トランジスタの歴史

トランジスタは、電気回路に接続するための少なくとも3つの端子を備えた半導体デバイスです。一般的な場合、3番目の端子は他の2つの端子間の電流の流れを制御します。これは、ラジオ受信機の場合のように増幅に、またはデジタル回路の場合のように高速スイッチングに使用できます。トランジスタは、サイズがはるかに大きく、動作にかなり多くの電力を消費した真空管三極管（熱電子バルブとも呼ばれます）に代わるものでした。最初のトランジスタは、1947年12月23日にニュージャージー州マレーヒルのベル研究所で正常に実証されました。ベル研究所は、アメリカ電話電信会社（AT＆T）の研究部門でした。トランジスタの発明者として認められている3人は、ウィリアム・ショックレー、ジョン・バーディーン、ウォルター・ブラッテンです。トランジスタの導入は、歴史上最も重要な発明の1つと見なされることがよくあります。^{[1] [2]}

トランジスタは、バイポーラ接合トランジスタ（BJT）と電界効果トランジスタ（FET）の2つのカテゴリに大別されます。^[3]

電界効果トランジスタの原理は、 1925年にジュリアス・エドガー・リリエンフェルトによって提唱されました。^[4] ジョン・バーディーン、ウォルター・ブラッテン、ウィリアム・ショックレーは、1947年にベル研究所で最初の実用的なトランジスタ、ポイントコンタクトトランジスタを発明しました。ショックレーは1948年に改良されたバイポーラ接合トランジスタを発表し、1950年代初頭に生産が開始され、トランジスタが初めて広く使用されるようになりました。

MOSFETは、フロッシュとデリックが二酸化ケイ素による表面不動態化を発見し、その発見を利用して、ドレインとソースが同じ表面に隣接した最初の平面トランジスタを作成した1955年から1960年の間にベル研究所で発明されました。^{[5] [6] [7] [8] [9] [10]}この画期的な発明により、幅広い用途のMOSトランジスタが大量生産され、プロセッサやソリッドメモリの基礎となりました。それ以来、MOSFETは歴史上最も広く製造されているデバイスとなっています。

電界効果トランジスタの原理に関する最初の特許^{[11] は、}オーストリア系ハンガリー帝国の物理学者ユリウス・エドガー・リリエンフェルトによって1925 年 10 月 22 日にカナダで申請されましたが、リリエンフェルトは自身のデバイスに関する研究論文を発表せず、その研究は産業界から無視されました。1934 年にドイツの物理学者オスカー・ハイル博士が別の電界効果トランジスタの特許を取得しました。^[12]これらのデバイスが作られたという直接的な証拠はありませんが、1990 年代の後の研究では、リリエンフェルトの設計の 1 つが説明どおりに動作し、かなりのゲインをもたらしたことが示されています。ベル研究所の特許に関する法的文書には、ウィリアム・ショックレーとベル研究所の同僚であるジェラルド・ピアソンがリリエンフェルトの特許から動作可能なバージョンを作成したことが明らかになっていますが、その後の研究論文や歴史記事ではこの研究に言及することはありませんでした。^[13]

ベル研究所のトランジスタの研究は、戦時中にレーダー装置でマイクロ波レーダー受信機の周波数ミキサー素子として使用される極めて純粋なゲルマニウム「結晶」ミキサーダイオードを製造する取り組みから生まれた。パデュー大学でのゲルマニウムダイオードに関する並行プロジェクトは、ベル研究所で使用された高品質のゲルマニウム半導体結晶の製造に成功した。^[14]初期の真空管ベースの回路は、この役割を果たすのに十分な速度で切り替えることができなかったため、ベルチームは代わりに固体ダイオードを使用することになった。

戦後、ショックレーは三極管のような半導体デバイスの構築を試みることにしました。彼は資金と研究室のスペースを確保し、バーディーンとブラッテンとともにその問題に取り組みました。ジョン・バーディーンは、彼らが見た「奇妙な」動作を説明するために、表面物理学として知られる量子力学の新しい分野を最終的に開発し、バーディーンとウォルター・ブラッテンが最終的に機能するデバイスの構築に成功しました。

トランジスタ開発の鍵は、半導体における電子移動のプロセスをさらに理解することでした。この新しく発見されたダイオード (1874 年発見、1906 年特許取得) のエミッタからコレクタへの電子の流れを制御する方法があれば、増幅器を構築できることがわかりました。たとえば、1 種類の結晶のどちらかの側に接点を配置した場合、電流はそこを流れません。ただし、3 番目の接点が電子または正孔を材料に「注入」できれば、電流が流れます。

