晶体管发明者
『壹』 晶体管是什么时候诞生的啊
1947年12月,美国贝尔实验室的肖克莱、巴丁和布拉顿组成的研究小组,研制出一种点接触型的锗晶体管。晶体管的问世,是20世纪的一项重大发明,是微电子革命的先声。晶体管出现后,人们就能用一个小巧的、消耗功率低的电子器件,来代替体积大、功率消耗大的电子管了。晶体管的发明又为后来集成电路的降生吹响了号角。 电力晶体管20世纪最初的10年,通信系统已开始应用半导体材料。20世纪上半叶,在无线电爱好者中广泛流行的矿石收音机,就采用矿石这种半导体材料进行检波。半导体的电学特性也在电话系统中得到了应用。 晶体管的发明,最早可以追溯到1929年,当时工程师利莲费尔德就已经取得一种晶体管的专利。但是,限于当时的技术水平,制造这种器件的材料达不到足够的纯度,而使这种晶体管无法制造出来。 由于电子管处理高频信号的效果不理想,人们就设法改进矿石收音机中所用的矿石触须式检波器。在这种检波器里,有一根与矿石(半导体)表面相接触的金属丝(像头发一样细且能形成检波接点),它既能让信号电流沿一个方向流动,又能阻止信号电流朝相反方向流动。在第二次世界大战爆发前夕,贝尔实验室在寻找比早期使用的方铅矿晶体性能更好的检波材料时,发现掺有某种极微量杂质的锗晶体的性能不仅优于矿石晶体,而且在某些方面比电子管整流器还要好。 在第二次世界大战期间,不少实验室在有关硅和锗材料的制造和理论研究方面,也取得了不少成绩,这就为晶体管的发明奠定了基础。 为了克服电子管的局限性,第二次世界大战结束后,贝尔实验室加紧了对固体电子器件的基础研究。肖克莱等人决定集中研究硅、锗等半导体材料,探讨用半导体材料制作放大器件的可能性。 1945年秋天,贝尔实验室成立了以肖克莱为首的半导体研究小组,成员有布拉顿、巴丁等人。布拉顿早在1929年就开始在这个实验室工作,长期从事半导体的研究,积累了丰富的经验。他们经过一系列的实验和观察,逐步认识到半导体中电流放大效应产生的原因。布拉顿发现,在锗片的底面接上电极,在另一面插上细针并通上电流,然后让另一根细针尽量靠近它,并通上微弱的电流,这样就会使原来的电流产生很大的变化。微弱电流少量的变化,会对另外的电流产生很大的影响,这就是“放大”作用。 布拉顿等人,还想出有效的办法,来实现这种放大效应。他们在发射极和基极之间输入一个弱信号,在集电极和基极之间的输出端,就放大为一个强信号了。在现代电子产品中,上述晶体三极管的放大效应得到广泛的应用。 巴丁和布拉顿最初制成的固体器件的放大倍数为50左右。不久之后,他们利用两个靠得很近(相距0.05毫米)的触须接点,来代替金箔接点,制造了“点接触型晶体管”。1947年12月,这个世界上最早的实用半导体器件终于问世了,在首次试验时,它能把音频信号放大100倍,它的外形比火柴棍短,但要粗一些。 在为这种器件命名时,布拉顿想到它的电阻变换特性,即它是靠一种从“低电阻输入”到“高电阻输出”的转移电流来工作的,于是取名为trans-resister(转换电阻),后来缩写为transister,中文译名就是晶体管。 由于点接触型晶体管制造工艺复杂,致使许多产品出现故障,它还存在噪声大、在功率大时难于控制、适用范围窄等缺点。为了克服这些缺点,肖克莱提出了用一种"整流结"来代替金属半导体接点的大胆设想。半导体研究小组又提出了这种半导体器件的工作原理。 1950年,第一只“面结型晶体管”问世了,它的性能与肖克莱原来设想的完全一致。今天的晶体管,大部分仍是这种面结型晶体管。 1956年,肖克莱、巴丁、布拉顿三人,因发明晶体管同时荣获诺贝尔物理学奖
