再谈晶体管的发展历史

晶体管的发展历史

    电子管在电子学研究中曾是得心应手的工具。电子管器件历时40余年一直在电子技术领域里占据统治地位。但是，不可否认，电子管十分笨重，能耗大、寿命短、噪声大，制造工艺也十分复杂。因此，电子管问世不久，人们就在努力寻找新的电子器件。
    第二次世界大战中，电子管的缺点更加暴露无遗。在雷达工作频段上使用的普通的电子管，效果极不稳定。移动式的军用器械和设备上使用的电子管更加笨拙，易出故障。因此，电子管本身固有的弱点和迫切的战时需要，都促使许多科研单位和广大科学家，集中精力，迅速研制成功能取代电子管的固体元器件。
    早在30年代，人们已经尝试着制造固体电子元件。但是，当时人们多数是直接用模仿制造真空三极管的方法来制造固体三极管。因此这些尝试毫无例外都失败了。
1948年 6月的一天，在美国贝尔实验室的一个房间里，一架样式很普通的收音机正在播放着轻柔的音乐，许多参观者在它面前驻足不前。为什么大家都对这台收音机情有独钟呢？原来这是第一架不用电子管，而代之以一种新的固体元件——晶体管的收音机。虽然人们对这架收音机显露出浓厚的兴趣。然而，他们对晶体管本身却不以为然。美国《纽约先驱论坛报》的记者在报道中写道：“这一器件还在实验室阶段，
    工程师们都认为它在电子工业中的革新是有限的。”事实上，晶体管发明以后，在不长的时间内，它的深远影响便很快地显示出来。它在电子学领域完成了一场真正的革命。
    什么是晶体管呢？通俗地说，晶体管是半导体做的固体电子元件。像金银铜铁等金属，它们导电性能好，叫做导体。木材、玻璃、陶瓷、云母等不易导电，叫做绝缘体。导电性能介乎于导体和绝缘体之间的物质，就叫半导体。晶体管就是用半导体材料制成的。这类材料常见的便是锗和硅两种。
    半导体是19世纪末才发现的一种材料。当时人们并没有发现半导体的价值，也就没有注重半导体的研究。直到二次大战中，由于雷达技术的发展，半导体器件——微波矿石检波器的应用日趋成熟，在军事上发挥了重要作用，这才引起了人们对半导体的兴趣。许多科学家都投入到半导体的深入研究中。经过紧张的研究工作，美国物理学家肖克利、巴丁和布拉顿三人捷足先登，合作发明了晶体管——一种三个支点的半导体固体元件。晶体管被人们称为“三条腿的魔术师”。它的发明是电子技术史中具有划时代意义的伟大事件，它开创了一个崭新的时代——固体电子技术时代。他们三人也因研究半导体及发现晶体管效应而共同获得1956年高科学奖——诺贝尔物理奖。

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本文刊于：2010-10-1 21:13:05

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