Легендарный Роберт Видлар. Параноик и отшельник
Имя Роберта Видлара стало известным еще во времена так называемого первого полупроводникового бума, он принимал активное участие во многих исследовательских работах, связанных с операционными усилителями. Уверенно можно сказать, что он был одной из важных фигур в ранних стартапах Кремниевой долины. Такие стартапы как Fairchild и National Semiconductor не остались без его прорывных идей и разработок. Параноик и отшельник, временами просто невыносимый тип, любитель побаловаться спиртными напитками… и гениальный инженер — Боб Видлар! Со слов коллег, Боб мог вывести из себя и раздраконить любого, но они должны были терпеть его выходки, так как электроника в те времена представляла собой область «творческих одиночек», одной такой одиночкой и был Роберт.
Кто не слышал о таком процессе как «видларизация»? Процесс представляет собой уничтожение бракованных деталей и неработающих прототипов не чем иным, как молотком. Видлар был очень нетерпим к такого рода «неполадкам», поэтому, вооружившись молотком, беспощадно отправлял их на свалку:»… топор висел в его кабинете на видном месте и по совместительству служил антистеплером: Видлар отрубал им сшитые уголки бумаг. Вероятно, таких бумаг было очень много: Видлар делал копии всего, что ему довелось прочитать». Интересным способом Боб боролся «с громкими звуками», которые просто-напросто не переносил. Лично у себя в рабочем кабинете инженер установил устройство, которое в случае, если посетитель поднимал голос или начинал кричать на Видлара, издавало пронзительный свист. «The Hassler» — так коллеги обозвали данный прибор (от англ.- донимать).
В 60 годах молодой специалист Роберт Видлар стал во главе отдела линейных интегральных схем в Fairchild. Он был пионером-разработчиком полупроводниковых операционных усилителей. Операционные усилители использовались для выполнения операций над аналоговыми сигналами (сложение, умножение, интегрирование). ОУ так и остались важнейшими составляющими практически любого электронного устройства, связанного с аналоговыми сигналами. Видлару первому пришела в голову мысль о том, что не стоит экономить на элементах, ведь себестоимость чипа не изменится за счет того, какое число транзисторов на нем будет размещено, то ли будет это 10 штук, то ли 100 штук. И… Боб создал операционный усилитель с характеристиками, недостижимыми для дискретной схемотехники. В 1966 году Боб уволился с Fairchild и начал работать в National Semiconductors, именно здесь Видлар создал линейку ОУ, названия которой начинаются на LM.
Боб Видлар — изменнический гений
С 1961 до 1963 года Fairchild была одной из самых заметных компаний в истории бизнеса. Здесь были собраны многие научные и деловые таланты «в большой концентрации»…«достигнув успеха в мире бизнеса, они спрашивали себя:, а что было бы, если бы они смогли остаться вместе и править миром полупроводников не одним поколением?…» Но сейчас все же о Бобе Видларе.
»… Открылась дверь. Первым человеком, прошедшим через нее, был Боб Видлар, изменнический гений. Оглядываясь на его прошлое пьянство, драки и беспорядочное поведение, нельзя при этом не заметить, что Видлар был одним из самых креативных умов в истории технологии. Его сильной стороной были линейные устройства — нецифровые цепи вроде усилителей, которые были последними лучшими холстами выдающихся художников в электронике».
Золотые годы Fairchild — это не только годы разработок технологий исторического значения, но также безумные гулянки, вечеринки, веселье до умопомрачения:»… проходили бесконечные пьяные вечеринки в соседнем салуне Wagon Wheel, на которых соблазняли работниц компании, разрушались семьи, поддерживалась вражда, а со временем — работники переманивались конкурентами». Завсегдатаем таковых был гений проектирования Роберт Видлар. Его считали самым безумный из обитателей Кремниевой Долины. Он мог во гневе из-за неудачного изобретения выйти на улицу и срубить деревья, которые были посажены для благоустройства окружающей среды. Наподпитку Видлар мог принимать участие в драках до крови с конкурентами на демонстрационной площадке отраслевой выставки.
