäisen integroidun operaatiovahvistimen myynnin. nimetty μA702 [37] . Ensimmäinen erä µA702:ta lähetettiin asiakkaille lokakuussa 1964 hintaan 50 dollaria kappaleelta. Kysyntä oli niin paljon tuotantoa edellä, että loppukuluttajan hinta nousi 300 dollariin [38] [8] .
Vuoden 1965 ensimmäisellä puoliskolla Widlar ja Talbert suunnittelivat vahvistinpiirin uudelleen ja ottivat siihen käyttöön piirejä ja teknisiä ratkaisuja, joista on tullut piirien klassikoita: Widlarin paranneltu virtalähde , push-pull -lähtöaste ja sivupnp-transistorit [39] . Fairchild-johto oli eri mieltä Widlarin viimeisimmästä päätöksestä uskoen, että sivutransistorit olivat liian epävakaita luottaakseen tuotantotuotteeseen. Vastauksena Vidlar lukitsi itsensä laboratorioon 170 tunniksi. Tänä aikana hän ei vain kehittänyt, vaan myös testannut kokemuksella uusimman vakaan sivutransistorin kokoonpanon.
Vidlarin toisen operaatiovahvistimen µA709:n julkaisua edelsi hänen ensimmäinen " road show " [40] . μA709:n julkaisua ja hänen opetus- ja puhetaitojaan ympäröivä kohina teki Vidlarista julkkiksen ammattiyhteisössä [41] . Analogisten piirien tulevaisuus jäi epäselväksi, ja vain kaksi, Widlar ja Hong-Chan-Ling , kannattivat varauksetta niiden kehittämistä [42] . Widlar oli omalla tavallaan oikeassa pitäessään analogisten piirien myyntiä erikoisena taiteena: tuotteen julkaisu ei riittänyt, vaan sen käyttöä varten piti koota ja julkaista käsikirjat ja välittää ne kollegoille - insinööreille, tutkijoille ja asiakkaille. [43] [44] . Hän ei vain raportoinut saavutuksistaan, vaan oli myös yksi ensimmäisistä, joka muotoili julkisesti integroitujen piirien ensisijaiset tehtävät: keinojen kompensoimiseksi lämpötilan poikkeaman, komponenttien teknologisen leviämisen ja vakaiden jännitteiden ja virtojen lähteiden luomisen [45] .
Jos μA702 oli ensimmäinen integroitu operaatiovahvistin, niin μA709A:sta tuli ensimmäinen massaoperaatiovahvistin , analogisten mikropiirien ensimmäisen sukupolven " tyyppi " [46] . Huolimatta μA709:n lapsuussairauksista, joiden ratkaiseminen kesti kuusi kuukautta ja päättyi päivitykseen parannettuun μA709A:han, myynti onnistui poikkeuksellisen hyvin. Bendix Corporation osti kaikki Mountain Viewin tehtaan tuotteet kaksi vuotta etukäteen, kysyntä ylitti tarjonnan kymmenen kertaa [47] . Vuoden 1965 loppuun mennessä analogisten piirien myynnin osuus Fairchildin liikevaihdosta oli 40 %, mikä kompensoi yhtiön viivettä logiikkapiirimarkkinoilla. μA709:stä tuli standardi operaatiovahvistin Yhdysvaltain sotilasteollisuudelle , ja sitten kun hinta laski, se valloitti myös siviilimarkkinat [44] [48] [49] .
μA709:ää seurasivat Widlarin nopeat μA710- ja μA711- komparaattorit sekä tarkkuustransistoripari μA726 [39] . Fairchild ei lisensoinut Widlarin keksintöjä, mutta ei estänyt kilpailijoita kopioimasta niitä, ja vuoteen 1967 mennessä Motorola , Texas Instruments , Philco , ITT ja Westinghouse [50] hallitsivat µA709-kloonien tuotannon . Vuonna 1970 709:n kaikkien versioiden tuotannon arvioitiin olevan 20-30 miljoonaa yksikköä vuodessa [48] . Joten Fairchildin ylimmän johtajan Don Valentinen mukaan oli tilanne, jolloin Widlar ja Talbert ”olivat yli 80 %:sta maailmassa myydyistä analogisista piireistä. Yksi kehitti niitä, toinen teki niitä” [51] .
