Geschichte der Elektronik 20 weitere bemerkenswerte Persönlichkeiten der Elektronikgeschichte

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Im zweiten Teil widmen wir uns 20 weiteren bemerkenswerten Persönlichkeiten der Elektronikgeschichte, die im 20. und 21. Jahrhundert die Technikwelt mit ihren Erfindungen voranbrachten.

Als das Geburtsjahr der Elektrotechnik kann man in das Jahr 1600 definieren, als der Engländer William Gilbert das Versorium erfand. Dieses Kompass-ähnliche Gerät zeigt an, ob ein Gegenstand elektrisch geladen ist. In einem bereits zuvor veröffentlichten Artikel hatten wir Gilbert und einige weitere Persönlichkeiten präsentiert, denen zwischen 1600 und 1900 im Bereich der Elektrotechnik wichtige Erfindungen, Innovationen oder Erkenntnisse zuzuschreiben sind. In diesem Artikel geht es um Persönlichkeiten, die für Erfindungen und Innovationen im Laufe des 20. Jahrhunderts verantwortlich waren.

Geschichte der Elektronik

20 bemerkenswerte Persönlichkeiten der Elektronikgeschichte

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts erfand der Brite John Ambrose Fleming die erste Radioröhre, basierend auf der Diodentechnik, und reichte 1904 dazu ein Patent ein. Durch diese Form der Elektronenröhre konnten Funksignale besser entdeckt und somit dann empfangen werden. Etwa zwei Jahre später verbessertem Robert von Lieben und Lee De Forest diese Elektronenröhre weiter zur Triode. Sie gab der Ende des 19. Jahrhunderts gestarteten Funktechnik einen Schub.

Das vermutlich erste Gerät, das prinzipiell als elektronischer Bildschirm bezeichnet werden kann, stammt vom Elektroingenieur Max Dieckmann. Er experimentierte mit einer Kathodenstrahlröhre zur Übertragung von Zeichen, zum Beispiel Buchstaben. Seine Arbeit mündete 1906 darin, dass er Schattenbilder im Format von 3×3 Zentimetern und 20-zeiligen Auflösung wiedergeben konnte.

Öltröpfchen für die Ladungsbestimmung

1907 wurde die Elektrische Ladung oder auch Elementarladung e, gemessen in der Einheit Coulomb, erstmals genau bestimmt. Verantwortlich dafür war der US-Physiker Robert Millikan, der mit Öltröpfchen-Experimenten die Ladung eines Elektrons bestimmte. In Coulomb gibt man auch an, wie viel elektrische Ladung pro Sekunde bei einer Stromstärke von 1A durch den Querschnitt eines Leiters fließt – daher spricht man auch von Amperesekunde.

Ebenfalls im Jahr 1907 gab es eine Entdeckung, die die heutige Grundlage für die moderne und stromeffiziente Beleuchtung, aber auch für viele Bildschirme darstellt: Die Elektrolumineszenz, die auch nach ihrem Entdecker Henry Joseph Round als Round-Effekt bekannt ist. 20 Jahre später entwickelte der Russe Oleg Wladimirowitsch Lossew darauf basierend die ersten LEDs, also Leuchtdioden. Damals gaben LEDs noch nur Infrarotstrahlung ab.

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Einen großen Schritt nach vorne konnte die Regler-Technik durch den im Jahr 1911 durch den US-Amerikaner Elmer Sperry entwickelten PID-Regler machen, der eine Regelung anhand von drei Gliedern ermöglichte. Die mathematischen Grundlagen zur optimalen Nutzung der PID-Regler sorgte im Jahr 1922 der Elektroingenieur Nicolas Minorsky aus Russland.

Erst mit der Meißner-Schaltung begann die Ära dessen, was wir als Rundfunk bezeichnen. Denn die nach Alexander Meißner benannte und von ihm 1913 patentierte Schaltung machte es möglich, Signale mit oszillierenden Wellen zu erzeugen, um zum Beispiel Sprache oder Musik zu übertragen. Zuvor konnte man bei einem Funksender nur ein Signal aus- oder einschalten, aber keine feineren Signalabstimmungen übertragen.

Väter des Fernsehers

1925 gab es gleich mehrere Persönlichkeiten, die als Väter des Fernsehens bezeichnet werden können. Der Brite John Logie Baird übertrug Bilder mithilfe der Nipkowscheibe, die auf mechanische Art und Weise ein Bild in helle und dunkle Signale umwandeln und wieder zusammensetzen kann. Der Japaner Kenijiro Takayanagi übernahm die Idee, nutzte zur Darstellung der Bilder aber eine Elektronenstrahlröhre und schaffte es 1926, vollelektronisch Bilder von einem Sende- zu einem Empfangsgerät zu transportieren.