『贰』 第一个晶体管那年发明的,三个发明者
世界上第一个晶体管是1947年由肖克利和他的两助手布拉顿、巴丁在贝尔实验室工作时发明的,为此,肖克利三人于1956年获得诺贝尔物理学奖。用晶体管代替电子管制造电脑,在电脑史上是一次突破性技术飞跃。
『叁』 晶体管是如何发明的
首先要指出,晶体管的发明不是哪一位科学家拍脑袋想出来的,而是固体物理学理论指导实践的产物,是科学家长期探索的结果。
早在19世纪中叶,半导体的某些特性就受到科学家们的注意。法拉第观察到硫化银的电阻具有负的温度系数,与金属正好相反。史密斯用光照射在硒的表面,发现硒的电阻变小。1874年,布劳恩第一次在金属和硫化物的接触处观察到整流特性。1876年,亚当斯和戴依发现硒的表面会产生光生电动势。1879年,霍耳发现霍耳效应。对于金属,载流子是带负电的电子,这从金属中的电流方向、所加磁场的方向以及霍耳电势差的正负可以作出判断。可是,也有一些材料显示出正载流子而且其迁移率远大于正离子,这正是某些半导体的特性。可是,所有这些特性——电阻的负温度系数、光电导、整流、光生电动势以及正电荷载流子,都无法做出合理的解释。在19世纪物理学家面前,半导体的各种特性都是一些难解之谜。然而,在没有揭示其导电机理之前,半导体的某些应用却已经开始了,而且应用得还相当广泛。1883年,弗立兹制成了第一个实用的硒整流器。无线电报出现后,天然矿石被广泛用作检波器。1911年,梅里特制成了硅检波器,用于无线电检波。1926年左右,锗也用于制作半导体整流器件。这时,半导体整流器和光电池都已成为商品。人们迫切要求掌握这些器件的机理。然而,作为微观机制理论基础的量子力学,这时才刚刚诞生。
电子管问世之后,获得了广泛的应用。但是电子管体积大、耗电多、价格昂贵、寿命短、易破碎等缺点,促使人们设法寻找能代替它的新器件。早在1925年前后,已经有人在积极试探有没有可能做成像电子管一样,在电路中起放大作用和振荡作用的固体器件。
人们设想,如果在半导体整流器内“插入”栅极,岂不就能跟三极真空管一样,做成三极半导体管了吗?可是,如何在只有万分之几厘米的表面层内安放栅极呢?1938年,德国的希尔胥和R.W.玻尔在一片溴化钾晶体内成功地安放了一个栅极。可惜,他们的“晶体三极管”工作频率极低,只能对周期长达1秒以上的信号起作用。
在美国贝尔实验室工作的布拉坦(W.H.Brattain)和贝克尔(J.A.Becker)于1939年和1940年也曾多次试探实现固体三极管的可能性,都以失败告终。成功的希望在哪里呢?有远见的人们指望固体物理学给予理论指导。
正好在这期间,量子力学诞生了,A.H.威尔逊在1931年提出了固体导电的量子力学模型,用能带理论能够解释绝缘体、半导体和导体之间的导电性能的差别。接着,他在1932年,又在这一基础上提出杂质(及缺陷)能级的概念,这是认识掺杂半导体导电机理的重大突破。1939年,苏联的达维多夫、英国的莫特、德国的肖特基各自独立地提出了解释金属—半导体接触整流作用的理论。达维多夫首先认识到半导体中少数载流子的作用,而肖特基和莫特提出了著名的“扩散理论”。