Ihmiset, jotka tunsivat Vidlarin nuoruudessaan, panivat toistuvasti merkille hänen halunsa rikastua nopeasti. Insinöörin palkalla eläminen ei houkutellut häntä paljoa, kun taas hänellä ei ollut yrittäjyyttä eikä halua tehdä uraa. Vuosina 1964-1965 Widlarin ja Talbertin palkat nousivat merkittävästi, mutta he eivät voineet luottaa osuuteen Fairchildin ideoistaan ansaitsemasta voitosta [52] . Syksyllä 1965 he aloittivat neuvottelut National Semiconductorin kanssa , ja joulukuussa 1965 he ilmoittivat eroavansa Fairchildista [52] . Kysymykseen "mikä voi pitää sinut Fairchildissä?" Vidlar vastasi Humelle: " Miljoona puhdasta... 30-vuotiaana tarvitsen miljoonan" [53] . National täytti hänen odotuksensa: Nationalin osuuden, jonka Vidlar sai ennakkoon, arvoksi arvioitiin satatuhatta dollaria vuonna 1965, ja kaksi vuotta myöhemmin hinta nousi miljoonaan [52] .
Widlar ja Talbert ottivat haltuunsa Nationalin koetehtaan Santa Clarassa ja saarsivat työnsä jälleen salassapitoverholla. Vidlarin ja Talbertin jälkeen myös heidän koko tiiminsä liittyi yritykseen. Vuonna 1969 tunnustettu piiriinsinööri Bob Dobkin muistutti, että " Vidlar tiesi kaiken, hän tiesi tietävänsä kaiken ja kaikki muut eivät tienneet mitään" [54] . Santa Claran tuotannon kannattamattomuudesta huolimatta Nationalin johto päätti kehittää sitä ja supistaa päätuotantoa Connecticutissa . Marraskuussa 1966 rahaa menettänyt yritys joutui Charles Sporckin johtaman Fairchildin alumnien ystävällisen haltuunoton kohteeksi. Sporck kääntyi tunnettujen Vidlarin ja Talbertin puoleen. Fairchildin historioitsija Charles Lecuerin mukaan Widlar suositteli Sporckia aloittamaan vallankaappauksen . Talbert toi Sporckin Nationalin johtoon, ja 1. maaliskuuta 1967 yritys joutui uusien johtajien hallintaan [56] . Sporck johti yritystä, kun taas Widlar ja Kvamme johtivat analogisten ja logiikkapiirien kehittämistä. Sporckin mukana tullut Kvamme muisteli myöhemmin jättäneensä Fairchildin vain työskennelläkseen Widlarin kanssa [57] . Widlar, joka ei turhaan piti itseään yrityksen tähtenä, hankki itselleen käyntikortin, jossa oli merkintä ”Robert J. Widlar. Yhdistyksen jäsen . National Semiconductor Corporation" [58] .
Vuonna 1967 Widlar kehitti LM101-operaatiovahvistimen, ensimmäisen toisen sukupolven operaatiovahvistimen. Sen lohkokaaviosta tuli perusta kaikille myöhemmille yleiskäyttöisille op-vahvistimille. Aktiiviset kuormat tarjosivat LM101:lle suuremmat vahvistukset jokaisessa vaiheessa kuin sen edeltäjät, ja pnp-transistorien differentiaaliasteeseen ladatut tuloemitteriseuraajat tarjosivat laajan valikoiman sallittuja tulojännitteitä ja pieniä bias-virtoja. DC-vahvistus saavutti 500 000 verrattuna 50 000-100 000 ensimmäisen sukupolven vahvistimiin. Tuloaste oli suojattu korkeilta jännitteiltä, lähtöasteessa oli täysi suojaus oikosulkuja vastaan [59] [60] . Suurin ero edeltäjiinsä oli kahden, ei kolmen, jännitteen vahvistusasteen käyttö (se oli kaksivaiheinen piiri, josta tuli "yleinen ominaisuus" toisen sukupolven operaatiovahvistimessa [61] ). Tämän seurauksena LM101:n taattiin olevan vakaa käyttämällä vain 30 pF:n ulkoista korjauskapasitanssia [62] [63] . Vidlar teki strategisen virheen, kun ei yrittänyt "pakkaa" tätä kapasitanssia operaatiovahvistinsirun päälle. Vuotta myöhemmin Fairchildin kilpailijat täyttivät aukon julkaisemalla μA741 :n , LM101:n kloonin sisäisellä taajuuskorjauksella [64] . Juuri tämä mikropiiri voitti universaalien operaatiovahvistimien markkinat ja työnsi LM101:n sivuun [65] . Markkinat pitivät parempana μA741:n helppokäyttöisyyttä Widlarin suunnittelun joustavuuden ja muokattavuuden sijaan [66] .