Ein vergleichbares Prinzip zeigte der US-Amerikaner Philo Taylor Farnsworth einige Monate danach. Der Ungar Kálmán Tihanyi reichte aber schon im Frühjahr 1926 ein entsprechendes Patent ein, und die Deutschen Rudolf Hell und Max Dieckmann sollen schon 1925 ein vergleichbares Patent angemeldet haben. Für die UNESCO galt Tihanyi als die primäre Person bei diesem Thema, denn sein Radioskop benannter Fernseh-Prototyp wurde als Welterbe eingestuft.

Im Jahr 1931 wurde das erste Elektronenmikroskop gebaut, und zwar von den deutschen Elektroingenieuren Ernst Ruska und Max Knoll. Die Grundlage dafür legte aber schon im Jahr 1926 der ebenfalls aus Deutschland stammende Physiker Hans Busch, der die Theorie für den Bau eines Elektronenmikroskops entwickelte. Die Grundidee dabei ist die Tatsache, dass die Wellenlänge von Elektronen deutlich kürzer als die des sichtbaren Lichts ist, so dass die Auflösung der Elektro-Mikroskopie höher als die mit Hilfe von Licht ist.

Computerzeitalter

Einer der wohl wichtigsten Köpfe für das, was heute unseren Alltag darstellt, war der Berliner Konrad Zuse, der 1941 den ersten Computer der Welt baute. Der Z3 benannte Computer basiert auf einer elektromechanischen Funktionsweise. Den ersten rein elektronischen Computer stellten 5 Jahre später die US-Amerikaner John Presper Eckert und John Mauchly her.

Nicht zu unterschätzen ist die Erfindung des ersten Bipolartransistors, durch den gleichzeitig positive und negative Ladungen zum Transportieren eines Stroms beitragen. Dies sorgte dafür, dass elektronische Schaltungen kompakter gestaltet werden konnten. Erfunden wurde der Bipolartransistor vom Briten William B. Shockley im Jahr 1947.

Handbuch für Zuse Z4 Computer entdeckt

Auch wegen des Bipolartransistors gelang 1957 schließlich dem Amerikaner Jack Kilby eine Schaltung mit einem eben solchen Transistor und mehreren Widerständen sowie Kondensatoren zu einem integrierten Schaltkreis auf einem Germanium-Kristall zu vereinen – dies gilt gleichzeitig als Geburt der Mikroelektronik und resultierte in den heute gängigen Chips und Prozessoren. Erst im Jahr 2000, 5 Jahre vor seinem Tod, erhielt er für seine Arbeit den Nobelpreis für Physik. Im Zusammengang mit Kilbys Erfindung des integrierten Schaltkreises wurde 1957 zum ersten ein Bauteil geschaffen, das man als Mikrochip bezeichnen kann. Auf Basis des von Jean Horni kreierten Planarprozess, meldete Robert Noyce damals nämlich erstmals einen aus einem einkristallinen Substrat produzierten integrierten Schaltkreis als Patent an.

Für etliche Alltags-Geräte ist eine Batterie erforderlich – 1960 meldete hierzu der Österreicher Karl Kordesch das Patent für die Alkali-Mangan-Zelle an, umgangssprachlich auch einfach nur Alkaline-Batterie genannt. Diese Art der elektrochemischen Energiespeicherung in Form einer galvanischen Zelle ist auch wegen der geringen Produktionskosten noch immer der Standard bei Batterien.

Ohne die Erfindung des deutsch-amerikanischen Duos Gerhard Sessler und James E. West wäre die Miniaturisierung von einigen Produkten nicht möglich, denn dank ihres Patentes für ein Elektret-Mikrofon ist es möglich, sehr kleine und gleichzeitig günstig herstellbare Mikrofone zu produzieren. Das Prinzip hat zwar im Gegensatz zum großen Bruder, dem Kondensator-Mikrofon, Nachteile. Diese sind aber für die Anwendungsgebiete wie zum Beispiel Telefone meist nur wenig relevant.

Die LED tritt ihren Siegeszug an

1962 stellte der US-Elektroingenieur Nick Holonyak die erste Leuchtdiode her, die im sichtbaren Spektrum leuchtete. Dies war 35 Jahre nachdem der Russe Oleg Wladimirowitsch Lossew eine LED mit Infrarot-Licht erfand. Die LED von Holonyak leuchtete rot. Um relevant Licht zu spenden, war die Leuchtkraft damals noch zu gering, aber auch heute noch wird bei vielen elektronischen Bauteilen oder Geräten per rot leuchtender LED ein Status anzeigt, zudem ließ sich mit den roten LEDs ein simples Display zum Anzeigen von Zahlen und Buchstaben verwirklichen.