至此,晶体管的理论基础已经准备就绪,关键在于如何把理论和实践结合在一起。1945年1月在美国贝尔实验室成立的固体物理研究组出色地做到了这一点。上面提到的布拉坦就是这个组的成员之一。他是实验专家,从1929年起就在贝尔实验室工作。另有一位叫肖克利(B.Shockley),是理论物理学家,1936年进入贝尔实验室。
1945年夏,贝尔实验室决定成立固体物理研究组,其宗旨就是要在固体物理理论的指导下,“寻找物理和化学方法,以控制构成固体的原子和电子的排列和行为,以产生新的有用的性质”。这个组共有7人,组长是肖克利,另外还有半导体专家皮尔逊(G.L.Pearson)、物理化学专家吉布尼(R.B.Gibney)、电子线路专家摩尔(H.R.Moore)。最关键的一位是巴丁(J.Bardeen),他也是理论物理学家,1945年刚来到贝尔实验室,是他提出的半导体表面态和表面能级的概念,把半导体理论又提高了一步,使半导体器件的试制工作得以走上正确的方向。
贝尔实验室的另外几位专家:欧尔和蒂尔等致力于硅和锗的提纯并研究成功生长大单晶锗的工艺,使固体物理研究组有可能利用新的半导体材料进行实验。肖克利根据莫特-肖特基的整流理论,并且在自己的实验结果之基础上,做出了重要的预言。他认为,假如半导体片的厚度与表面空间电荷层厚度相差不多,就有可能用垂直于表面的电场来调制薄膜的电阻率,从而使平行于表面的电流也受到调制。这就是所谓的“场效应”,是以后的场效应管的理论基础。
可是,当人们按照肖克利的理论设想进行实验时,却得不到明显的效果。后来才认识到,除了材料的备制还有缺陷之外,肖克利的场效应理论也还不够成熟。表面态的引入,使固体物理研究组的工作登上了一个新的台阶。他们测量了一系列杂质浓度不同的p型和n型硅的表面接触电势,发现经过不同表面处理或在不同的气氛中,接触电势也不同,还发现当光照射硅的表面时,其接触电势会发生变化。接着,他们准备进一步测量锗、硅的接触电势跟温度的关系。就在为了避免水汽凝结在半导体表面造成的影响,他们把样品和参考电极浸在液体(例如可导电的水)中时意外的情况出现了。他们发现,光生电动势大大增加,改变电压的大小和极性,光生电动势也随之改变大小和符号。经过讨论,他们认识到,这正是肖克利预言的“场效应”。
巴丁提出了一个新方案。他们用薄薄的一层石蜡封住金属针尖,再把针尖压进已经处理成n型和p型硅的表面,在针尖周围加一滴水,水与硅表面接触。带有蜡层的针同水是绝缘的。正如他们所预期的那样,加在水和硅之间的电压,会改变从硅流向针尖的电流。这一实验使他们第一次实现了功率放大。后来,他们改用n型锗做实验,效果更好。然而,这样的装置没有实用价值,因为水滴会很快蒸发掉。由于电解液的动作太慢,这种装置只能在8赫以下的频率才能有效地工作。
他们发现,在电解液下面的锗表面会形成氧化膜,如果在氧化膜上蒸镀一个金点作为电极,有可能达到同样的目的,然而,这一方案实现起来也有困难。
最后,他们决定在锗表面安置两个靠得非常近的触点,近到大约5×10-3厘米的样子,而最细的导线直径都有10×10-3厘米。实验能手布拉坦想出一条妙计。他剪了一片三角形塑料片,并在其狭窄而平坦的侧面上牢固地粘上金箔,然后用刀片从三角形塑料片的顶端把金箔割成两半。再用弹簧加压的办法,把塑料片和金箔一起压在锗片上。于是,他做成了世界上第一只能用于音频的固体放大器。他们命名为晶体管(transistor)。这一天是1947年12月23日。接触型晶体管诞生了。