Vuosina 1968-1969 Widlar ja Talbert keksivät ja korjasivat tuotannossa uusia aktiivisia laitteita - "super-beta-transistorit" (bipolaariset npn-transistorit, joissa on ultraohut peruskerros ja vahvistus yli tuhat), monikeräimen bipolaaritransistorin ja epitaksiaalisen kenttä- efektitransistori (epiFET) [67] . Helmikuussa 1969 julkaistiin LM108, jonka Widlar kehitti Kvammen kanssa - ensimmäinen superbeta-transistoreihin perustuva operaatiovahvistin [68] . Joulukuussa 1969 National julkaisi uuden Widlar- ja Dobkin -operaatiovahvistimen , LM101A, joka on toiminnallinen vastine LM101:lle uudella elementtipohjalla, ja vuonna 1970 julkaistiin sen versio sisäänrakennetulla korjauskapasitanssilla, LM107 [69 ] . Talbertin uusi kuuden maskin prosessi mahdollisti ensimmäistä kertaa pinch-vastusten , kenttätransistoreiden, superbeta-transistoreiden ja sivupnp-transistoreiden käyttöönoton, joiden virtavahvistus oli yli 100 yhdellä sirulla. -collector pnp-transistorit [70] . Op-vahvistimen, joka ei käyttänyt komposiittitransistoreja sisääntulossa , tuloresistanssi ylitti ensimmäistä kertaa 1 MΩ merkin [71] .
Vidlar-jännitteen stabilisaattorit | ||
---|---|---|
Bandgap Vidlara | LM100 tyypillisellä runkosarjalla | LM 109 - ensimmäinen kolminapainen stabilointilaite |
Vuonna 1966 National Semiconductor julkaisi Widlarin LM100:n, historian ensimmäisen integroidun jännitesäätimen . LM100 mahdollisti jännitteiden stabiloinnin välillä 2 - 30 V kumulatiivisella virheellä sotilaslämpötila-alueella (-55 - +125 °C), joka oli enintään 1 % [59] . 6,3 V zener-diodi toimi vertailujännitelähteenä , suhteellisen pienitehoinen komposiittitransistori toimi säätöelementtinä , joten käytännössä LM100:aa ei käytetty täydellisenä stabilisaattorina, vaan ulkoisen tehotransistorin ohjauspiirinä . Kysyntä ylitti optimistisimmat odotukset [59] .
Asiakkaat vaativat ottamaan seuraavan askeleen ja yhdistämään ohjauspiirin ja tehotransistorin yhdelle sirulle, pakkaamalla täysimittaisen säätimen pakkaukseen, jossa oli kolme nastaa: tulo, lähtö ja yhteinen. Syksyllä 1967 [72] Widlar julisti, että kompromissi ei ollut suositeltavaa: tarkkojen ja tehokkaiden laitteiden toimintaolosuhteet olivat liian erilaiset. Edellisen kerran hän ilmaisi tämän mielipiteensä painettuna kesäkuussa 1969, ja helmikuussa 1970 hän teki yllättäen päinvastaisen lausunnon: tehotransistorin ja ohjauspiirin sijoittaminen samalle sirulle ei ole vain hyväksyttävää, vaan myös toivottavaa, koska se yksinkertaistaa huomattavasti ylikuumenemissuojapiiri.. Lisäksi tällainen stabilisaattori on jo toteutettu piissä ja se on valmis sarjatuotantoon [73] [74] [75] .
