«Золотая» осень: веки жизненного пути патриарха

В Московском Государственном Институте Радиотехники, Электроники и Автоматики 23 сентября 2002 года состоялось заседание постоянно действующего семинара факультета электроники "Актуальные проблемы микроэлектроники" (руководитель семинара профессор Васильев А. Г.), посвящённое 50-летию научной деятельности профессора Якова Андреевича Федотова в области полупроводниковой электроники. Я. А. Федотов – заслуженный деятель науки Российской федерации, лауреат Ленинской премии, доктор технических наук, профессор, действительный член Международной Академии Информатизации, действительный член научного общества Лейбница (ФРГ, бывшая АН ГДР) и Международной Академии Наук (Мюнхен, ФРГ) "Почётный радист", "Почётный работник электронной промышленности", "Отличник печати". Он – автор более 300 работ в области полупроводниковой электроники, в том числе, 42 изобретений. Стаж работы в области транзисторной и интегральной электроники – 50 лет.

Первая самостоятельная научная работа Якова Андреевича, в то время слушателя Военно-воздушной Инженерной Академии им. проф. Жуковского Н. Е. (ВВИА), была выполнена в 1952 году и посвящена проблеме возможности использования в радиоэлектронике первых твердотельных усилительных приборов – транзисторов, или, как их полагалось называть в то время, кристаллических триодов.

Ко времени защиты капитаном Я. А. Федотовым дипломного проекта (1954 г.) им был проведён комплекс экспериментальных работ по определению возможности использования точечных и плоскостных транзисторов в приёмно-усилительных и генераторных схемах, продемонстрирован макет супергетеродинного приёмника с транзисторами во всех каскадах и радиолинии с транзисторным генератором. В этих работах использовались макеты транзисторов, разработанных и изготовленных в лаборатории, возглавлявшейся А. В. Красиловым в группе, в которую входили С. Г. Мадоян, Ф. А. Щиголь и Н. Н. Спиро.

Именно благодаря инициативе Я. А. Федотова, "пробившегося" на стажировку в лабораторию А. В. Красилова (НИИ-160), в ВВИА появились первые транзисторы, им была подготовлена аппаратура для исследования характеристик транзисторов, снимались первые статические и динамические характеристики. Испытания супергетеродина с транзисторами во всех каскадах и работа макета радиолинии с маломощным транзистором в передатчике (1953 г.) показали возможность и перспективность использования транзисторов в аппаратуре гражданского и военного назначения, в том числе, и бортовой. Работы эти проводились совместно с лабораторией А. В. Красилова (до августа 1953 г. в НИИ-160, впоследствии в НИИ "Пульсар") на точечных, а затем и сплавных плоскостных транзисторах, изготовленных в этой лаборатории. На первом этапе это были германиевые транзисторы.

С появлением в ВВИА транзисторов появились и последователи в области их исследования и применения. Это были как преподаватели (А. А. Куликовский, В. Я. Сутягин), так и адъюнкты и слушатели – А. Ш. Акбулатов, С. А. Гаряинов, Е. Б. Костюкевич, Е. П. Чигин, А. И. Воробьёв, С. В. Перцов, В. А. Бовыкин. Следует отметить, что дипломники Я. А. Федотова – Акбулатов и Чигин принимали впоследствии самое активное участие в одной из работ лаборатории П. С. Плешакова в ЦНИИ-108 МО. Работа эта была отмечена Ленинской премией как первая разработка устройства оборонного назначения на транзисторах.

Первые результаты работ в области транзисторной электроники в ВВИА были обобщены в сборнике статей "Применение кристаллических триодов в радиотехнических устройствах (сборник статей)" (М.: ВВИА им. Жуковского, 1955 г.) Это была первая открытая публикация, представляющая опыт отечественных работ в этой области.

Результаты этих работ заинтересовали заместителя Министра Обороны СССР адмирала Акселя Ивановича Берга, по его распоряжению Я. А. Федотов был откомандирован для дальнейшего прохождения службы в ЦНИИ-108 в лабораторию проф. Калашникова С. Г., где велись работы в области смесительных диодов, видеодетекторов сантиметрового диапазона, сплавных германиевых диодов и транзисторов. Это было началом работ Я. А. Федотова в области частотных характеристик транзисторов и отдаваемой ими мощности.

С 1954 до 1959 года Я. А. Федотов работает в ЦНИИ-108 МО в должности младшего и старшего научного сотрудника в лаборатории проф. С. Г. Калашникова, где занимается исследованием сплавных германиевых плоскостных транзисторов. Основной девиз этих исследований остался и остаётся на долгое время основой всех работ Я. А. Федотова: "Частота – мощность" и "Надёжность". Обе эти проблемы не потеряли своего значения и сейчас.

Основное внимание в исследованиях Я. А. Федотов сосредоточивал на изучении частотных свойств и температурных характеристик транзисторов. В этот период, на три года раньше зарубежных учёных, им был обнаружен, описан и объяснён эффект, получивший впоследствии за рубежом название эффекта Кирка (Я. А. Федотов, "Исследование некоторых свойств дрейфовых триодов с широким коллекторным переходом", Радиотехника и Электроника, том 4, апрель 1959, вып. 4). В русскоязычной литературе (например, энциклопедический словарь "Электроника") он получил название эффекта Федотова-Кирка.