実際にこれを実行するのは非常に困難であるように思われます。結晶が妥当なサイズであれば、注入する必要のある電子 (または正孔) の数は非常に多くなければならず、最初に大きな注入電流が必要になるため、増幅器としてはあまり役に立ちません。とはいえ、結晶ダイオードの全体的な考え方は、結晶自体が非常に短い距離、つまり空乏領域に電子を供給できるというものでした。鍵となるのは、この領域の両側の結晶表面で入力接点と出力接点を非常に接近して配置することのようです。

ブラッテンはそのような装置の構築に取り組み始め、チームが問題に取り組むにつれて、増幅の魅力的なヒントが次々と現れました。システムが機能することもありましたが、突然機能しなくなりました。ある例では、機能していなかったシステムを水に入れると機能し始めました。結晶のどの部分でも、電子は近くの電荷によって動き回ります。エミッター内の電子、またはコレクター内の「ホール」は結晶の表面に集まり、そこでは反対の電荷が空気中 (または水) に「漂っている」のを見つけることができます。しかし、結晶上の他の場所から少量の電荷を加えると、表面から押しのけることができます。大量の電子を注入する代わりに、結晶上の適切な場所にごく少数の電子を置くだけで同じことが達成されます。

彼らの理解により、非常に小さな制御領域を必要とするという問題はある程度解決されました。共通の、しかし小さな領域で接続された 2 つの個別の半導体を必要とする代わりに、1 つの大きな表面で十分です。エミッタ リードとコレクタ リードは両方とも上部で非常に接近して配置され、制御リードは結晶のベースに配置されます。電流が「ベース」リードに適用されると、電子または正孔が半導体ブロックを横切って押し出され、反対側の表面に集まります。エミッタとコレクタが非常に接近している限り、伝導を開始できる十分な電子または正孔がその間に存在するはずです。

この現象を最初に目撃したのは、若い大学院生ラルフ・ブレイでした。彼は 1943 年 11 月にパデュー大学のゲルマニウム研究に参加し、金属と半導体の接点における広がり抵抗を測定するという難しい課題を任されました。ブレイは、ゲルマニウムのサンプルの一部に内部の高抵抗障壁があるなど、多くの異常を発見しました。最も興味深い現象は、電圧パルスを印加したときに観測された抵抗が異常に低いことでした。この現象は謎のままでした。なぜなら、1948 年まで、ブレイが少数キャリアの注入を観測していたことに誰も気づかなかったからです。この現象は、ベル研究所のウィリアム・ショックレーによって特定され、トランジスタを実現しました。

ブレイは次のように書いている。「それは我々が見逃していた唯一の側面だったが、少数キャリア注入の考え方を理解していたとしても、我々は『ああ、これが我々の効果を説明している』と言っただろう。我々は必ずしも『トランジスタを作り始めよう』と言って工場を開設し、トランジスタを販売することはなかったかもしれない…当時、重要なデバイスは高逆電圧整流器だった」^[15]

ショックレーの研究チームは当初、半導体の伝導率を変調させることで電界効果トランジスタ（FET）を構築しようとしたが、主に表面状態、ダングリングボンド、ゲルマニウムと銅の複合材料の問題により失敗した。機能するFETを構築できなかった謎の理由を理解しようとする過程で、彼らは代わりにバイポーラポイントコンタクトトランジスタと接合トランジスタを発明した。^{[16] [17]}

ベルチームはさまざまなツールを使ってこのようなシステムを構築しようと何度も試みたが、たいていは失敗に終わった。接点が十分に近いセットアップは、最初の猫のひげ検出器と同じくらい壊れやすく、機能したとしても短時間しか機能しない。最終的に、彼らは実用的な突破口を開いた。金箔を三角形のプラスチックくさびの端に接着し、三角形の先端でカミソリで箔を切った。その結果、非常に近接した 2 つの金の接点ができた。プラスチックを結晶の表面に押し付け、反対側 (結晶のベース) に電圧をかけると、ベース電圧によって電子がベースから接点近くの反対側に押し出され、一方の接点からもう一方の接点に電流が流れ始めた。ポイントコンタクトトランジスタが発明されたのである。

1947年12月15日のウォルター・ブラッテンの研究ノートには、「点が非常に接近していた場合、電圧増幅は約2アンペアになったが、電力増幅は得られなかった。この電圧増幅は、10から10,000サイクルの周波数とは無関係であった」と記されている。^[18]

