12.03 晶体管是现代历史最伟大的发明之一,手机电脑全靠它

1947年 英国

晶体管被认为是现代历史中最伟大的发明之一


晶体管是现代历史最伟大的发明之一,手机电脑全靠它

计算机母板


晶体管(transistor)是一种类似于阀门的固体半导体器件,可以用于放大、开关、稳压、信号调制 和许多其他功能。在1947年,由美国物理学家约翰·巴丁、沃尔特·布喇顿和英国物理学家威廉·肖克 利(William Shockley,1910—1989)所发明。他们也因为半导体及晶体管效应的研究获得1956年 诺贝尔物理奖。

二战之后,贝尔实验室成立了一个固体物理研究小组,他们要制造一种能替代电子管的半导体器 件。此前,贝尔实验室就对半导体材料进行了研究,发现掺杂的半导体整流性能比电子管好。因此 小组把注意力放在了锗和硅这两种半导体材料上。


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肖克利、巴丁、布莱顿在发明晶体管的实验室里

在肖克利的领导下,他们尝试、失败、再尝试、再失败。1947年12月15日,他们用刀片在三角形金 箔上划出了两道极细的缝隙,然后两边分别接上导线,用弹簧将其压进锗块表面。这是一个由锗、 电池、金线、弹簧、纸板、组成的小装置。连好线后,当锗块上的两个接触点越来越近时,他们观 察到了电压放大作用。

1947年12月16日,布莱顿在实验笔记上这样写到:“在锗表面上用点接触方法加上两个电极,间隔 四百微米。此时1.3伏的直流电压,被放大了十五倍。”

当天下午,小组成员布莱顿和摩尔来到实验室做半导体放大实验。他们在装置的一端连一个麦克 风,另一端接一副耳机。摩尔与布莱顿用麦克风讲话,其他人用耳机收听,他们听到了被放大了 十八倍以上的声音。这一天被认为是晶体三极管的诞生日。这是人类史上第一次不需要用真空管 就能将声音放大的装置。


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贝尔实验室发明的第一只晶体三极管

1948 年7月,他们向全世界宜布了晶体管的发明。在点接触晶体管诞生后,1950年,肖克利利用 扩散技术制成了第一只结型晶体三极管。

晶体管被认为是现代历史中最伟大的发明之一,它是二十世纪非常重要的发明,让收音机、计算 器、电脑、以及相关电子产品变得更小、更便宜。 晶体管是所有现代电器的关键主动(active) 元件。1947年贝尔实验室发明的晶体管被列在IEEE里程碑列表中。


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