65 Jahre Transistorradio – Siegeszug der Mikroelektronik

| Redakteur: Sebastian Gerstl

Regency TR-1, das erste kommerzielle Transistorradio. Platine aus dem Gehäuse entfernt (Exponat des Deutschen Museums in München). Mit dem tragbaren Radio machte Texas Instruments 1954 den Transistor kommerziell massentauglich.
Regency TR-1, das erste kommerzielle Transistorradio. Platine aus dem Gehäuse entfernt (Exponat des Deutschen Museums in München). Mit dem tragbaren Radio machte Texas Instruments 1954 den Transistor kommerziell massentauglich. (Bild: Regency TR-1 opened side Deutsches Museum / Theoprakt / CC BY-SA 3.0)

Manchmal braucht es ein überzeugendes Endprodukt, um den Nutzen eines winzigen Bauteils unter Beweis zu stellen. Am 18. Oktober 1954 stellte Texas Instruments der Welt mit dem Regency TR-1 das erste Transistorradio vor – und läutete damit eine neue Ära der Elektronikgeschichte ein.

Der Transistor gilt als eine der bahnbrechendsten Erfindungen der Elektronik. Die Fähigkeit, auf kleinstem Raum stromsparende Halbleiter-Bauteile zur Schaltung und Verstärkung von elektrischen Spannungen und Strömen zu verwenden, machte die Entwicklung miniaturisierter elektrischer Geräte überhaupt erst möglich. Die Forscher William Shockley, John Bardeen und Walter Houser Brattain erhielten für ihre 1947 durchgeführten Arbeiten zur Entwicklung des ersten Bipolartransistors im Jahr 1956 den Nobelpreis für Physik.

Heutzutage werden Transistoren in der einen oder anderen Form in nahezu allen elektronischen Schaltungen verwendet. Doch Anfang der 1950er Jahre sah diese Situation noch ganz anders aus: Kein Gerätehersteller interessierte sich für die elektronischen Bauteile.

Als die Röhre den Elektronik-Markt beherrschte

Elektronische Apparate, die von der Erfindung profitiert hätten, gab es durchaus. Doch die Anbieter von frühen Computersystemen oder Fernseh- und Radiogeräten misstrauten der neuen Erfindung und setzten lieber weiterhin Trioden oder andere Formen der Elektronenröhre in ihren Entwicklungen ein. Die Germanium-basierten Transistoren waren derweil in der Praxis noch weitgehend unerprobt und besaßen gegenüber Elektronenröhren eine nur geringe Transitfrequenz. Deshalb trauten viele Entwickler den kleinen Bauteilen nur begrenzte Eigenschaften zur Operationsverstärkung zu. Dass ein Transistor weniger empfindlich und beschädigungsresistenter als eine gläserne Triode sein sollte, mochten viele Hersteller in diesen Tagen nicht glauben.

Anstatt mit Halbleitern ein Risiko einzugehen, wurden daher weiterhin zahlreiche Apparate mit vergleichsweise klobigen, energiehungrigen Röhren ausgestattet. Dies machte zwar die Geräte schwer und einen Betrieb mit Batterien nahezu undenkbar – aber dafür, so dachten Hersteller und Verbraucher, waren die Geräte wenigstens verlässlich.

Das stellte eine kleine, noch junge Firma aus dem texanischen Dallas vor ein erhebliches Problem: Das 1951 gegründete Unternehmen Texas Instruments hatte Anfang 1952 großes Potential in der Produktion von Halbleitern gesehen und von AT&T, den Inhabern des zugehörigen Patents, für 25.000 US-$ (was heute etwa 240.000 US-$ wären) eine Lizenz für die Fertigung von Transistoren auf Germanium-Basis erworben. In jener Zeit gab es kaum Produzenten, die Halbleiter herstellten. Trotzdem lohnte sich für das junge Unternehmen die Massenfertigung nicht, da es keinen Bedarf gab: Hersteller sahen schlichtweg keinen Nutzen in – in ihren Augen – leistungsschwacher, unerprobter Mikroelektronik.

Statt weiter darauf zu hoffen, dass sich irgendwann ein Interesse von selbst einstellen würde, beschloss schließlich 1954 Pat Haggerty, der damalige Vizepräsident von Texas Instruments, einen entsprechenden Bedarf zu schaffen. Zusammen mit dem in Indianapolis ansässigen Unternehmen IDEA (Industrial Development Engineering Associates) sollte ein Konzept für ein miniaturisiertes, rein batteriebetriebenes Radio entstehen, dass statt auf Elektronenröhren vollständig auf Transistoren setzte. Mit einem vergleichsweise simplen, auf den Massenmarkt abzielenden Konsumartikel würde man schon das nötige Interesse erzeugen können, hoffte Haggerty.