そして、1947 年 12 月 16 日のメモには、「この 2 点接点を使用して、90 ボルトに陽極酸化処理されたゲルマニウム表面に接点が作られ、電解質が H ₂ O で洗い流され、その後、金の点がいくつか蒸着されました。金接点はむき出しの表面に押し付けられました。表面への両方の金接点はうまく整流されました...ポイント間の分離は約 4x10 ⁻³ cm でした。1 つのポイントはグリッドとして使用され、もう 1 つのポイントはプレートとして使用されました。増幅を得るには、グリッドのバイアス (DC) が正でなければなりませんでした...約 15 ボルトのプレート バイアスで、電力利得 1.3、電圧利得 15」と書かれています。^[19]

ブラッテンと H. R. ムーアは、1947 年 12 月 23 日の午後、ベル研究所で同僚やマネージャー数名にデモンストレーションを行いました。この日はトランジスタの誕生の日としてよく知られています。この「PNP 点接触ゲルマニウム トランジスタ」は、この実験で 18 倍の電力利得で音声増幅器として動作しました。1956 年、ジョン バーディーン、ウォルター ハウザー ブラッテン、ウィリアム ブラッドフォード ショックレーは、「半導体に関する研究とトランジスタ効果の発見」により ノーベル物理学賞を受賞しました。

ベル研究所でトランジスタの発明に直接関わった人物として12人の名前が挙げられている。^[20]

同じ頃、ヨーロッパの科学者の中には、固体増幅器のアイデアに導かれた者もいた。ドイツの物理学者ハーバート・F・マタレ（1912年 - 2011年）は、1942年からテレフンケンで「デュオダイオード」（ダブルダイオード）と名付けた実験を行っていた。このとき彼は、第二次世界大戦中のドイツのレーダー装置用に製造されたシリコンダイオードでトランスコンダクタンス効果を初めて観察した。最終的に、1948年8月13日、フランスのオルネースーボアにあるウェスティングハウス社で働いていたマタレとハインリッヒ・ウェルカー（ 1912年 - 1981年）は、少数キャリア注入プロセスに基づく増幅器の特許を申請し、これを「トランジトロン」と名付けた。^{[21] [22] [23] [24]}この装置は1949年5月18日に公開された。トランジスタロンはフランスの電話会社と軍隊向けに商業的に製造され、1953年には4つのトランジスタロンを備えたソリッドステート無線受信機がデュッセルドルフラジオフェアで実演された。

ベル研究所は 1948 年 6 月以前にトランジスタを公表していなかったため、トランジスタロンは独立した並行した発見と開発でした。

ベル研究所は、この新しい発明に一般名を必要としていた。「半導体三極管」、「表面状態三極管」、「結晶三極管」、「固体三極管」、「イオタトロン」などが検討されたが、ジョン・R・ピアースが考案した「トランジスタ」が社内投票で圧倒的な勝利を収めた（ベルの技術者が接尾辞「-istor」に親近感を抱いていたことも一因）。^{[25] [26]}この名前の根拠は、投票を呼びかけた同社の技術覚書からの次の抜粋に記載されている。

トランジスタ。これは、「トランスコンダクタンス」または「転送」と「バリスタ」という単語の略称です。このデバイスは論理的にはバリスタ ファミリに属し、ゲインを持つデバイスのトランスコンダクタンスまたは転送インピーダンスを備えているため、この組み合わせは説明的です。

— ベル電話研究所 — 技術覚書 (1948 年 5 月 28 日)

ピアス氏は、この命名について少し違ったふうに回想している。

私が名前を付けた方法は、そのデバイスが何をするのかを考えることでした。そして当時、それは真空管のデュアルになるはずでした。真空管にはトランスコンダクタンスがあり、トランジスタには「トランスレジスタンス」があるはずです。そして、その名前はバリスタやサーミスタなど、他のデバイスの名前と合うべきでした。そして...私は「トランジスタ」という名前を提案しました。

—  John R. Pierce、PBS 番組「Transistorized!」のインタビュー

ノーベル財団は、この用語は「転送」と「抵抗器」という言葉を組み合わせたものであると述べています。^[27]

ショックレーは、この装置がブラッテンとバーディーンによるものとされたことに憤慨した。彼らは「自分の知らないところで」栄光を横取りしようとしてこの装置を開発したと感じていたからだ。ベル研究所の弁護士が、ショックレー自身のトランジスタに関する記述の一部が、ジュリアス・エドガー・リリエンフェルドが1925年に取得した特許の内容と非常に類似していることを発見し、特許申請書からショックレーの名前を省くのが最善だと判断したことで、事態はさらに悪化した。

