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更新時(shí)間:2024-06-27 09:04:52
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947年12月,美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室的肖克利、巴丁和布拉頓組成的研究小組,研制出一種點(diǎn)接觸型的鍺晶體管。晶體管的問(wèn)世,是20世紀(jì)的一項(xiàng)重大發(fā)明,是微電子革命的先聲。晶體管出現(xiàn)后,人們就能用一個(gè)小巧的、消耗功率低的電子器件,來(lái)代替體積大、功率消耗大的電子管了。晶體管的發(fā)明又為后來(lái)集成電路的誕生吹響了號(hào)角。
20世紀(jì)初的10年,通信系統(tǒng)已開(kāi)始應(yīng)用半導(dǎo)體材料。20世紀(jì)上半葉,在無(wú)線(xiàn)電愛(ài)好者中廣泛流行的礦石收音機(jī),就采用礦石這種半導(dǎo)體材料進(jìn)行檢波。半導(dǎo)體的電學(xué)特性也在電話(huà)系統(tǒng)中得到了應(yīng)用。
晶體管的發(fā)明,早可以追溯到1929年,當(dāng)時(shí)工程師利蓮費(fèi)爾德就已經(jīng)取得一種晶體管的。但是,限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平,制造這種器件的材料達(dá)不到足夠的純度,而使這種晶體管無(wú)法制造出來(lái)。
由于電子管處理高頻信號(hào)的效果不理想,人們就設(shè)法改進(jìn)礦石收音機(jī)中所用的礦石觸須式檢波器。在這種檢波器里,有一根與礦石(半導(dǎo)體)表面相接觸的金屬絲(像頭發(fā)一樣細(xì)且能形成檢波接點(diǎn)),它既能讓信號(hào)電流沿一個(gè)方向流動(dòng),又能阻止信號(hào)電流朝相反方向流動(dòng)。在第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)前夕,貝爾實(shí)驗(yàn)室在尋找比早期使用的方鉛礦晶體性能更好的檢波材料時(shí),發(fā)現(xiàn)摻有某種極微量雜質(zhì)的鍺晶體的性能不僅優(yōu)于礦石晶體,而且在某些方面比電子管整流器還要好。
在第二次世界大戰(zhàn)期間,不少實(shí)驗(yàn)室在有關(guān)硅和鍺材料的制造和理論研究方面,也取得了不少成績(jī),這就為晶體管的發(fā)明奠定了基礎(chǔ)。
為了克服電子管的局限性,第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后,貝爾實(shí)驗(yàn)室加緊了對(duì)固體電子器件的基礎(chǔ)研究。肖克萊等人決定集中研究硅、鍺等半導(dǎo)體材料,探討用半導(dǎo)體材料制作放大器件的可能性。
1945年秋天,貝爾實(shí)驗(yàn)室成立了以肖克萊為首的半導(dǎo)體研究小組,成員有布拉頓、巴丁等人。布拉頓早在1929年就開(kāi)始在這個(gè)實(shí)驗(yàn)室工作,長(zhǎng)期從事半導(dǎo)體的研究,積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。他們經(jīng)過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)和觀察,逐步認(rèn)識(shí)到半導(dǎo)體中電流放大效應(yīng)產(chǎn)生的原因。布拉頓發(fā)現(xiàn),在鍺片的底面接上電極,在另一面插上細(xì)針并通上電流,然后讓另一根細(xì)針盡量靠近它,并通上微弱的電流,這樣就會(huì)使原來(lái)的電流產(chǎn)生很大的變化。微弱電流少量的變化,會(huì)對(duì)另外的電流產(chǎn)生很大的影響,這就是“放大”作用。
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