Das Regency TR-1: Wegbereiter für die Mikroelektronik

Am 18. Dezember 1954, rechtzeitig zum Weihnachtsgeschäft, kündigte Texas Instruments mit dem Werbespruch „See it! Hear it! Get it!“ die Verfügbarkeit des TR-1 an: Des weltweit ersten batteriebetriebenen Transistorradios im Kleinformat! Während Texas Instruments die Herstellung übernahm, kümmerte sich die Regency Division, eine auf Funkbedarf spezialisierte Unterabteilung von IDEA, um Vertrieb und Vermarktung. Eine Woche später, am 25. Oktober, lief die Serienproduktion des Geräts an.

Ein einfacher Überblick über die Komponenten des Transistorradios Regency TR-1, inklusive der vier verbauten Germanium-NPN-Transistoren (VT1, VT2, VT3 und VT4).
Ein einfacher Überblick über die Komponenten des Transistorradios Regency TR-1, inklusive der vier verbauten Germanium-NPN-Transistoren (VT1, VT2, VT3 und VT4). (Bild: gemeinfrei / CC0)

Den Schaltplan für das Transistorradio entwarf Richard C. ‚Dick‘ Koch, zu jener Zeit ein leitender Ingenieur bei IDEA. Sein Konzept sah vor, dass die Toleranz von Serienbauteilen direkt auf die Platine gelötet werden konnten, ohne dass eine vorherige manuelle Auswahl notwendig wäre – in jenen Tagen keine Selbstverständlichkeit. Die Elektronik des TR-1 stützt sich auf vier NPN-Transistoren aus Germanium und eine einzelne Diode und verfügt über drei Stufen. Der erste Transistor kommt für den Frequenzmischer zum Einsatz. Als nächstes folgt der Zwischenfrequenzverstärker, in dem zwei Transistoren im Zusammenspiel mit einem Kondensator für eine Stabilisierung des Signals sorgen. Schlussendlich dient ein weiterer Transistor im Endverstärker dazu, die Tonfrequenz zu verstärken. Die drei Stufen sind gekoppelt, mit abgestimmten Transformatoren für die Zwischenfrequenzverstärker und einem Mini-Audiotransformator für den Lautsprecher. Der einstellbare Frequenzbereich lag zwischen 640 and 1240 kHz.

Vereinfachter Schaltplan des Transistorradios TR-1.
Vereinfachter Schaltplan des Transistorradios TR-1. (Bild: TR-1-Schaltplan / Jwdietrich2 / CC BY-SA 4.0)

Die Schaltkreise wurden so ausgelegt, das speziell aus den ersten drei Transistoren die maximal mögliche Verstärkungsleistung herausgeholt werden sollte – was zwar zu Lasten der resultierenden Tonqualität ging, aber die Leistung der Halbleiter-Bauteile demonstrieren sollte. Für die Stromversorgung sorgte eine einzelne, quaderförmige 22,5V-Batterie vom Typ 15F20. Da die nominelle Stromaufnahme des Geräts gerade einmal 4mA betrug, war theoretisch mit einer einzelnen Batterie eine Betriebsdauer von 20 bis 30 Stunden möglich – für Radiogeräte dieser Zeit ein absolutes Novum.

Das Plastikgehäuse für die Platine wurde über einen Zeitraum von sechs Wochen hinweg nach einer Reihe von Telefonaten und Skizzen von der Firma Painter, Teague and Petertil entworfen und war zum Verkaufsstart in den Farben schwarz, grau, mandarin-rot und elfenbein erhältlich. Die Maße wurden mit 3" x 5" x 1.25" bzw. 7.62cm x 12,7cm x 3,18cm beworben. Der Preis lag bei 49,95 US-$ – was inflationsbereinigt im Jahr 2019 stolze 476,77 US-$ beträgt!

Verkaufsschlager trotz qualitativer Schwächen

Ein Drehknopf für die Wahl der Senderfrequenz, ein Regler für die Lautstärke und ein Lautsprecher: Das Regency TR-1 wirkt heute spartanisch, stellte aber 1954 für den kommerziellen Massenmarkt eine Meisterleistung der Mikroelektronik dar.
Ein Drehknopf für die Wahl der Senderfrequenz, ein Regler für die Lautstärke und ein Lautsprecher: Das Regency TR-1 wirkt heute spartanisch, stellte aber 1954 für den kommerziellen Massenmarkt eine Meisterleistung der Mikroelektronik dar. (Bild: Regency TR-1 / Cmglee / CC BY-SA 3.0)