ゲルマニウムは精製が難しく、動作温度範囲も限られていた。科学者たちはシリコンの方が製造しやすいと理論づけたが、この可能性を研究する者はほとんどいなかった。ベル研究所のモリス・タネンバウムら^[28]は、1954年1月26日に初めて実用的なシリコントランジスタを開発した。^[29]数ヵ月後、テキサス・インスツルメンツで独立して働いていたゴードン・ティールが同様のデバイスを開発した。これらのデバイスは両方とも、溶融シリコンから成長させる際に単結晶のシリコンのドーピングを制御することによって作られた。1955年初頭、ベル研究所のモリス・タネンバウムとカルビン・S・フラーは、ドナーとアクセプタの不純物を単結晶シリコンチップにガス拡散させるより優れた方法を開発した。^[30]

しかし、1950年代後半まで、ゲルマニウムはトランジスタやその他の半導体デバイスの主要な半導体材料であり続けました。ゲルマニウムは、キャリア移動度が高いため、より優れた性能を発揮できるため、当初はより効果的な半導体材料であると考えられていました。^{[31] [32]}初期のシリコン半導体の相対的な性能不足は、不安定な量子表面状態によって電気伝導性が制限され、^[33]電気が確実に表面を貫通して半導体シリコン層に到達するのを妨げていたためです。 ^{[34] [35]}

表面パッシベーションは、半導体表面を不活性にし、結晶の表面や端に接触する空気や他の物質との相互作用の結果として半導体の特性が変化しないようにするプロセスであり、1955年から1957年にかけてベル研究所のカール・フロッシュとリンカーン・デリックによって初めて発見されました。 ^{[36] [37] [38] [39]}フロッシュとデリックは、二酸化ケイ素（SiO
₂）層はシリコンウェハーを環境から保護し、シリコンへのドーパントの拡散をマスクし、電気的に絶縁し、最初の二酸化シリコントランジスタを作成することでそれを実証しました。これは、ドレインとソースがSiOで絶縁された表面で隣接している最初のトランジスタです。
₂層。^[37]

ジャン・ホーニは、ベル研究所のフロッシュとデリックの研究を知っていました。^[40]その後、ホーニは、ベル研究所での以前の研究結果に基づいたパッシベーションに関する論文を発表したアタラの会議に出席しました。 ^[40]シリコン表面に対する二酸化ケイ素のパッシベーション効果を利用して、ホーニは二酸化ケイ素の層で保護されたトランジスタを作ることを提案し、 ^[40]フェアチャイルドセミコンダクターで働いていた1959年に最初の特許を取得しました。 ^{[41] [42]}

1959年にMOSFETが導入されました。2020年現在でも、MOSFETは依然として使用されている主要なトランジスタタイプであり、推定総数は130 兆個（1.3 × 10 ²² ) 1960 年から 2018 年の間に製造された MOSFET。BJT と比較した MOSFET トランジスタの主な利点は、状態を切り替えるとき以外は電流を消費しないことと、スイッチング速度が速いことです (デジタル信号に最適)。

世界初の商用トランジスタ生産ラインは、ペンシルベニア州アレンタウンのユニオン・ブールバードにあるウェスタン・エレクトリック工場にあった。生産は1951年10月1日に点接触ゲルマニウム・トランジスタから始まった。^[43]

通信分野におけるトランジスタの最初の商用応用は、1952年秋、ニュージャージー州エングルウッドの第5クロスバー交換システムの多重周波数信号用のトーンジェネレーターで、直接距離ダイヤル（DDD）の最初のフィールド試験に使用されました。^[44]

1953年までに、トランジスタは補聴器や電話交換機などの一部の製品に使用されていましたが、湿気に対する敏感さやゲルマニウム結晶に接続されたワイヤの脆弱性など、より広範な応用を妨げる重大な問題がまだありました。^[45] フィルコの研究ディレクターであるドナルド・G・フィンクは、トランジスタの商業的可能性の状況を次のような例えで要約しました。「それは、今はぎこちないが、将来は活力にあふれた、にきびだらけの思春期の子供なのでしょうか。それとも、失望に囲まれ、倦怠感に満ちた成熟期に達したのでしょうか。」^[45]

半導体産業の初期には、半導体企業は接合型トランジスタに注力していました。しかし、接合型トランジスタは比較的かさばるデバイスであり、大量生産が困難であったため、限られた特殊な用途に限られていました。^[46]

全トランジスタAMラジオ受信機のプロトタイプが実演されたが、実際には実験室での好奇心に過ぎなかった。しかし、1950年にショックレーは、点接触トランジスタとはまったく異なる原理で動作する、バイポーラ接合トランジスタとして知られるようになる、根本的に異なるタイプの固体増幅器を開発した。モーガン・スパークスは、バイポーラ接合トランジスタを実用的なデバイスに仕上げた。^{[47] [48]}これらは、テキサス・インスツルメンツを含む多くの他の電子機器会社にもライセンス供与され、テキサス・インスツルメンツは販売ツールとしてトランジスタラジオを限定生産した。初期のトランジスタは化学的に不安定で、低電力、低周波の用途にしか適していなかったが、トランジスタの設計が進歩するにつれて、これらの問題は徐々に克服された。