接着,肖克利又想出了一个方案。他把n型半导体夹在两层p型半导体之间。1950年4月他们根据这一方案做成了结型晶体管。
亲爱的朋友们,以上讲了晶体管的发明经过,从这段史实中,你能否指出,是谁发明了晶体管?谁又是最主要的发明者?是巴丁?是肖克利?还是布拉坦?应该说,他们都是。功劳应归于他们这个集体,他们所在的固体物理学小组。晶体管是他们的集体创造。我们不必纠缠于争论谁的功劳大,但至少可以由此得到一条信念:科学是人类集体的事业,是人们以各种方式,包括有形的和无形的,进行协作的产物。
『肆』 晶体管谁发明的
晶体管发明者——巴丁
1947年12月23日,37岁的美国物理学家肖克莱和他的合作者在著名的贝尔实验室向人们展示了第一个半导体电子增幅器,即最初的晶体管.晶体管的发明成为人类微电子革命的先声. 如果时光倒流几十年,晶体管还没有被发明,那么今天的人们大概还在使用电子管收音机.这种收音机普遍使用五六个电子管,输出功率只有1瓦左右,而耗电却要四五十瓦,功能也很有限.打开电源开关,要等1分多钟才会慢慢地响起来.而现在,袖珍半导体收音机早就成了青少年的随身物了.我们在使用现代科技产品时,真应该对这些产品的发明者心存谢意.你知道晶体管是谁发明的吗?它是美国物理学家肖克莱和他的同事巴丁及布拉顿一同发明的.这项影响深远的发明,让他们共同获得了1956年度诺贝尔物理学奖.1947年圣诞节前夕,37岁的物理学家肖克莱写了一张言辞有些羞怯的便柬,邀请美国新泽西州中部贝尔电话实验室的几位同僚到他的实验室,观察他和他的合作者巴丁及布拉顿最近取得的“一些成果”.这三位发明家演示了电流通过一个名为“晶体管”的小原器件.尽管用现代标准衡量,这个原器件原始且笨拙,但它在当时却是一个举世震惊的突破.因为真空管——最初的电子增幅器,虽然加快了无线电、电话、电视机等的发展,但是这种真空管体积大、耗能多,拖了发展复杂电子机器的后腿.电子机械师们早就期待着一种可靠、小型而又便宜的替代装置了. 晶体管的发明,终于使由玻璃封装的、易碎的真空管有了替代物.同真空管相同的是,晶体管能放大微弱的电子信号;不同的是,它廉价、耐久、耗能小,并且几乎能够被制成无限小.1999年9月,法国原子能委员会的科学有研制出当今世界上最小的晶体管,这种晶体管直径仅20纳米(1纳米为1米的10亿分之一),科学家须用电子显微镜把它放大50万倍,方能取得它1厘米大的照片.把20纳米的晶体管放进一片普通集成电路,形同一根头发放在足球场的中央.——同工作中能产生巨大热量的真空管相反,晶体管能在冷却状态下工作.因为它采用了半导体——一种处于绝缘体(如玻璃)与良导体(如铁和金)之间的固态导体.肖克莱等人的成功,取决于他们确定了合适的使用材料(开始是金属元素锗,然后是硅),用这种材料,只需很少量,晶体管就能像真空管一样,对电子产生相同的作用.在带有正、负电荷的接头或障碍物两侧就可得“晶体管效应”;障碍物的作用因来自第三方的微小电流的使用而明显地减弱.这个结果就像拧开了开关、使巨大电流通过障碍物,把第三方的信号放大到4万倍. 晶体管诞生后,首先在电话设备和助听器中使用.逐渐地,它在任何有插座或电池的东西中都能发挥作用了.将微型晶体管蚀刻在硅片上制成的集成电路,在20世纪50年代发展起来后,以芯片为主的电脑很快就进入了人们的办公室和家庭.