Боба очень волновала его свобода, даже больше чем его линейные устройства. Ограничения в чем-либо были не для его натуры. Нехватка денег также была своего рода ограничением, это послужило причиной тому, что в 1966 году Видлар и ушел с Fairchild Semiconductor в маленькую полупроводниковой фирму National Semiconductor. Это его свободолюбие было продемонстрировано им, когда он вынужден был пройти процедуру увольнения и заполнить шестистраничный список вопросов по поводу увольнения. На каждой странице большими печатными буквами Видлар написал — Я ХОЧУ СТАТЬ БОГАТЫМ и скромно подписался в конце «Х».
Немного биографии
Роберт Видлар родился 30 ноября в 1937 году, в городе Кливленд (штат Огайо). Его семья не нуждалась, отец — с немецкими корнями, мать — чешскими. Уолтер Видлар из влиятельного немецкого рода, был радиоинженером-самоучкой, публиковался в профессиональной и местной прессе, был экспертом по частотной модуляции. Уже в 15 лет Боб младший, следуя по стопам отца, занялся ремонтом телевизоров, успешно осваивал основы радиотехники. В возрасте 45 лет отец Боба умер от обширного инфаркта.
Роберт Видлар занял место отца в многодетной семье, ему приходилось зарабатывать на жизнь, изначально он занимался уборками, позже ремонтом радиоаппаратуры. Закончив иезуитскую школу святого Игнатия в Кливленде, проработал год техником на фирме, где когда-то работал его отец, а в 1958 году поступил добровольцем в военно-воздушные силы США и отслужил два полных года инструктором по радиоэлектронному оборудованию на базе в Колорадо. В 1960 году учебное управление ВВС издало его первую книгу тиражом в 100 экземпляров. Это было учебное пособие по полупроводниковым приборам.
В 1962 году Боб окончил Колорадский университет в Боулдере. В 1961 году Роберт уволился из ВВС и устроился инженером в приборостроительную компанию Ball Brothers Research Corporation. В компании, работая над приборами управления орбитальной станции NASA, впервые столкнулся с проблемой радиационной стойкости транзисторов. Для того, чтобы разобраться, вынужден был встретиться с руководителями компания Amelco (единственная компания на то время, которая выпускала транзистор с сертифицированной радиационной стойкостью). Жан Эрни и Шелдон Робертсом были в прошлом основателями Fairchild Semiconductor. После этой встречи Видлар решил быть в центре событий, касающихся электроники, то есть начать работу на полупроводниковых производствах. Компания Fairchild Semiconductor нарушила свою профессиональную этику и переманила Роберта у своего клиента.
В конце 1963 года Боб переехал на юго-запад США, в Калифорнию (Маунтин-Вью), в Кремниевую Долину. Как уже упоминала раньше, там он начал работать в Fairchild и возглавил отдел линейных интегральных схем.
В 26 лет Роберт Видлар разработал свою первую монолитную микросхему ОУ, mA702. Цена ее была 300 долларов за штуку. Позже Боб улучшил схему, и свет увидел новый операционный усилитель, который получил обозначение mA709, продавался такой ОУ по 70 долларов за штуку. После такой успешной в экономическом плане разработки, Видлар попросил прибавки к зарплате. После отказа, он уволился. За три года работы в этой компании Видлар разработал и внедрил в производство свою всемирную «линейную серию»: mА702 (14ОУД1), mА709 (153УД1), mА710 (521СА2), mА711 (521СА1), mА723, mА726. Вообщем было выпущено по каждой позиции от 10 до 100 млн. штук.
mА700
mА709
Он перешел на работу в компанию National Semiconductor, где Видлару были очень рады, ведь уже тогда он считался человеком, положившим начало разработке аналоговых микросхем.
В 1966 году он стал одним из основателей National Semiconductors Linear IC Group (сокращенно NS) — не только чисто полупроводниковой фирмы, но и специализированной линейной (г. Санта-Клара, Калифорния). В 1967 году Видлар разработал для National Semiconductor еще более усовершенствованный ОУ, который стал известен как LM101. Видлар занял в NS должность директора по перспективным схемам и занялся разработкой микросхем следующего поколения: LM101 (153УД2), LM108 (104УД14), LM118(140УД10,) LM102, LM109, LM111(521СА3).