Unternehmensgeschichte

Elf bahnbrechende Erfindungen von Siemens

Mit der auch noch heute noch als Standard für viele digitale Schaltungen geltenden CMOS-Technik gelang 1963 ein Meilenstein im Bereich der Halbleitertechnik. Durch die CMOS-Technik konnte für Schaltungen der Bipolartransistor ersetzt werden und der Strombedarf dabei deutlich gesenkt werden. Das Patent zur CMOS-Technik meldete der Amerikaner Frank Wanlass an, der sie zusammen mit dem Chinesen Chih-Tang Sah entwickelte.

Das erste Flüssigkeitskristall-Display, auch als LCD bekannt, wurde 1967 vom US-Amerikaner George Heilmeier erfunden. Das Prinzip basiert darauf, dass flüssige Kristalle sich je nach anliegender Spannung anders ausrichten, sodass sich die Polarisierung des Lichts verändert. Je nachdem, um welche Art eines Displays es sich handelt, gibt es einzelne identisch große Segmente (Pixel) oder aber Segmente mit bestimmten Formen wie zum Beispiel die sieben Segmente, um die Ziffern 0 bis 9 darzustellen, wie es bei digitalen Uhren üblich ist.

Intel 4004

Der Mikroprozessor feiert seinen 50. Geburtstag

Mikro, Mobil und kontaktlos

Den ersten Mikroprozessor der Welt erfand der Amerikaner Marcian Edward Hoff für die Firma Intel im Jahr 1968. Die erste kommerziell nutzbare Variante, die auch 1973 in einem Computer verwendet wurde, war der 8-Bit-Prozessor Intel 8080 und stammt vom Italiener Federico Faggin. Den Computer, einen Altair 8800, vermarktete man damals als Heimcomputer. Die Ära der Personal Computer (PC) war geboren. Faggin hatte zuvor schon den Intel 4004 (4-Bit) entwickelt, der aber nicht in einem Computer zum Einsatz kam.

1973 kann als das Geburtsjahr des Mobiltelefons gesehen werden. Denn damals reichte der Elektroingenieur Martin Cooper ein entsprechendes Patent ein. Es gab zwar zuvor schon die Möglichkeit, unterwegs zu telefonieren, und zwar mit Autotelefonen oder auch in einigen Zügen. Dies war aber stets noch an ein Kabel gebunden. 1983 brachte er für Motorola dann in Zusammenarbeit mit Rudy Krolopp das erste Mobiltelefon auf den Markt, das DynaTAC 8000X.

Im Jahr 1980 wurde das Patent für eine wichtige Erfindung im Bereich der Halbleitertechnik, die vor allem für die Energie- und Leistungstechnik eine Rolle spielt, eingereicht. Das Patent zum IGBT, also dem Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode, stammt vom Inder Jayant Baliga. Seit 2016 ist er Mitglied der US-amerikanischen National Inventors Hall of Fame.

Telekommunikation

30 Jahre digitaler Mobilfunk: Vom „Knochen“ zum Smartphone

Immer wichtiger in der heutigen Welt wird die kontaktlose Übermittlung von Informationen über kurze Distanzen – die Grundlage hierfür lieferte 1983 der Amerikaner Charles Walton, der damals für seine als NFC (Near Field Communication) bekannte Innovation ein Patent einreichte.

Erneut geht es um Leuchtdioden, denn von 1990 bis 1994 tat sich hier einiges: LEDs konnten nun bei gleichzeitig hoher Stromeffizienz besonders hell leuchten, und zwar in den Farben Rot, Grün und Gelb. Kurz danach gab es auch die erste sehr hell in Blau leuchtende LED, es folgte eine in Weiß strahlende LED. Als dies ist drei Japanern zu verdanken, nämlich Isamu Akasaki, Hiroshi Amano und Shuji Nakamura – sie erhielten dafür 2014 den Nobelpreis für Physik. Mit dieser Innovation endet unsere Liste der wichtigen Elektrotechnik-Persönlichkeiten des 20. Jahrhunderts. Für gegenwärtige Köpfe der Elektrotechnik wird sich erst in der Zukunft zeigen, wer dabei als besonders wichtig eingestuft werden wird.

Geschichte der Elektronik

20 bemerkenswerte Persönlichkeiten der Elektronikgeschichte

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