『伍』 晶体管是什么时候发明的,谁发明的
1947年12月,美国贝尔实验室的肖克利、巴丁和布拉顿组成的研究小组,研制出一种点接触型的锗晶体管。晶体管的问世,是20世纪的一项重大发明,是微电子革命的先声。晶体管出现后,人们就能用一个小巧的、消耗功率低的电子器件,来代替体积大、功率消耗大的电子管了。晶体管的发明又为后来集成电路的降生吹响了号角。 电力晶体管
20世纪最初的10年,通信系统已开始应用半导体材料。20世纪上半叶,在无线电爱好者中广泛流行的矿石收音机,就采用矿石这种半导体材料进行检波。半导体的电学特性也在电话系统中得到了应用。 晶体管的发明,最早可以追溯到1929年,当时工程师利莲费尔德就已经取得一种晶体管的专利。但是,限于当时的技术水平,制造这种器件的材料达不到足够的纯度,而使这种晶体管无法制造出来。 由于电子管处理高频信号的效果不理想,人们就设法改进矿石收音机中所用的矿石触须式检波器。在这种检波器里,有一根与矿石(半导体)表面相接触的金属丝(像头发一样细且能形成检波接点),它既能让信号电流沿一个方向流动,又能阻止信号电流朝相反方向流动。在第二次世界大战爆发前夕,贝尔实验室在寻找比早期使用的方铅矿晶体性能更好的检波材料时,发现掺有某种极微量杂质的锗晶体的性能不仅优于矿石晶体,而且在某些方面比电子管整流器还要好。 在第二次世界大战期间,不少实验室在有关硅和锗材料的制造和理论研究方面,也取得了不少成绩,这就为晶体管的发明奠定了基础。 为了克服电子管的局限性,第二次世界大战结束后,贝尔实验室加紧了对固体电子器件的基础研究。肖克莱等人决定集中研究硅、锗等半导体材料,探讨用半导体材料制作放大器件的可能性。 1945年秋天,贝尔实验室成立了以肖克莱为首的半导体研究小组,成员有布拉顿、巴丁等人。布拉顿早在1929年就开始在这个实验室工作,长期从事半导体的研究,积累了丰富的经验。他们经过一系列的实验和观察,逐步认识到半导体中电流放大效应产生的原因。布拉顿发现,在锗片的底面接上电极,在另一面插上细针并通上电流,然后让另一根细针尽量靠近它,并通上微弱的电流,这样就会使原来的电流产生很大的变化。微弱电流少量的变化,会对另外的电流产生很大的影响,这就是“放大”作用。 布拉顿等人,还想出有效的办法,来实现这种放大效应。他们在发射极和基极之间输入一个弱信号,在集电极和基极之间的输出端,就放大为一个强信号了。在现代电子产品中,上述晶体三极管的放大效应得到广泛的应用。 巴丁和布拉顿最初制成的固体器件的放大倍数为50左右。不久之后,他们利用两个靠得很近(相距0.05毫米)的触须接点,来代替金箔接点,制造了“点接触型晶体管”。1947年12月,这个世界上最早的实用半导体器件终于问世了,在首次试验时,它能把音频信号放大100倍,它的外形比火柴棍短,但要粗一些。 在为这种器件命名时,布拉顿想到它的电阻变换特性,即它是靠一种从“低电阻输入”到“高电阻输出”的转移电流来工作的,于是取名为trans-resister(转换电阻),后来缩写为transister,中文译名就是晶体管。 由于点接触型晶体管制造工艺复杂,致使许多产品出现故障,它还存在噪声大、在功率大时难于控制、适用范围窄等缺点。为了克服这些缺点,肖克莱提出了用一种“整流结”来代替金属半导体接点的大胆设想。半导体研究小组又提出了这种半导体器件的工作原理。 1950年,第一只“PN结型晶体管”问世了,它的性能与肖克莱原来设想的完全一致。今天的晶体管,大部分仍是这种PN结型晶体管。(所谓PN结就是P型和N型的结合处。P型多空穴。N型多电子。) 1956年,肖克利、巴丁、布拉顿三人,因发明晶体管同时荣获诺贝尔物理学奖。
『陆』 晶体管在什么时候诞生的
19世纪末,人们发现了一种新材料——半导体,但直到第二次世界大战爆发后,半导体器件微波矿石检波器在军事上发挥了重要作用,半导体这才引起了人们的关注。许多科学家纷纷投入到半导体的深入研究中。经过紧张的研究工作,三位美国物理学家肖克利、巴丁、布拉顿捷足先登,合作发明了晶体管——一种三个支点的半导体固体元件。它的发明开创了固体电子技术时代。他们三人也因而共同获得了1956年的诺贝尔物理学奖。