Интересный факт. В Fairchild беспокоились о внезапно возникшем конкуренте в лице Боба Видлара, поэтому в научно-исследовательской лаборатории компании молодой сотрудник Дэвид Фуллагар начал тщательно изучать ОУ LM101. Он обнаружил некоторые недостатков в чипе.Для того, чтобы избежать частотных искажений, разработчикам приходилось подвешивать к ИС внешний конденсатор, а входной каскад некоторых экземпляров микросхемы был очень чувствителен к внешним шумам — это объяснялось разбросом параметров при изготовлении.
Фуллагар взялся сам разрабатывать ОУ. Он расширил допуски производственных процессов, установив внутри чипа 30-пикофарадный конденсатор. Входной каскад был улучшен путем добавления в схему пары транзисторов. Это дополнение улучшило повторяемость микросхем. В результате был разработан новый чип mA741, который стал стандартом для операционных усилителей. Данная микросхема, ее варианты продавались сотнями миллионов штук. За 300 долларов можно было купить почти тысячу 741 чипов.
LM101 (153УД2)
Видлар разработал операционный усилитель LM101, который стал первым ОУ второго поколения, структурная схема LM101 стала основой для всех последующих универсальных операционных усилителей. Активные нагрузки обеспечили LM101 большие коэффициенты усиления каждого каскада, входные эмиттерные повторители, нагруженные на дифференциальный каскад на pnp-транзисторах в свою очередь обеспечили широкий диапазон допустимых входных напряжений и малые токи смещения.
Коэффициент усиления по постоянному току достиг 500,000 (50,000–100,000 у усилителей первого поколения). Входной каскад был защищен от высоких напряжений, выходной каскад имел полноценную защиту от короткого замыкания. Использовались два каскада усиления напряжения, так называемая двухкаскадная схема. LM101 был устойчив при использовании единственной внешней корректирующей емкости всего в 30пФ.
Вот тут то Видлар и допустил погрешность, когда не попытался упаковать эту емкость на кристалл операционного усилителя. Год спустя, как упоминалось выше, этот пробел восполнили конкуренты из Fairchild, был выпущен A741- грубо говоря клон LM101 c внутренней частотной коррекцией. Эта простая в использовании микросхема завоевала рынок универсальных ОУ.
A741
В последующих годах (1968 — 1969) Видлар вместе с Тэлберт разработали и отладили в производстве новые активные приборы супер-бета-транзисторы, многоколлекторный биполярный транзистор и эпитаксиальный полевой транзистор
В 1969 году Видлар разработал первый операционный усилитель на супер-бета-транзисторах, который был назван LM108.
В конце 1969 года был выпущен новый операционный ускоритель, функциональный эквивалент LM101 на новой элементной базе — LM101A.
В 1970 году была разработана версия LM101 со встроенной корректирующей емкостью — LM107.
Шестимасочный технологический процесс Тэлберта позже позволил реализовать на одном кристалле и пинч-резисторы, и полевые транзисторы, и супер-бета-транзисторы, и боковые pnp-транзисторы с коэффициентом усиления по току свыше 100. Количество транзисторов, обслуживающих источники тока LM101A, было уменьшено за счет использования многоколлекторных pnp-транзисторов. Входное сопротивление операционного ускорителя, не использовавшего на входе составные транзисторы, впервые превысило рубеж в 1 МОм.
Начиная с 1963 года и по 1971 год Роберт Видлар написал более 50 статей по линейной тематике, где он описывал «внутренности» ОУ, способы их применения. Видлар запатентовал интегральные структуры: боковой p-n-p, опорный элемент band-gap, супер-бета-транзистор, низковольтные (1,2 В) усилители и другие.
Компания National Semiconductor выпустила разработанный Видларом LM100, который стал первым в истории интегральным стабилизатором напряжения »…LM100 позволяла стабилизировать напряжения от 2 до 30В c совокупной ошибкой в военном диапазоне температур (от 55 до 125C) не более 1%. Источником опорного напряжения выступал стабилитрон на 6.3В, регулирующим элементом — относительно маломощный составной транзистор, поэтому на практике LM100 использовался не как законченный стабилизатор, а как схема управления внешним силовым транзистором. Спрос превзошел самые оптимистичные ожидания».