LM109:n, maailman ensimmäisen integroidun kolminapaisen +5 V jännitteensäätimen ja tunnetumman (ja vähemmän tarkan) μA7805 :n suora edeltäjän, tuotanto aloitettiin vuoden 1970 ensimmäisellä puoliskolla. Uusi mikropiiri poikkesi LM100:sta paitsi virta- ja tehorajoissa ja helppokäyttöisyydessä, vaan myös siinä, että vertailujännitteen lähde siinä ei ollut zener-diodi , vaan niin kutsuttu Widlar -kaistaväli - transistori referenssijännitelähde on suunnilleen yhtä suuri kuin piin kaistaväli (noin 1,2 V). Bandgapin toimintaperiaatteen muotoili jo vuonna 1964 David Hilbiber, mutta Vidlar suunnitteli ensimmäisen käytännön järjestelmän , joka toimi tällä periaatteella. Ensimmäinen mikropiiri, jossa oli sisäänrakennettu bandgap, oli LM109, ja vuonna 1971 sitä seurasi LM113, kaksinapainen "tarkkuusdiodi" ( englanniksi referenssidiodi ) Widlar-kaistavälillä [76] . "Korkeajännitteisen" (noin 6 V) zener-diodin korvaaminen matalajännitteisellä (1,2 V) kaistavälillä mahdollisti taloudellisten stabilaattoreiden luomisen matalille lähtöjännitteille (3,3 V, 2,5 V ja alle) ja matalajännitteisille vahvistimille virtalähde (alkaen 1, 1 C), mutta vuonna 1969 tämä markkinarako ei ollut vielä teollisuuden kysyntää. Ensimmäinen kaistanvälisten massasovellusalue jännitteen stabilointipiirien lisäksi oli varhain integroidut analogia-digitaali- ja digitaali-analogiamuuntimet [77] .
Toimittajat, mutta myös hänen rinnallaan työskennelleet insinöörit ja johtajat kutsuivat Vidlaria neroksi. Dobkin sanoi vuonna 2006 1960-luvun lopun tapahtumista: "Bob on yksi harvoista ihmisistä, joita pidin neroina. Hän oli myös vainoharhainen, hänen kanssaan oli erittäin vaikea tulla toimeen ja hän joi lakkaamatta . Yleisön nähtävien "loistavien oivallusten" ja humalaisten touhujen takana oli insinööriammatin kaikkien osa-alueiden hallinta, tieteellinen näkemys ja poikkeuksellinen suorituskyky. Sporck muistutti, että "hän saattoi työskennellä mikrosirun parissa kolme, neljä kuukautta, yötä päivää, kunnes se oli valmis, ja vasta sen jälkeen hän joutui syömään" [79] . Thomas Lee kirjoitti, että "Widlar pystyi uppoutumaan täysin työhönsä. Hän saattoi työskennellä jatkuvasti niin väsyneesti, että hänelle oli lepoa nousta autoon, ajaa lentokentälle ja saada lippu seuraavalle lennolle minne tahansa. [80] . Legenda, jonka mukaan Vidlar otti hermostuneen jännityksen aikana kirveen, lähti kaupungista metsään ja katkoi puita tuntikausia, on todennäköisesti epäluotettava [81] .
Widlar tuli elektroniikkaan kauan ennen elektronisten piirien tietokonesimulaatiotyökalujen leviämistä ja kieltäytyi käyttämästä niitä elämänsä loppuun asti. Hän hallitsi loistavasti perinteiset matemaattisen analyysin , numeeristen laskelmien ja "paperimallinnuksen" taidot - ei vain elektronisia piirejä, vaan myös puolijohteiden fysikaalisia prosesseja. Hän saattoi viettää useita tunteja ilman taukoa laskelmien tekemiseen ja sitten esittää tulokset paperille ilman yhtäkään täplää. Bo Loek vertasi Widlarin työkirjamerkintöjä William Shockleyn yhtä selkeisiin ja tarkkoihin työkirjoihin: "Hänen [Widlarin] työkirjansa ovat kuin taideteoksia: siistejä, hyvin järjestettyjä, ja niissä on insinööritaidon kipinä" [82] .
