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晶体管的发明

来源:网络资源 2009-09-02 20:06:43

  晶体管的发明

  晶体管的发明是20世纪物理学发展史上的重要事件。半个世纪以来,以晶体管的发明为契机,开创了微电子时代的到来并导致信息革命的出现,极大地改变了人们的生产、生活方式,给社会生产力带来了巨大而深刻的变化。

  早在本世纪初,人们掌握了电子在真空中的运动规律,发明了真空三极管(电子管),开创了电子技术的新领域。但是真空三极管的使用效率非常低,加上灯丝过热,使用时间短,特别是处理高频信号的效果不理想,科学家们一直在寻找新的材料来代替真空管的缺陷。位于美国新泽西州的美国电报电话公司贝尔实验室的科学家们在寻找更好的检波材料时,发现掺有某种极微量杂质的锗晶体材料整流性能比电子管要好。这期间,又有一些科学家在有关锗和硅的理论研究方面取得了进展,从而为晶体管发明奠定了基础。1945年秋天,美国贝壳尔实验室成立了半导体研究小组,这一小组由1936年进入贝尔实验室的肖克莱负责,成员有布拉顿、巴丁以及其他科学家。1946年半导体组作出决定,把注意力集中到两种最简单的半导体材料锗和硅上,经过反复实验巴丁和布拉顿制成了固体器件。他们利用两个靠得很近,间距为0.05毫米的触须接点来代替金箔接点,制成了“点接触型晶体管”。这一实验发现晶体管具有放大电流的作用。1947年月日2月6日,世界上最早的实用半导体晶体管问世了。它在首次实验时,能把音频信号放大100倍,其外形比火柴棍要短粗一些。

  晶体管发明以后,它的发明者为了谨慎起见,并未急于宣布。一方面是一项发明诞生之后需要同行的反复验证,先应向有关科学家通报;另一方面有个申请专利和技术保密问题。由于这些原因,直到1948年6月17日才正式获得了美国的专利,并于6月22日在贝尔实验室的大礼堂向该室工作的科技人员宣布。6月25日,巴丁和布拉顿起草了致《物理评论》编辑的两封信:《晶体管,一种半导体的三极管》和《在锗点接触中正向电流的性质》,肖克莱和G·L·皮尔森也发表了论文。这几封信刊登在同年7月15日出版的《物理评论》杂志的第74期上,使全世界了解到晶体管的发明。

  晶体管的问世,被称为20世纪最重大的发明之一。它是微电子革命的先声,对电子计算机的进一步发展具有决定性意义。由于这项发明,巴丁、布拉顿、肖克莱同获1956年的诺贝尔物理学奖。

  现在常见的晶体管有两种,即双极型晶体管和场效应晶体管,它们都是电子计算机的关键器件。前者是计算机中央处理器的基本单元,后者是计算机存储器的基本单元。

 

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