実用的なトランジスタラジオを最初に製造した会社という称号を主張する企業は数多くある。テキサスインスツルメンツは早くも 1952 年に全トランジスタ AM ラジオを披露したが、その性能は同等の真空管モデルよりはるかに劣っていた。実用的な全トランジスタラジオは、1953 年 8 月にドイツの会社インターメタルによってデュッセルドルフラジオフェアで披露された。このラジオは、1948 年のハーバート・マタレーとハインリッヒ・ウェルカーの発明に基づいて、インターメタルの手作りトランジスタ 4 個を使用して構築された。しかし、初期のテキサスユニット (および他のユニット) と同様に、試作品のみが製造され、商業生産されることはなかった。

最初のトランジスタラジオは、 1955年にTR-55を発売したソニー（元は東京通信工業）のものだと考えられがちですが、それより前にインディアナ州インディアナポリスのIDEA（Industrial Development Engineering Associates）のRegency Divisionが製造したRegency TR-1が実用的な最初のトランジスタラジオでした。 ^[要出典] TR-1は1954年10月18日に発表され、1954年11月に49.95ドル（2020年のドル換算で約500ドルに相当）で発売され、約15万台が販売されました。^[要出典]

TR-1 は 4 つの Texas Instruments NPN トランジスタを使用し、22.5 ボルトのバッテリーで駆動する必要がありました。これは、初期のトランジスタから適切な無線周波数性能を引き出す唯一の方法が、コレクタからエミッタへのブレークダウン電圧に近い電圧で動作させることだったためです。このため、TR-1 の運用コストは非常に高く、最初のMP3 プレーヤーのように、実際の性能よりも目新しさやステータス価値で人気を博しました。

それでも、その平凡なパフォーマンスを除けば、TR-1 はプリント基板と当時は超小型部品と考えられていたものを使用した、当時としては非常に先進的な製品でした。

日本のソニー社の共同創業者、井深大が米国を訪問していたとき、ベル研究所は接合型トランジスタの製造方法に関する詳細な指示を含む製造ライセンスの提供を発表した。井深は日本の財務省から 5 万ドルのライセンス料を支払うための特別許可を得て、1955 年にソニー社は独自の 5 トランジスタの「コートポケット」ラジオ TR-55 を新しいブランド名Sonyで発表した。この製品のすぐ後にはより野心的な設計が続いたが、これはソニーが製造超大国へと成長し始めたことを示すものとして一般に考えられている。

TR-55 は多くの点で Regency TR-1 と非常に似ており、同じ種類の 22.5 ボルトのバッテリーで駆動し、実用性もそれほど優れていませんでした。注: 回路図によると、TR-55 は 6 ボルトの電源を使用していました。^[49]日本国外ではごく少数しか流通しませんでした。1957 年になってようやく、ソニーは画期的な「TR-63」シャツ ポケット ラジオを製造しました。これは、標準的な 9 ボルト バッテリーで動作し、真空管ポータブルと十分に競合できる、はるかに先進的な設計でした。TR-63 は、すべて小型の部品を使用した最初のトランジスタ ラジオでもありました。(「ポケット」という用語は解釈の問題で、ソニーはセールスマン用に特大のポケットが付いたシャツを特別に作っていたと言われています。)

1955年4月28日付けのウォールストリートジャーナル紙で、クライスラーとフィルコは、世界初の全トランジスタ式カーラジオを開発、製造したと発表した。^[50]クライスラーは、全トランジスタ式カーラジオ、モパーモデル914HRを、1955年秋に1956年クライスラーおよびインペリアルの新ラインの「オプション」として提供し、1955年10月21日にショールームに登場した。全トランジスタ式カーラジオは150ドルのオプションだった。^{[51] [52] [53]}

1957年に発売されたソニーTR-63は、初めて量産されたトランジスタラジオであり、トランジスタラジオの大量市場への浸透につながった。^[54] TR-63は、1960年代半ばまでに世界中で700万台を売り上げた。^[55] TR-63の目に見える成功により、東芝やシャープなどの日本の競合他社も 市場に参入した。^{[56]ソニーのトランジスタラジオの成功により、1950年代後半にはトランジスタが真空管に取って代わり、}電子技術の主流となった。^[57]