最初,他们采用肖克利提出的场效应概念来研究晶体管。他们仿照真空三极管的原理,试图用外电场控制半导体内的电子运动。但实验屡屡失败。经过无数个不眠夜的苦苦思索,巴丁又提出了表面态理论。这一理论认为表面现象可以引起信号放大效应。表面态概念的引入,使人们对半导体的结构和性质的认识前进了一大步。布拉顿等人在实验中发现,当把样品和参考电极放在电解液里时,半导体表面内部的电荷层和电势发生了改变,这正是肖克利预言过的场效应。
这个发现使大家十分振奋,他们加快研究步伐。谁知,继续实验时却发生了与以前截然不同的效应。新情况把他们的思路打断了,渐趋明朗的形势又变得扑朔迷离。
然而,肖克利小组并没有畏缩、泄气,他们团结一致,紧紧循着茫茫迷雾中的一丝光亮。经过多次分析、计算和实验,1947年12月23日,他们终于得到了盼望已久的“宝贝”。这一天,巴丁和布拉顿把两根触丝放在锗半导体晶片表面上,当两根触丝十分靠近时,放大作用发生了。世界上第一只固体放大器——晶体管也随之而诞生。
『柒』 晶体管是谁发明的
巴丁发明了晶体管,才使这些电子产品的出现有了可能。
古诗介绍:
巴丁(1908— )生于美国,少年时代就很用功,16岁考上大学,特别喜欢物理。早年他和另外两名科学家肖克莱和布拉坦一起,共同研究半导体锗和硅的物理性质。在一次实验中,他在锗晶体上放置了一枚固定针和一枚探针,利用加上负电压的探针来检查固定针附近的电位分布。当巴丁将探针向固定针靠近到0.05毫米处时,突然发现,改变流过探针的电流能极大地影响流过固定针的电流。这一意外的发现,使他们意识到这个装置可以起放大作用。于是三人通力合作,经过反复研制,终于在1947年发明了一种新的半导体器件,这就是晶体管。这一成果立刻轰动了电子学界,巴丁等被称为电子技术革命的杰出代表。由于这一贡献, 巴丁和肖克莱、布拉克一起获得了1956年度诺贝尔物理学奖。
在获奖的那一年,巴丁又开始向另一个科学高峰——超导理论攀登。超导现象是指一些导体的电阻在温度下降接近绝对零度时会突然消失,成为没有电阻的超导体。当时,超导现象是科学上的难题,巴丁与中年教师库柏、研究生施里弗共同攻关。经过多年探索,终于建立了超导理论。为了纪念他们三人的杰出贡献,后来称超导理论为BCS理论(由三人姓名的第一个字母组成),他们三人又共同获得1972年度诺贝尔物理学奖。三人合作搞科研还被科学界称为老中青三代各献所长共同合作的典范。巴丁在同一领域(固体物理)前后两次获得诺贝尔奖,这在历史上还是第一次。
『捌』 晶体管的发明者及其故事
收录机、电视机,还有电脑,这些现代人不可缺少的电子产品,都和美国人巴丁的名字连在一起,因为巴丁发明了晶体管,才使这些电子产品的出现有了可能。
巴丁(1908— )生于美国,少年时代就很用功,16岁考上大学,特别喜欢物理。早年他和另外两名科学家肖克莱和布拉坦一起,共同研究半导体锗和硅的物理性质。在一次实验中,他在锗晶体上放置了一枚固定针和一枚探针,利用加上负电压的探针来检查固定针附近的电位分布。当巴丁将探针向固定针靠近到0.05毫米处时,突然发现,改变流过探针的电流能极大地影响流过固定针的电流。这一意外的发现,使他们意识到这个装置可以起放大作用。于是三人通力合作,经过反复研制,终于在1947年发明了一种新的半导体器件,这就是晶体管。这一成果立刻轰动了电子学界,巴丁等被称为电子技术革命的杰出代表。由于这一贡献, 巴丁和肖克莱、布拉克一起获得了1956年度诺贝尔物理学奖。
在获奖的那一年,巴丁又开始向另一个科学高峰——超导理论攀登。超导现象是指一些导体的电阻在温度下降接近绝对零度时会突然消失,成为没有电阻的超导体。当时,超导现象是科学上的难题,巴丁与中年教师库柏、研究生施里弗共同攻关。经过多年探索,终于建立了超导理论。为了纪念他们三人的杰出贡献,后来称超导理论为BCS理论(由三人姓名的第一个字母组成),他们三人又共同获得1972年度诺贝尔物理学奖。三人合作搞科研还被科学界称为老中青三代各献所长共同合作的典范。巴丁在同一领域(固体物理)前后两次获得诺贝尔奖,这在历史上还是第一次。
晶体管发明者——巴丁
1947年12月23日,37岁的美国物理学家肖克莱和他的合作者在著名的贝尔实验室向人们展示了第一个半导体电子增幅器,即最初的晶体管.晶体管的发明成为人类微电子革命的先声.
