Etter at jeg kjøpte en Raspberry Pi og begynte å se på hva man egentlig kan gjøre med litt elektronikk har jeg følt et behov for å skaffe meg en grunnleggende forståelse for slike ting. Jeg bestilte et koblingsbrett (breadboard på engelsk, brødbrett på norsk?) og et par hundre transistorer, dioder og motstander på eBay for $10 eller noe slikt, og jeg har begynt å se litt på hva man kan lage. Nå kommer det mest sannsynlig aldri til å være fornuftig for meg å bygge en krets fra grunnen av, men jeg finner det likevel intellektuelt tilfredsstillende å vite hvordan ting funker på et fundamentalt nivå. Jeg tenkte derfor å skrive en liten artikkelserie om hvordan datamaskiner egentlig funker, og i dag begynner vi med transistoren. Det vil si, vi begynner naturligvis med radiorøret.

Den enkleste typen radiorør er essensielt en lyspære med en ekstra elektrode. Man sender en strøm gjennom glødetråden, så den blir varm. Når et metall varmes opp vil noen av elektronene i metallet få nok energi til at de kan rive seg løs. I en vanlig lyspære vil de bare tiltrekkes tilbake til metallet, som blir positivt ladet når det mangler noen elektroner, og dette er ikke noe man tenker over. I et radiorør, derimot, ønsker man å utnytte denne effekten. Ved å sette inn en ekstra elektrode, og legge negativ spenning på glødetråden og positiv på elektroden, kan man sørge for at elektronene som rives løs blir tiltrukket til den ekstra elektroden. Dermed kan det gå en strøm gjennom radiorøret, ved at elektroner hopper fra glødetråden til elektroden, gjennom vakuumet som er inni radiorøret.

Det som er funky er imidlertid ikke at strømmen kan gå den ene veien, men at den ikke kan gå den andre veien. Hvis man setter negativ spenning på elektroden og positiv på glødetråden skjer det nemlig ingenting, for elektroden er kald, og dermed kan ikke elektroner rive seg løs og dermed går det ingen strøm.

En litt mer avansert utgave av radiorøret har enda en ekstra dings, denne gangen et gitter mellom glødetråden og elektroden. Ved å justere spenningen på gitteret kan man frastøte elektrodene fra glødetråden, og på den måten justerer man strømmen som går gjennom røret ved å endre spenningen på gitteret. Et slikt radiorør kan brukes som forsterker, ved at et lite signal på gitteret tillater en relativt stor strøm å passere gjennom radiorøret, og det er nettopp slike som finnes i lydforsterkere av rør-typen.

I tillegg til å brukes som forsterkere kan radiorør også brukes som brytere, og det var slik de ble brukt i de første digitale datamaskinene. ENIAC, for eksempel, hadde over 17000 radiorør. Radiorør hadde imidlertid en haug med fundamentale ulemper som begrenset utviklingen av stadig større datamaskiner. De er relativt store, omtrent som halvstore lyspærer, de blir varme, de bruker relativt mye strøm, og, ikke minst, de slutter å virke fra tid til annen. Hvis man lagde en tilstrekkelig stor datamaskin ville fort tiden det tar å finne et defekt rør og bytte det overstige den gjennomsnittlige tiden mellom hver gang et rør slutter å funke, og da er det ikke så moro lengre.

Vei i vellinga ble det først når transistoren ble oppfunnet, men det skal vi snakke om en annen dag.