Analyyttistä tutkimusta seurasi koe. Aluksi Widlar mallinsi sähköpiirejä "meksikolaisella tietokoneella" - sovelluksilla erityisestä johtavasta paperista [83] , sitten leipälaudoille ja koepalevykiteille . Jos prototyyppi kieltäytyi toimimasta odotetulla tavalla, Widlar vidlari sen vasaralla tai kirveen perällä: "hän murskasi sitä hiljaa, järjestelmällisesti, kunnes sirpaleet muuttuivat pölyksi. Ja sitten hän palasi töihin ja löysi oikean vastauksen” [84] . Kirves riippui näkyvässä paikassa hänen toimistossaan ja toimi myös nidontalaitteena : Vidlar leikkasi sillä paperien ommeltuja kulmia [85] . Tällaisia papereita oli luultavasti paljon: Widlar teki kopioita kaikesta, mitä hän sattui lukemaan [86] .
Widlar ei päästänyt vieraita laboratorioon eikä kestänyt melua. Puhelut, julkiset puheilmoitukset ja yksinkertaisesti äänekkäät keskustelut olivat hänelle sietämättömiä. Widlar selviytyi puhelimista korvaamalla sähkömekaaniset kellot merkkivaloilla. Hän tuhosi kaiuttimen kahdella tainnutuskranaatilla [87] . Hän ripusti laboratorioon sireenin, joka syttyi tasaisesti, jos melutaso ylitti sallitun kynnyksen. Eniten tästä keksinnöstä kärsi Vidlarin sihteeri: jokaiseen kirjoituskoneen näppäinvetoon liittyi kaiuttimen käsittämätön kiljuminen. Widlarin täytyi sammuttaa sireeni, ja siitä lähtien, kun huoneesta tuli liian meluisa, hän yksinkertaisesti lähti päivälliselle [88] . Jim Williams muistutti, että kerran, jo 1980-luvulla, kokeilu päättyi epäonnistumiseen San Josen lentokentän laitteiden aiheuttamien sähkömagneettisten häiriöiden vuoksi . Vidlar soitti lentokentälle ja "erittäin ankarasti" ( eng. very coolly ) vaati, että kaikki radiolaitteet sammutetaan puoleksi tunniksi. Williams pelkäsi vakavasti, että FBI tulisi hakemaan Vidlaria , mutta kaikki sujui [89] .
Vidlar halusi hallita koko tuotekehityssykliä, myös myyntiä. Hän ei vain kehittänyt suunnitelmia lupaaville mikropiiriensä sovelluksille, vaan myös kirjoitti itse kaiken teknisen dokumentaation - viitesivuista yksityiskohtaisiin käyttöoppaisiin. Vidlarin perfektionismilla oli käytännöllinen puoli: asiantunteva, kattava dokumentaatio helpotti paitsi asiakkaiden, myös kehittäjien elämää. Widlar kutsui tätä lähestymistapaa "tulevien puheluiden minimoimiseksi" [90] . Mutta tästä huolimatta kollegat eivät vain soittaneet, vaan myös kirjoittivat Vidlarille monia kirjeitä, joissa oli kysymyksiä. Widlarin tarkat ja nopeat vastaukset synnyttivät ammatillisessa ympäristössä sen käsityksen, että hän itse kirjoitti vastaukset jokaiselle vastaanottajalle. Todellisuudessa Widlarin kirjeet koostuivat tyypillisistä kappaleista, jotka oli painettu uudelleen hänen laatimastaan yhteenvedosta. Saatuaan kirjeen, jossa oli kysymys (ja kysymykset toistettiin väistämättä), Vidlar osoitti sihteerille vain ne tiivistelmän kappaleet, jotka tulisi kirjoittaa uudelleen, ja allekirjoitti sitten valmiin vastauksen [91] .
Loek ja Dobkin huomauttivat, että Shockleyn tavoin Widlar oli innokas ja kriittinen alaistensa saavutuksia kohtaan. Aivan kuten Shockley, Widlar oli huolissaan siitä, että hänen alaisensa "tekevät taas väärin" ja sanelevat heille paitsi ongelman lausunnon myös sen odotetun ratkaisun [92] . Dobkinin mukaan Widlar oli varma, että hänen alaisensa eivät kyenneet keksimään mitään, mutta hän kykeni myös myöntämään olleensa väärässä [93] .