Die Fachpresse belächelte das Regency TR-1 anfänglich als ein Spielzeug mit vergleichsweise schlechter Tonqualität, das zwar „einen Nutzen aus der kleinen Größe von Transistoren zieht, aber davon abgesehen keine Vorteile bietet“. Doch gerade der Formfaktor, der gerne als „pocket sized“, also hosen- oder jackentaschengroß, beworben wurde, machte das Produkt auf dem Massenmarkt so attraktiv. Bis März 1955 war der erste Produktionslauf des Regency TR-1 ausverkauft; bereits ein Jahr nach Markteinführung hatte TI das Gerät 100.000-mal abgesetzt. Die endgültigen Verkaufszahlen liegen je nach Schätzung zwischen 140.000 und 150.000 Geräten, ehe Texas Instruments die Produktion einstellte.

Zwar waren die Texaner nicht an der Produktion weiterer, besserer Geräte interessiert. Dennoch wusste TI den Wert des Transistorradios zu schätzen und schaffte es, IDEA/Regency 1955 die Rechte an dem Patent für 25.000 US-$ abzukaufen. Zudem erfüllte der Erfolg des TR-1 den erhofften Zweck: Nur kurze Zeit später brachte Elektronikriese Raytheon mit dem 8-TP ein eigenes Miniatur-Radio auf Basis von 8 Germanium-Transistoren auf den Markt. Plötzlich sahen Gerätehersteller etwas, das vorher für sie nicht existiert hatte: Einen Markt für den Einsatz von Transistoren – und damit auch einen Bedarf an den kleinen Halbleitern.

Auch außerhalb der USA wurde man auf den plötzlich vorhandenen Markt aufmerksam: ein kleines japanisches Unternehmen namens Tokyo Tsushin Kogyo K.K. oder kurz Totsuko begann bereits im September 1955 mit dem Vertrieb eigener Transistorradios, wobei man sich auch dort des TR-Kürzels bediente. Um den amerikanischen Markt besser bedienen zu können, verpasste sich das Unternehmen 1957 einen neuen Namen, den englischsprachige Kunden besser aussprechen konnten und unter dem es auch heute noch bekannt ist: Sony.

Ebenfalls 1957 stellte die Firma Akkord-Radio, Gerätebau A. Jäger & Söhne aus Offenbach/Herxheim, auf der Hannover-Messe mit dem Mittelwelle-Radio Akkord-Peggie das erste Transistorradio (noch als Kofferradio bezeichnet) aus deutscher Produktion vor.

Anfänglich waren Transistoren zwar weiterhin relativ teuer. Dennoch schafften es die Bauteile, getrieben von der Popularität tragbarer, batteriebetriebener Radiogeräte, im Laufe der 50er und 60er Jahre nach und nach die röhrenbasierte Technik zu verdrängen. Dazu trug auch bei, dass das Problem der höheren Kosten durch die breitere Verfügbarkeit der erstmals 1954 entwickelten Silizium-Transistoren auch im Verlauf der 50er Jahre egalisiert werden konnte. Da in jener Zeit diese Bauteile auch einen größeren Arbeitstemperaturbereich bei wesentlich geringeren Restströmen abdecken konnten und das Grundmaterial einfacher zu beziehen war, lösten die Silizium-basierten Halbleiter schnell die Germanium-basierten Pendants in den meisten Anwendungsfeldern ab.

Das am häufigsten produzierte funktionelle Bauteil der Menschheitsgeschichte

Die Halbleiter selbst machten in der Folge eine rapide Evolution durch. 1958 gelang es Elektronik-Ingenieuren bei Texas Instruments unter der Leitung von Jack Kilby, mehrere Transistoren auf einem einzelnen Bauteil zum ersten Integrierten Schaltkreis zusammenzufassen. Der erste Mikroprozessor Intel 4004 vereinte 1971 bereits 2300 Transistoren in sich. Gemäß Moore'schem Gesetz, nachdem sich die Zahl der Transistoren auf einem einzelnen Prozessor alle 18 Monate verdoppelt, schritt die Entwicklung exponentiell voran: Der aktuell leistungsstärkste Mikroprozessor, der auf der ZEN-Architektur basierende Epyc Rome von AMD, bringt es bereits auf 32 Milliarden integrierte Transistoren.

Allein diese Zahl macht deutlich, warum der Transistor heute als die am häufigsten von Menschen hergestellte Funktionseinheit gilt. Ein Status, den die Technologie wahrscheinlich nicht erreicht hätte – wäre nicht vor 65 Jahren ein auf vier Transistoren basierendes Taschenradio erschienen.

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