En 1948, IBM lanzó al mercado la Calculadora Electrónica 604, una máquina programable del tamaño de un refrigerador doble que marcó un hito en la transición de la computación electromecánica a la electrónica. El aparato leía números de una tarjeta perforada, realizaba hasta 60 cálculos y devolvía los resultados perforando otra tarjeta, procesando 100 tarjetas por minuto, lo que la compañía equiparaba al trabajo de 150 ingenieros. Con un alquiler mensual de 550 dólares y más de 5.600 unidades producidas, la 604 se convirtió en una de las máquinas más populares de su época.
El 604 llegó al mercado justo después de la invención del transistor, demasiado pronto para incorporarlo, por lo que IBM empleó tubos de vacío como componente fundamental. Una de las innovaciones más destacadas fue la creación de módulos enchufables que integraban un tubo de vacío junto con su circuito asociado. Estos módulos, visibles en el lateral de la máquina con sus mangos aislantes, permitían reemplazar rápidamente las piezas defectuosas. En total, el equipo utilizaba aproximadamente 1.300 tubos de vacío.
Entre los módulos enchufables destaca el tipo TR-3, conocido como "trigger" o disparador, que en la terminología moderna equivale a un flip-flop: un circuito con dos estados estables capaz de almacenar un bit de información temporal. Los triggers resultaban esenciales para la 604, ya que generaban señales de temporización y almacenaban pulsos. La aritmética del sistema se construía a partir de contadores decimales basados en estos módulos TR-3.
El funcionamiento de un tubo de vacío, elemento central de estos módulos, se basa en un filamento que calienta el cátodo hasta cerca de 750 grados Celsius, provocando la emisión de electrones. Cuando se aplica un voltaje positivo elevado, cerca de 150 voltios, en la placa, los electrones son atraídos, generando una corriente. Una rejilla de control con un voltaje negativo bloquea el flujo de electrones, apagando el tubo. Así, una señal débil en la rejilla controla una corriente mucho mayor, principio de amplificación que permitió a los tubos de vacío conmutar millones de veces por segundo, frente a la limitada velocidad de los dispositivos electromecánicos.
El módulo TR-3 analizado utiliza un tubo dual tipo 2033, que combina dos triodos en una sola envoltura de vidrio de aproximadamente cinco centímetros, compartiendo cátodo y filamento. Cada triodo consume casi dos vatios solo en el filamento, alimentado a 6,3 voltios, un estándar heredado de las baterías de automóviles de seis voltios.
El circuito trigger se construye a partir de dos inversores conectados en bucle: la salida del primero alimenta al segundo, y la salida del segundo regresa al primero. Si el primer inversor tiene salida alta, el segundo produce salida baja, manteniendo el estado de forma estable. Este bucle de retroalimentación genera dos estados estables que se mantienen indefinidamente hasta que una señal externa los cambia. En el módulo TR-3, ambos inversores comparten un único tubo dual en una configuración de acoplamiento cruzado.
La velocidad de reloj de la 604 alcanzaba los 50 kilohercios, muy por debajo del potencial de los tubos, pero tres órdenes de magnitud más rápido que los 50 hercios de las máquinas electromecánicas contemporáneas, como la IBM 407. Esta diferencia de velocidad fue clave para el éxito comercial y técnico de la 604 en sectores como la contabilidad y la preparación de impuestos.
El legado de esta máquina y sus módulos enchufables ilustra un momento crucial en la historia de la computación: el paso de la computación electromecánica a la electrónica, apenas unos años antes de que el transistor desplazara definitivamente a los tubos de vacío. Los módulos trigger de la 604 representan un eslabón fundamental entre los primeros calculadores electromecánicos y los ordenadores modernos basados en semiconductores.