Yrityksessä MOS-teknologioiden kehittämisestä vastanneiden Widlarin ja Kvammen työn ansiosta National Semiconductor nousi toiselle sijalle maailmassa jokaisessa integroitujen piirien luokassa [94] . Vidlar ja Kvamme eivät ainoastaan kehittäneet mikropiirejä ja ottaneet niitä tuotantoon, vaan myös matkustaneet yhdessä ympäri maailmaa puhuen lukuisissa konferensseissa ja seminaareissa. Kvamme muisteli vuonna 2011, että "Vidlar oli 70-luvun alun Steve Jobs . Kaikki halusivat kuulla häneltä kuinka suunnitella…” [95] . Kuuluisuuden kääntöpuoli oli lisääntynyt alkoholismi vuosina 1968-1970. Vuosina 1964-1965 Jack Gifford piti Widlarista mahdollisimman paljon huolta, mutta lähdettyään Fairchildistä kukaan ei voinut pysäyttää Vidlaria [96] . Hän vietti yönsä baareissa juomalla itsensä puolitajuisena. Hän ahdisteli juomatovereitaan, "tarjoutui ulos", mutta yliarvioi kykynsä: yksi tällainen öinen välienselvittely Mike Scottin ( Applen tuleva presidentti ) kanssa päättyi Vidlarin tyrmäykseen [97] . Vuosikymmenen loppuun mennessä Vidlar joi jatkuvasti, ja tuhannet ihmiset näkivät hänen juopumuksensa. Sporck teki parhaansa peittääkseen Vidlarin temput ja jopa sai hänet ulos vankilasta [98] . Sporck muisteli vuonna 2002:
Hän joi liikaa, ja minun piti kestää se. Minulla ei ollut vaihtoehtoa: tämä kaveri oli jonkin aikaa National Semiconductor. Eräänä päivänä seminaarissa Pariisissa kokosimme noin 1200 insinööriä Ranskasta ja Belgiasta ... teimme sen virheen, että avasimme baarin lounasaikaan - se oli Ranskassa tapana. Ja niin hän alkoi juoda giniä laimentamattomana suurissa lasissa, ja tajusin, että siitä tulee ongelmia. Illallisen jälkeen hän palasi saliin täysi lasillinen giniä... Menin Widlarin vieressä istuvan Peter Spraguen [toinen henkilö yrityksen hierarkiassa] luo ja sanoin hänelle: "Peter, päästä eroon tästä ginistä ennen kuin Widlar putoaa pöydän alle." Köyhä Peter uhrasi itsensä ja joi kaiken. Puheensa alussa Vidlar ojensi tavallisesti lasin, mutta se oli tyhjä. Vidlar huusi, ettei hän lausuisi sanaakaan ennen kuin hänelle kaadetaan lasi. Ei ollut vaihtoehtoa, minun piti kaataa hänelle täysi lasi, ja hän jatkoi. Hän tuskin pystyi seisomaan jaloillaan, mutta mikä on mielenkiintoista - jopa tässä tilassa hän kiehtoi kuuntelijan... Ja sitten vein hänet hotellille metrolla . Hän seisoi horjumassa aivan laiturin reunalla, ja minä seisoin takana valmiina tarttumaan häneen... Jos hän sitten putoaisi kiskoille, yhtiö olisi kuollut hänen kanssaan. [99]
Joulukuuhun 1970 mennessä Widlar oli tehnyt päätöksen erota National Semiconductorista. Joulukuun 12. päivänä hän antoi yritykselle "viimeisen lahjan". Tänä aikana yritys lopetti säästötoimenpiteiden vuoksi nurmikon leikkaamisen päärakennuksen edestä. Widlar, joka oli tyytymätön näkemään umpeen kasvaneen aukion, jonne hän pysäköi valkoisen kaksipaikkaisen Mercedesensä , "lainasi" maanviljelijäystävältä lampaan ( Bob Pease mukaan - osti sen 60 dollarilla) ja vapautti sen "leikkaa nurmikkoa" National Semiconductor , ja samaan aikaan kutsui toimittajan San Jose Newsista [101] [88] [102] . Tarina pääsi lehtiin Widlarin kommentilla: "kyllä, lammas on jättänyt monet puutarhurit työttömäksi... mutta hän ei vain leikkaa, vaan myös lannoittaa!" [103] . Yrityksen johto ei arvostanut aloitetta, ja eräänä yönä lammas "kidnapattiin mystisesti" [101] . Ajan myötä Vidlarin lampaiden historia sai myyttisiä yksityiskohtia. Erään version mukaan Vidlar itse vei lampaat lähimpään baariin ja joko jätti sen sinne [88] [104] tai arvosi sen ystävällisessä huutokaupassa [101] . Toisen version mukaan lammas oli vuohi tai jopa vuohi. Pease huomautti närkästyneenä, että "tämä on absurdia. Vidlar ei voinut tehdä sitä. Hän toi tarkalleen lampaan ... Mercedeksen takapenkillä! [105] .