一般に入手可能な最初の低コスト接合トランジスタは、 1953年初頭にレイセオン社が1個7.60ドルで発売したPNPゲルマニウム小信号ユニットのCK722であった。1950年代から1960年代にかけて、CK722トランジスタをベースにした何百もの趣味の電子機器プロジェクトが、一般向けの書籍や雑誌に掲載された。 ^{[58] [59]}レイセオン社はまた、1950年代半ばに「トランジスタアプリケーション」と「トランジスタアプリケーション-第2巻」を出版し、趣味の電子機器としてのCK722の役割を拡大することにも参加した。

世界初のトランジスタ コンピュータは、1953 年 11 月にマンチェスター大学で構築されました。このコンピュータは、当時は電気工学部の研究生で、後にサセックス大学の電子工学教授となったリチャード グリムズデールによって構築されました。このマシンは、STC と Mullard によって少量生産されたポイント コンタクト トランジスタを使用していました。これらは、1920 年代の水晶と猫のひげに似た、2 本の細いワイヤを備えたゲルマニウムの単結晶で構成されていました。これらのトランジスタには、1 つのトランジスタが 2 つの安定した状態を保持できるという便利な特性がありました。... マシンの開発は、トランジスタの信頼性の低さによって大きく妨げられました。消費電力は 150 ワットでした。^[60]

メトロポリタン・ビッカース社は1956年に接合型トランジスタ（社内使用）を使用して200個のトランジスタ（および1300個のダイオード）の設計全体を再構築しました。^[61]

IBM 7070 (1958)、IBM 7090 (1959)、CDC 1604 (1960) は、トランジスタをベースにした最初のコンピュータ (販売製品として) でした。

1955年、カール・フロッシュとリンカーン・デリックは偶然シリコンウエハー上に二酸化ケイ素の層を成長させ、表面不活性化効果を観察した。^{[63] [64]} 1957年までにフロッシュとデリックはマスキングと事前堆積法を用いて二酸化ケイ素電界効果トランジスタを製造することができた。これはドレインとソースが同じ表面に隣接した最初の平面トランジスタであった。^[65]

この研究に続いて、モハメド・アタラとダウォン・カーンは1959年にシリコンMOSトランジスタを提案し^[66]、1960年にベル研究所のチームでMOSデバイスの実用化を成功させた。^{[67] [68]}彼らのチームには、デバイスを製造したEEラベイトとEIポビロニス、拡散プロセスを開発したMOサーストン、LAダサロ、JRリゲンザ、デバイスの特性を評価したHKガメルとR.リンドナーが含まれていた。^{[69] [70]}

MOSFETは、高い拡張性^[71]と、バイポーラ接合トランジスタよりもはるかに低い消費電力と高密度^[72]により、高密度 集積回路(IC)の構築を可能にし、^[73] 10,000個以上のトランジスタを1つのICに集積することを可能にした。^[74]

最初のガリウムヒ素ショットキーゲート電界効果トランジスタ（MESFET ）はカーバー・ミードによって作られ、1966年に報告されました。^[75]浮遊ゲートMOSFET （FGMOS）の最初の報告は、1967年にダウォン・カーンとサイモン・ゼーによって行われました。 ^[76]

それ以来、MOSFETは歴史上最も広く製造されたデバイスとなった。^{[77] [78]} 2018年現在、推定合計13セクスティオン個のMOSトランジスタが製造されている。^[77] 

もともとMOSFETロジックにはPMOS（p型MOS）とNMOS（n型MOS）の2種類がありました。^[79]どちらのタイプも1957年にベル研究所でフロッシュとデリックによって開発されました。^[80]

1948年、バーディーン氏とブラッテンはベル研究所で反転層を備えた絶縁ゲートトランジスタ（IGFET）の特許を取得しました。この概念は今日のCMOS技術の基礎を形成しています。^[81]新しいタイプのMOSFETロジックであるCMOS（相補型MOS）は、フェアチャイルドセミコンダクターのチタン・サー氏とフランク・ワンラス氏によって発明され、1963年2月に研究論文で発表されました。^{[82] [83]}

セルフアラインゲート（シリコンゲート）MOSFETトランジスタは、1967年にベル研究所のロバート・カーウィン、ドナルド・クライン、ジョン・サラスによって発明されました。フェアチャイルドセミコンダクターの研究者であるフェデリコ・ファギンとトム・クラインは、後にセルフアラインゲートMOSFETを使用して最初のシリコンゲートMOS集積回路を開発しました。^[84]