В этот период своеобразным "центром кристаллизации" работ в области полупроводниковой электроники во всесоюзном масштабе явился созданный по инициативе Я. А. Федотова сборник "Полупроводниковые приборы и их применение", М. "Советское Радио", тома 1...28, 1956...1976 гг. В 28 томах сборника под редакцией Федотова за 20 лет было опубликовано 589 статей общим объёмом около 450 листов. Я. А. Федотов лично формировал авторский коллектив, работал с авторами и лично занимался редактированием рукописей шестнадцати томов сборника. Двенадцать томов сборника редактировали и комплектовали члены редколлегии профессора: Конев Ю. И. – № 14 и 18, Николаевский И. Ф. – № 16, 1 7, 20, 21, Степаненко И. П. – № 19, Носов Ю. Р. – № 22, Визель А. А. – № 23, Агаханян Т. М. – № 26 и Кононов Б. Н. – № 27.

Интересно отметить, что выход в свет первого тома сборника (1956 г.) совпал по времени с печально известным совещанием генеральных конструкторов в Совмине, вынесшим вердикт: "Транзистор никогда не войдёт в серьёзную аппаратуру. Перспективой применения транзисторов могут быть разве что слуховые аппараты. Пусть этим занимается Министерство социального обеспечения". Становится ясно, что развитие полупроводниковой электроники в сильной степени будет зависеть от формирования общественного мнения на самых различных уровнях. И Яков Андреевич талантливо формировал это мнение.

В 1958 году Я. А. Федотов защищает кандидатскую диссертацию и с 1959 года переходит на работу в Центральный аппарат ГКРЭ (ГКЭТ, МЭП СССР) на должности главного инженера и главного специалиста управления, ответственного за разработку и внедрение в производство полупроводниковых приборов. Здесь на первое место выходит научная и производственная проблема надёжности. Необходимость создания развитой базы разработки и производства широкой номенклатуры диодов и транзисторов становится бесспорной. Даже самых "реакционных" разработчиков аппаратуры удалось убедить, что не только будущее, но и настоящее за транзисторной аппаратурой, что без транзистора не будет ни ракетных комплексов, ни выхода в космос.

В 1963 году была написана и вышла в свет монография Я. А. Федотова "Основы физики полупроводниковых приборов", собравшая многочисленные положительные отзывы. Это учебное пособие дважды переиздавалось на русском (1969) и украинском (1972) языках.

В 1965 году Я. А. Федотов защищает докторскую диссертацию и переходит на работу в НИИ Полупроводниковой Электроники (в настоящее время НИИ "Пульсар") на должность заместителя директора по научной работе, где возглавил направление разработок новых полупроводниковых приборов – ряд научных отделов общей численностью около 750 человек, включая 120...140 инженеров. За период 1965-1982 гг. было выполнено более 500 приборных НИР и ОКР. Более 200 приборов внедрено в серийное производство. Сам Я. А. Федотов в этот период занимался исследованием возможностей использования в электронике гетеропереходов. Основной задачей было создание транзисторов с гетеропереходами для диапазонов СВЧ и КВЧ. В ходе исследований в этой области было изучено около 40 пар полупроводников, впервые в Союзе получен эффект "суперинжекции", показана возможность создания лавинно-пролётного диода на гетеропереходе (создан в 1972 г. впервые в мировой практике и запатентован), транзистора с широкозонным эмиттером (1971), туннельных диодов, стабилитрона, различных видов фотоприёмников, в том числе, цветоразличающих.

Впервые в мире был разработан транзистор с широкозонным эмиттером на паре GaAIAs-GaAs. Этот прибор был предложен У. Шокли ещё в 1951 году. Впервые в мире также были разработаны светодиоды, излучающие свет в зелёной области спектра на гетеропереходе ZnTe-CdSe (1970...1971 гг.). Аналогичные зарубежные публикации по этой паре появились только в 1973 году и рассматривали только вольт-амперные характеристики. Впервые в стране был также получен транзистор с гетеропереходом GaAs-Ge.

Наибольший интерес вызвало использование гетеропереходов в качестве фотоприёмников, в том числе и специального назначения. В частности, была создана электронно-лучевая трубка – "гетикон" (1976) с гетеропереходной мишенью. В ходе работ только по этой проблематике Я. А. Федотовым с сотрудниками (П. Б. Константинов, Г. Х. Аветисян) было получено 32 авторских свидетельства на изобретения.

В 1980 году Яков Андреевич возглавил созданную им кафедру интегральной электроники в МИРЭА.

Для содействия развитию работ в области функциональной электроники по рекомендации Президента АН СССР академика Александрова А. П. был создан под Межведомственный координационный научно-технический совет по функциональной электронике под председательством Я. А. Федотова и Всесоюзный постоянно действующий при нём семинар. С 1 980 года было проведено более 100 заседаний семинара и заслушано более 200 докладов. Было также проведено три всесоюзных (всероссийских) конференции, составлялись планы координации и т. п., был издан тематический выпуск журнала "Электронная промышленность".

Следует отметить, что Я. А. Федотов является участником Великой Отечественной войны. Его боевые и трудовые заслуги отмечены 26 орденами и медалями, в том числе, орденами Октябрьской Революции, Трудового Красного Знамени (дважды), Красной Звезды (дважды), Отечественной войны первой степени и медалями "За боевые заслуги" (дважды), "За оборону Москвы", "За штурм и взятие Кенигсберга" и рядом юбилейных медалей.

На юбилейном семинаре в МИРЭА выступили ректор профессор Сигов А. С., лауреат Ленинской и Государственных премий Мажоров Ю. Н., лауреат Ленинской премии Щиголь Ф. А., лауреаты Государственных премий профессор Носов Ю. Р., профессор Пенин Н. А., профессор Трутко А. Ф., профессор Константинов П. Б. и другие.

Юбиляра и классиков полупроводниковой электроники тепло приветствовали студенты и сотрудники кафедры, факультета и института.

Статья опубликована в журнале Chip News №8, 2002 г., стр. 54.
Перепечатывается с разрешения редакции.