Aamulla 21. joulukuuta 1970 Vidlar ja Talbert jättivät eronsa samaan aikaan. Syyt tai syyt heidän lähtemiseensa jäivät mysteeriksi [101] . Sysäyksenä saattoi olla Nationalin julkinen tarjous New Yorkin pörssissä . Sporck, Widlar ja Talbert myivät räjähdysmäisesti nousevat osakkeensa, mutta Sporck pysyi yrityksen ruorissa, eivätkä Widlar ja Talbert menneet mihinkään . Vidlar sanoi vain, että "tarkastelemme tarkasti... kuinka nopeasti palaamme järjestelmään - riippuu siitä, kuinka mielenkiintoisia ehdotuksia tulee" [107] . "Palaaminen töihin" kesti Widlarilla useita vuosia. Saatuaan miljoona dollaria käsiinsä hän lähti Meksikoon ja asettui Puerto Vallartaan . Kolmekymmentäkolme vuotiaana Vidlar saattoi vihdoin sanoa ylpeänä: "Mutta minä en ole töissä!". Lukittuina kotiinsa Puerto Vallartassa hän jatkoi työskentelyä yksin monimutkaisten piirisuunnitteluongelmien parissa. Hän luennoi ajoittain (tai pikemminkin piti esityksiä) Yhdysvalloissa, missä hänet tunnettiin edelleen ensimmäisenä analogisten piirien kehittäjien joukossa, mutta kieltäytyi kategorisesti pysyvän työn tarjouksista:
"Varoitus: Bob Widlar, 709:n, 101:n, 105:n ja 108:n keksijä, ei toimi Teledynelle . Bob Widlar ei toimi ollenkaan."
— Teledyne Semiconductorin vuonna 1973 järjestämän Widlar-seminaarin mainoksesta [108]
Marraskuussa 1974 Sporck suostutteli Widlarin palaamaan National Semiconductoriin. Osapuolten suostumuksella Vidlarista tuli "riippumaton" konsultti yritykselle, jonka kotipaikka on edelleen Meksiko [109] . Kaukana laboratorioista ja tietokoneista hän onnistui suorittamaan paljon tieteellistä ja soveltavaa työtä sekä piirien että puolijohdefysiikan alalla ( jatkuvuusyhtälöiden ratkaisuja suurjännitetehotransistoreille jne.) [92] . Vidlar matkusti usein Meksikosta Yhdysvaltoihin ja takaisin. Rajaa ylitettäessä rajavartijat kysyivät Vidlarilta hänen työpaikastaan, ja suora vastaus oli "Mutta minä en ole töissä!" aiheutti aluksi tarpeettomia ongelmia Vidlarille. Niinpä hän Sporckin neuvosta tilasi Henry Morgan & Co:lta joukon " Highway Agent " -käyntikortteja, jotka tyydyttivät lainvalvontaviranomaisia .