MOSFETはMOSトランジスタとしても知られ、幅広い用途向けに小型化・大量生産が可能となった初の真にコンパクトなトランジスタでした。^[46]これにより、パワーエレクトロニクス、^{[ 86] 、}民生用電子機器、制御システム、コンピュータなど、幅広いエレクトロニクス産業に革命が起こりました。^{[87] MOSFETはそれ以来、コンピュータ、電子機器、 [35]}、通信技術（スマートフォンなど）などで使用され、世界で最も一般的なタイプのトランジスタになりました。^{[88] MOSトランジスタは、使用されているすべての}マイクロプロセッサ、メモリチップ、通信回路の構成要素であるため、「エレクトロニクス産業の主力製品」と言われています。^[89] 2013年現在、毎日数十億個のMOSトランジスタが製造されています。 ^[73]

ジェネラル・マイクロエレクトロニクスは1964年に120個のpチャネルトランジスタで構成される最初の商用MOS集積回路を発表しました。 ^[90]これは20ビットのシフトレジスタで、ロバート・ノーマン^[91]とフランク・ワンラス^[92]によって開発されました。1967年、ベル研究所の研究者ロバート・カーウィン、ドナルド・クライン、ジョン・サラスは自己整合ゲート（シリコンゲート）MOSトランジスタを開発し、フェアチャイルドセミコンダクターの研究者フェデリコ・ファギンとトム・クラインはそれを使用して最初のシリコンゲートMOS ICを開発しました。^[84]

1972年までに、MOS LSI（大規模集積回路）回路は、自動車、トラック、家電製品、事務機器、電子楽器、コンピュータ周辺機器、レジスター、電卓、データ伝送および通信機器を含む多くの用途向けに商品化されました。^[93]

最初の現代的なメモリセルは、1965年にジョン・シュミットが最初の64ビットMOS SRAM（スタティックRAM）を設計したときに導入されました。^[94] 1967年にIBMのロバート・H・デナードは、 MOSFETを使用したシングルトランジスタDRAM（ダイナミックRAM）メモリセルの特許を申請しました。^[95]

フローティングゲートMOSFET（FGMOS）の最も初期の実用化はフローティングゲートメモリセルであり、Dawon KahngとSimon Szeは、これを使用して再プログラム可能なROM（読み取り専用メモリ）を製造できると提案しました。^{[96]フローティングゲートメモリセルは後に、} EPROM（消去可能プログラマブルROM）、EEPROM（電気的に消去可能なプログラマブルROM）、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリ（NVM）技術の基礎となりました。

MOSFETはあらゆるマイクロプロセッサの基礎となっている。^[89]最も初期のマイクロプロセッサはすべてMOSマイクロプロセッサであり、MOS LSI回路で構築されていた。最初のマルチチップマイクロプロセッサである1969年のFour-Phase Systems AL1と1970年のGarrett AiResearch MP944は、複数のMOS LSIチップで開発された。最初の商用シングルチップマイクロプロセッサであるIntel 4004は、シリコンゲートMOS IC技術を使用したFederico Fagginによって、 IntelのエンジニアであるMarcian HoffとStan Mazor、およびBusicomのエンジニアである嶋正敏と共同で開発された。^{[97] 1975年に}CMOSマイクロプロセッサが登場すると、「MOSマイクロプロセッサ」という用語は、 「CMOSマイクロプロセッサ」や「バイポーラビットスライスプロセッサ」と対比され、完全にPMOSロジックで製造されたチップ、または完全にNMOSロジックで製造されたチップを指すようになった。^[98]

MOSトランジスタによって可能になった最も初期の影響力のある民生用電子製品の1つは、電子ポケット計算機でした。^[74] 1965年に発売されたVictor 3900デスクトップ計算機は、29個のMOS LSIチップを搭載した最初のMOS LSI計算機でした。^[99] 1967年、テキサス・インスツルメンツ社製Cal-Techが3つのMOS LSIチップを搭載した世界初のプロトタイプ電子式ハンドヘルド計算機となり、 1970年にキヤノン・ポケトロニックとして発売された。 [ ^100]シャープ社製QT-8Dデスクトップ計算機は1969年に量産された初のLSI MOS計算機であり、^[99]シャープ社製EL-8は4つのMOS LSIチップを使用し、1970年に初の商用電子式ハンドヘルド計算機となった。^[100]最初の真の電子式ポケット計算機は、モステク社製のMOS LSI計算機オンチップを1つ使用したビジコム社製LE-120A HANDY LEで、1971年に発売された。^[100]

1970年代には、MOSマイクロプロセッサが家庭用コンピュータ、マイクロコンピュータ（マイクロ）、パーソナルコンピュータ（PC）の基礎となり、パーソナルコンピュータ革命またはマイクロコンピュータ革命と呼ばれる革命の始まりとなった。^[101]