В 1970 году был произведен LM109 — первый в мире интегральный трехвыводный стабилизатора на напряжение 5В, который стал прямым предшественником A7805. Его созданию предшествовало требование заказчиков объединить схему управления и силовой транзистор на одном кристалле, при этом упаковав полноценный стабилизатор в корпус с тремя выводами: вход, выход и общий. Видлар заявил, что такое размещение силового транзистора и схемы управления на одном кристалле не только допустимо, но и существенно упростит схему защиты от перегрева. Такой стабилизатор уже был реализован в кремнии и был готов к серийному выпуску.
Микросхема LM109 отличалась от LM100 предельными значениями тока и мощности, удобством применения, источником опорного напряжения в ОУ служил уже не стабилитрон, а бандгап Видлара.
простейшая схема реализации бандгапа Видлара
Бандгап Видлара — транзисторный источник опорного напряжения, примерно равен ширине запрещенной зоне кремния (около 1,2В). Видлар был первым, кто спроектировал первую практическую схему действующую по принципу бандгап (которая была сформулирована еще в 1964 году Дэвидом Хилбибером). LM109 была первой микросхемой со встроенным бандгапом.
В 1971 году был разработан LM113, который представлял собой двухвыводной прецизионный диод на бандгапе Видлара. Замена высоковольтного (около 6В) стабилитрона на низковольтный (1,2В) бандгап сделала возможным создание экономичных стабилизаторов на низкие выходные напряжения (3,3B, 2,5B и ниже) и усилителей с низковольтным питанием (от 1,1В).
В начале 70 Роберт Видлар исчез. В 1971 году легенда переселился в Мексику, тут он начал работать в своей новой фирме Linear Technology Corp (сокращенно LTC). Ходили слухи, что в Мексике налоговый пресс был «нежнее», чем в США.
Многие называют Роберта Видлара — Стивом Джобсом 70 годов. Он был гениален, но в то же время параноидален. Его пристрастие к рюмке не раз упомянуто на страницах его биографии. Но, что удивительно он был необыкновенно работоспособен, мог днями, месяцами работать над микросхемой… и только потом уходил в запой. Он был болен работой, не чувствуя усталости — творил.
Хотя Роберт и пришел в электронику до распространения средств компьютерного моделирования электронных схем, он до конца своей жизни отказывался использовать их.
Владея традиционными навыками математического анализа, он мог по несколько часов, без перерыва, заниматься вычислениями, а затем без единой ошибочки изложить результаты на бумаге. Видлар хотел все контролировать; весь цикл разработки продукта, включая продажи должны были быть под его контролем. Разрабатывая схемы, писал к ним всю техническую документацию, вплоть до детального руководства по их применению.
«Видлар называл такой подход минимизацией будущих телефонных звонков. Но, несмотря на это, коллеги не только звонили, но и писали Видлару множество писем с вопросами. Точные и скорые ответы Видлара породили в профессиональной среде мнение о том, что он сам писал ответы каждому адресату. В действительности письма Видлара состояли из типовых абзацев, перепечатанных из составленного им конспекта. Получив письмо с вопросом (а вопросы неизбежно повторялись), Видлар лишь указывал секретарю абзацы конспекта, которые следовало перепечатать, а затем подписывал готовый ответ».
После ухода Боба из Fairchild проблема с алкоголем еще более усилилась. Он проводил ночи в барах, напивался до полубессознательного состояния.
Был задиристым, в одной из ночных разборок, после выпитого, «пригласил» Майка Скотта (будущего президента Apple) выйти поговорить, этот разговор окончился нокаутом Видлара. Позже Видлар начал пить непрерывно, его выходки покрывали и даже вызволяли его из-под ареста. Вот, что вспоминал Спорк о пьянстве Видлара:»… Он слишком много пил, а я вынужденно терпел это. У меня не было выбора: этот парень, некоторое время, и был National Semiconductor. Однажды на семинаре в Париже мы собрали около 1200 инженеров из Франции и Бельгии мы сделали ошибку, открыв доступ к бару в обеденный перерыв — во Франции было так принято.