Vuonna 1981 Widlar, Dobkin ja Robert Swanson perustivat Linear Technologyn . Widlarin tärkein panos uuteen yritykseen oli hänen toteutumatta jäänyt kehitystyönsä, joka syntyi National Semiconductorin "neuvonnan" aikana. Kolme vuotta Linearissa päättyi pettymykseen: Vidlar erotettiin tehokkaasti yrityksestä ja menetti oikeutensa rojaltimaksuihin keksinnöistään, jotka patentoitiin hänen aikanaan Linearilla, mutta jotka luotiin ennen Linear Technologyn luomista. Dobkin Swansonin ja osakkeenomistajien painostuksesta ei kyennyt tai halunnut auttaa häntä. Widlar palasi National Semiconductorin siiven alle ja työskenteli konsulttina loppuelämänsä. Vuodesta 1974 vuoteen 1991 Widlar kehitti kymmeniä uusia projekteja National Semiconductorille. Vuonna 1976 yritys julkaisi LM10:n, mikrotehoisen operaatiovahvistimen ja jännitereferenssin, joka pystyy toimimaan 1,1–40 V:n syöttöjännitteillä. Se on ensimmäinen operaatiovahvistin, joka pystyy täysin toimimaan yhdestä 1,4 V:n kennosta. Sitä seurasi LM11. — tarkkuusbipolaarinen operaatiovahvistin, joka on suunniteltu elektrometrisiin mittauksiin. Vuonna 1987 Widlar toi markkinoille ensimmäisen korkeatehoisen (10 A, 80 W) LM12-operaatiovahvistimen.
Elämänsä viimeisinä vuosina Vidlarin tuttavien mukaan hän asettui, lopetti juomisen [110] [88] ja aloitti ensimmäistä kertaa elämässään vakaan suhteen naisen kanssa [111] . Hänen sisäinen kontaktipiirinsä, joka ei ollut koskaan ollut laaja, supistui muutamiin ihmisiin. Talbert kuoli auto-onnettomuudessa vuonna 1989, eikä Widlar koskaan tavannut Dobkinia lähdettyään Linear Technologysta [112] .
27. helmikuuta 1991 Vidlarin ruumis löydettiin Puerto Vallartan läheisyydestä. Kymmenen vuotta myöhemmin David Liddle sanoi, että "[Widlarin] ennenaikainen kuolema on kokonainen tarina sinänsä", [113] mutta tapahtuman tarkat olosuhteet eivät ole tiedossa. The New York Times -lehden muistokirjoittaja, joka kutsui Widlaria virheellisesti " tietokonepiirisuunnittelijaksi ", väitti nimeämättömiin "Widlarin ystäviin" viitaten, että hän kuoli sydänkohtaukseen lenkkeilessään rannalla . Bob Pease kiisti tämän version: ”Itse asiassa hän juoksi vuorilla, ja ilmeisesti hyökkäys sai hänet kiinni, kun hän oli menossa alas jyrkkää rinnettä. Hän kaatui [alas vuorelta] ja kuoli” [115] . Teoksen The History of the Semiconductor Industry kirjoittaja Bo Loek kirjoitti, että Widlar kuoli juoksessaan ylämäkeen [ 116] .
Kommentoijat, jotka tunsivat Widlarin henkilökohtaisesti – Pease, Gifford [117] , Bo Loek [118] ja muut – ovat yksimielisiä siitä, että pääasiallinen syy varhaiseen kuolemaan oli hänen nuorempina vuosinaan rehottava juopuminen. Toinen todennäköinen syy Loekin mukaan on isältään peritty taipumus sydänsairauksiin [118] . Pease ehdotti, että infarktia edeltävä tila voisi johtua jyrkästä alkoholin käytön lopettamisesta [119] . Hän kiisti vihjeet, että Vidlar olisi juonut juuri ennen kuolemaansa: ”En ole lääkäri. Mutta hän kuoli raittiina, mikä on täytynyt yllättää monet hänen kollegoistaan . Gifford väitti saman asian vuonna 2002: "Hän ei humalassa eikä mennyt alas. Ei missään tapauksessa. Hän oli kunnossa, hän oli tervejärkinen… kuolema tuli, kun hän eli arvokkaasti ja raittiisti” [121] . Kaksi vuotta myöhemmin Gifford pystytti Widlarille muistomerkin Sunnyvaleen Maxim Integrated Products -rakennuksen pääsisäänkäynnille [ 122 ] .