パワーMOSFETは世界で最も広く使用されている電力デバイスです。 ^[102]パワーエレクトロニクスにおけるバイポーラ接合トランジスタに対するMOSFETの利点としては、オン状態を維持するために連続的な駆動電流を必要とせず、スイッチング速度が速く、スイッチング電力損失が低く、オン抵抗が低く、熱暴走の影響を受けにくいことが挙げられます。^{[103]パワーMOSFETは}電源装置に影響を与え、動作周波数の向上、サイズと重量の削減、量産の増加を可能にしました。^[104]

パワーエレクトロニクスで一般的に使用されているパワーMOSFETは、1970年代初頭に開発されました。^[105]パワーMOSFETは、低いゲート駆動電力、高速スイッチング速度、高度な並列機能を可能にします。^[102]

Hackster.ioの記事によると、2023年4月下旬、リンショーピング大学とスウェーデン王立工科大学の研究者らが世界初の木製トランジスタの開発に成功し、より持続可能な電子機器や電子植物の制御への道を開く可能性があるという。研究チームは、セルロースベースの電解質とリグニン由来の有機半導体を使用して、電子信号を切り替える機能的なトランジスタを作成した。この画期的な進歩は、環境に優しい電子機器の作成や、監視および制御の目的で生きた植物に電子機器を統合する可能性を探るさらなる研究につながる可能性がある。^[106]

• US 1745175ジュリアス・エドガー・リリエンフェルド：「電流を制御する方法および装置」は、1925年10月22日にカナダで最初に出願され、電界効果トランジスタについて説明している。 
• US 1900018 ジュリアス・エドガー・リリエンフェルド：「電流を制御するための装置」、1928年3月28日出願、薄膜電界効果トランジスタ
• GB 439457オスカー ハイル：「電気増幅器およびその他の制御構成およびデバイスに関する改良」は、1934 年 3 月 2 日にドイツで最初に出願されました。 
• US 2524035ジョン・バーディーン他：「半導体材料を利用した3電極回路素子」最優先日 1948-02-26 
• US 2569347ウィリアム・ショックレー：「半導体材料を利用した回路素子」最優先日 1948-06-26 
• US 3206670モハメド・アタラ：「誘電体コーティングを有する半導体装置」1960年8月3日出願、MOSFETについて記載 
• US 3102230 Dawon Kahng：「電界制御半導体装置」は1960年8月3日に出願され、MOSFETについて説明している。 

• ガートナー、ジョン（2012年）。『アイデアファクトリー：ベル研究所とアメリカのイノベーションの黄金時代』ペンギンブックス。ISBN 978-0-14-312279-1。ベル研究所とその技術革新の歴史
• リオーダン、マイケル、ホッデソン、リリアン(1998)。クリスタル ファイア。WW ノートン アンド カンパニー リミテッド。ISBN 978-0-393-31851-7。トランジスタの発明と情報化時代の誕生
• カイ・ヘンデル (1999-06-29)。 「Anfänge der Halbleiterforschung und -entwicklung. Dargestellt an den Biographien von vier deutschen Halbleiterpioniieren」。アーヘン工科大学の博士論文。
• 結晶の迷路から抜け出して固体物理学の歴史からの章（728 秒）
• 電子魔神：シリコンの複雑な歴史（304 秒）
• 世界を変えた発明: レーダーの先駆者たちの小集団がいかにして第二次世界大戦に勝利し、技術革新を起こしたか (576s)

Wikibooksにはトランジスタに関する本があります。

• トランジスタに関するベルシステム記念碑。
• IEEE Global History Network、トランジスタとポータブル エレクトロニクス。トランジスタと集積回路の歴史に関するすべて。
• トランジスタ化。公共放送サービスによる歴史と技術情報
• 今月の物理学史: 1947 年 11 月 17 日から 12 月 23 日: 最初のトランジスタの発明。アメリカ物理学会より
• トランジスタの50年。1997年12月12日、サイエンスフライデーより
• Jack Ganssle「トランジスタ: 60 年経ってもまだスイッチング」EEtimes の記事、2007 年 11 月 28 日
• ジョン・マーコフ「並列トランジスタの発明者が活躍」ニューヨーク・タイムズ、2003 年 2 月 24 日
• マイケル・リオーダン「ヨーロッパはいかにしてトランジスタを見逃したか」IEEE Spectrum、第 42 巻、第 11 号、S. 52 - 57、2005 年 11 月
• Armand Van Dormael「フランス製トランジスタ」Wayback Machineに 2016-06-24 にアーカイブされました。doi :10.1109/ MSPEC.2005.1526906
• マーク・PD・バージェス（2008）「半導体の歴史：ファラデーからショックレーまで」