如果时光倒流几十年,晶体管还没有被发明,那么今天的人们大概还在使用电子管收音机.这种收音机普遍使用五六个电子管,输出功率只有1瓦左右,而耗电却要四五十瓦,功能也很有限.打开电源开关,要等1分多钟才会慢慢地响起来.而现在,袖珍半导体收音机早就成了青少年的随身物了.我们在使用现代科技产品时,真应该对这些产品的发明者心存谢意.
你知道晶体管是谁发明的吗?它是美国物理学家肖克莱和他的同事巴丁及布拉顿一同发明的.这项影响深远的发明,让他们共同获得了1956年度诺贝尔物理学奖.
1947年圣诞节前夕,37岁的物理学家肖克莱写了一张言辞有些羞怯的便柬,邀请美国新泽西州中部贝尔电话实验室的几位同僚到他的实验室,观察他和他的合作者巴丁及布拉顿最近取得的“一些成果”.这三位发明家演示了电流通过一个名为“晶体管”的小原器件.尽管用现代标准衡量,这个原器件原始且笨拙,但它在当时却是一个举世震惊的突破.因为真空管——最初的电子增幅器,虽然加快了无线电、电话、电视机等的发展,但是这种真空管体积大、耗能多,拖了发展复杂电子机器的后腿.电子机械师们早就期待着一种可靠、小型而又便宜的替代装置了.
晶体管的发明,终于使由玻璃封装的、易碎的真空管有了替代物.同真空管相同的是,晶体管能放大微弱的电子信号;不同的是,它廉价、耐久、耗能小,并且几乎能够被制成无限小.1999年9月,法国原子能委员会的科学有研制出当今世界上最小的晶体管,这种晶体管直径仅20纳米(1纳米为1米的10亿分之一),科学家须用电子显微镜把它放大50万倍,方能取得它1厘米大的照片.把20纳米的晶体管放进一片普通集成电路,形同一根头发放在足球场的中央.——同工作中能产生巨大热量的真空管相反,晶体管能在冷却状态下工作.因为它采用了半导体——一种处于绝缘体(如玻璃)与良导体(如铁和金)之间的固态导体.肖克莱等人的成功,取决于他们确定了合适的使用材料(开始是金属元素锗,然后是硅),用这种材料,只需很少量,晶体管就能像真空管一样,对电子产生相同的作用.在带有正、负电荷的接头或障碍物两侧就可得“晶体管效应”;障碍物的作用因来自第三方的微小电流的使用而明显地减弱.这个结果就像拧开了开关、使巨大电流通过障碍物,把第三方的信号放大到4万倍.
晶体管诞生后,首先在电话设备和助听器中使用.逐渐地,它在任何有插座或电池的东西中都能发挥作用了.将微型晶体管蚀刻在硅片上制成的集成电路,在20世纪50年代发展起来后,以芯片为主的电脑很快就进入了人们的办公室和家庭.
『玖』 晶体管的发明人是谁
1947年,这种梦想中的元器件终于被发明出来了——晶体管。发明人是美国贝专尔实验室的研究员威廉属·肖克利等。晶体管是一种很简单的半导体器件,由一块很小的固体材料和三个细细的电极线构成,它与电子管一样,能将电子信号放大,不过所需的电流以及产生的热量和自身的体积都远小于电子管。这项发明使计算机的体积与造价都减少了上万倍,将计算机从锁在装有空调器的实验室内的神秘、昂贵、易出错的机器改变为一种价格低廉、性能更可靠、使用日益广泛的工具。威廉·肖克利的这项发明通常被认为是开拓固体电子学时代的关键器件。为此,他和研究伙伴巴丁、布拉顿共同荣获了1956年度诺贝尔物理奖。