И вот он начал пить джин, неразбавленный, большими стаканами, и я понял — быть беде. После обеда он вернулся в зал с полным стаканом джина я добрался до Питера Спрага, который сидел рядом с Видларом, и сказал ему: Питер, избавься от этого джина прежде чем Видлар упадет под стол. Бедный Питер пожертвовал собой и выпил все до дна. В начале своего выступления Видлар привычно потянулся к стакану, но тот был пуст. Видлар закричал, что он не произнесет и слова, пока ему не нальют стакан. Выбора не было, пришлось налить ему полный стакан, и он продолжил. Он еле стоял на ногах, но что интересно — даже в таком состоянии он очаровывал слушателя. А потом я повез его в гостиницу на метро. Он стоял, шатаясь, у самого края платформы, а я стоял сзади, готовый схватить его. Упади он тогда на рельсы, компания бы умерла вместе с ним».
Легендарная овца Роберта Видлара
В конце 1970 года Видлар решил уйти из компании National Semiconductor. Компания, в целях экономии, отказалась от стрижки газонов перед главным зданием… Боб решил сделать подарок компании). За $60 он купил у знакомого фермера овцу и, будучи недовольным видом заросшей поляны (где он парковал свой двухместный мерседес), пустил животное «подстригать» газон. Видлар для огласки пригласил репортера из San Jose News, который написал статью с комментарием Боба о том, как »… овца оставила без работы множество садовников, но при этом она не только может стричь, она еще и может удобрять!»
Овца была похищена ночью. Вокруг этой истории много легенд и мифов. Кто-то говорил, что Видлар сам отвез овцу и пропил ее в одном из баров, по другой версии овца и вовсе не была овцой, а являлась козой, или, что еще лучше — козлом.
Последние 20 лет своей жизни Видлар работал по контрактам с National Semiconductor и занимался какой-то неопределенной отработкой процессов производства. С 1971 года до конца 1989 года он оформил всего 8 патентов на изобретения. После увольнения, он получил на руки миллион долларов, уехал в Мексику и поселился в Пуэрто-Вальярта.
В тридцать три года Видлар, наконец-то получил ту свободу, о которой мечтал. Он не работал на постоянной работе. Видлар продолжил в одиночку работать над сложными вопросами схемотехники, периодически читая лекции в США.
В 1974 году Спорку все же удалось уговорить Видлара вернуться в National Semiconductor. Видлар стал независимым консультантом компании, при этом проживал в Мексике. За период с 1974 по 1991 годы Видлар разработал для National Semiconductor десятки новых проектов.
В 1976 году был разработан LM10. Это микромощный операционный усилитель и источник опорного напряжения, который способен работать при напряжении питания от 1,1 до 40 В, первый операционный усилитель, полностью пригодный для работы от единственного гальванического элемента на 1,4 В.
После был разработан LM11 — прецизионный биполярный ОУ, который был рассчитан на электрометрические измерения.
В 1987 году в производство был запущен первый мощный (10 А, 80 Вт) операционный усилитель LM12.
27 февраля 1991 года тело Видлара было найдено в окрестностях Пуэрто-Вальярты. Была выдвинута версия, что во время пробежки Боб скончался от сердечного приступа во время пробежки по пляжу. Но Боб Пиз отверг эту версию, так как обычно Видлар бегал в горах, возможно приступ застал его, когда он спускался вниз по склону, упал и умер. Факт остается фактом, легендарной личности не стало в возрасте 53 лет. Как уверял сам Видлар, в последнее время он остепенился, даже завел постоянные отношения с женщиной, перестал употреблять алкоголь. Но предрасположенность к болезням сердца и образ жизни в молодые годы, увы, не прошли «бесследно».
Он не спился и не опустился. Ни в коем случае. Он был в порядке, он был в здравом уме смерть пришла, когда он жил достойно и трезво.
Непредсказуемость, гениальность Роберта Видлара в перемешку с его любовью к алкоголю, отшельническому образу жизни сделали его, еще при жизни, легендой.
