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晶體管發明

發布時間:2020-12-10 18:17:28

㈠ 晶體管的發明人是誰

1947年,這種抄夢想中的元器件終於被襲發明出來了——晶體管。發明人是美國貝爾實驗室的研究員威廉·肖克利等。晶體管是一種很簡單的半導體器件,由一塊很小的固體材料和三個細細的電極線構成,它與電子管一樣,能將電子信號放大,不過所需的電流以及產生的熱量和自身的體積都遠小於電子管。這項發明使計算機的體積與造價都減少了上萬倍,將計算機從鎖在裝有空調器的實驗室內的神秘、昂貴、易出錯的機器改變為一種價格低廉、性能更可靠、使用日益廣泛的工具。威廉·肖克利的這項發明通常被認為是開拓固體電子學時代的關鍵器件。為此,他和研究夥伴巴丁、布拉頓共同榮獲了1956年度諾貝爾物理獎。

㈡ 晶體管是什麼時候發明的,誰發明的

1947年12月,美國貝爾實驗室的肖克利、巴丁和布拉頓組成的研究小組,研製出一種點接觸型的鍺晶體管。晶體管的問世,是20世紀的一項重大發明,是微電子革命的先聲。晶體管出現後,人們就能用一個小巧的、消耗功率低的電子器件,來代替體積大、功率消耗大的電子管了。晶體管的發明又為後來集成電路的降生吹響了號角。 電力晶體管
20世紀最初的10年,通信系統已開始應用半導體材料。20世紀上半葉,在無線電愛好者中廣泛流行的礦石收音機,就採用礦石這種半導體材料進行檢波。半導體的電學特性也在電話系統中得到了應用。 晶體管的發明,最早可以追溯到1929年,當時工程師利蓮費爾德就已經取得一種晶體管的專利。但是,限於當時的技術水平,製造這種器件的材料達不到足夠的純度,而使這種晶體管無法製造出來。 由於電子管處理高頻信號的效果不理想,人們就設法改進礦石收音機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(半導體)表面相接觸的金屬絲(像頭發一樣細且能形成檢波接點),它既能讓信號電流沿一個方向流動,又能阻止信號電流朝相反方向流動。在第二次世界大戰爆發前夕,貝爾實驗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,發現摻有某種極微量雜質的鍺晶體的性能不僅優於礦石晶體,而且在某些方面比電子管整流器還要好。 在第二次世界大戰期間,不少實驗室在有關硅和鍺材料的製造和理論研究方面,也取得了不少成績,這就為晶體管的發明奠定了基礎。 為了克服電子管的局限性,第二次世界大戰結束後,貝爾實驗室加緊了對固體電子器件的基礎研究。肖克萊等人決定集中研究硅、鍺等半導體材料,探討用半導體材料製作放大器件的可能性。 1945年秋天,貝爾實驗室成立了以肖克萊為首的半導體研究小組,成員有布拉頓、巴丁等人。布拉頓早在1929年就開始在這個實驗室工作,長期從事半導體的研究,積累了豐富的經驗。他們經過一系列的實驗和觀察,逐步認識到半導體中電流放大效應產生的原因。布拉頓發現,在鍺片的底面接上電極,在另一面插上細針並通上電流,然後讓另一根細針盡量靠近它,並通上微弱的電流,這樣就會使原來的電流產生很大的變化。微弱電流少量的變化,會對另外的電流產生很大的影響,這就是「放大」作用。 布拉頓等人,還想出有效的辦法,來實現這種放大效應。他們在發射極和基極之間輸入一個弱信號,在集電極和基極之間的輸出端,就放大為一個強信號了。在現代電子產品中,上述晶體三極體的放大效應得到廣泛的應用。 巴丁和布拉頓最初製成的固體器件的放大倍數為50左右。不久之後,他們利用兩個靠得很近(相距0.05毫米)的觸須接點,來代替金箔接點,製造了「點接觸型晶體管」。1947年12月,這個世界上最早的實用半導體器件終於問世了,在首次試驗時,它能把音頻信號放大100倍,它的外形比火柴棍短,但要粗一些。 在為這種器件命名時,布拉頓想到它的電阻變換特性,即它是靠一種從「低電阻輸入」到「高電阻輸出」的轉移電流來工作的,於是取名為trans-resister(轉換電阻),後來縮寫為transister,中文譯名就是晶體管。 由於點接觸型晶體管製造工藝復雜,致使許多產品出現故障,它還存在雜訊大、在功率大時難於控制、適用范圍窄等缺點。為了克服這些缺點,肖克萊提出了用一種「整流結」來代替金屬半導體接點的大膽設想。半導體研究小組又提出了這種半導體器件的工作原理。 1950年,第一隻「PN結型晶體管」問世了,它的性能與肖克萊原來設想的完全一致。今天的晶體管,大部分仍是這種PN結型晶體管。(所謂PN結就是P型和N型的結合處。P型多空穴。N型多電子。) 1956年,肖克利、巴丁、布拉頓三人,因發明晶體管同時榮獲諾貝爾物理學獎。

㈢ 晶體管是怎樣發明的

晶體管抄的發明,它是第二次世界大戰後最激動人心的科技產物,對20世紀後半葉人類社會的發展和物質文明的進步有極大的推進作用。然而,無獨有偶,就在這個時期,又孕育了另一項重大的科技發明,那就是脈澤和激光。在脈澤和激光的發明中,運用了20世紀量子理論、無線電電子學、微波波譜學和固體物理學的豐碩成果,也凝聚了一大批物理學家的心血。這些物理學家很多是在貝爾實驗室工作的,其中最為突出的一位是美國的物理學家湯斯(C.H.Townes)。

㈣ 晶體管的發明是怎樣的

早在19世紀中葉,半導體的某些特性就受到科學家們的注意。法拉第觀察到硫化銀的電阻具有負的溫度系數,與金屬正好相反。史密斯用光照射在硒的表面,發現硒的電阻變小。1874年,布勞恩第一次在金屬和硫化物的接觸處觀察到整流特性。1876年,亞當斯和戴依發現硒的表面會產生光生電動勢。1879年,霍耳發現霍耳效應。對於金屬,載流子是帶負電的電子,這從金屬中的電流方向、所加磁場的方向以及霍耳電勢差的正負可以作出判斷。可是,也有一些材料顯示出正載流子而且其遷移率遠大於正離子,這正是某些半導體的特性。可是,所有這些特性——電阻的負溫度系數、光電導、整流、光生電動勢以及正電荷載流子,都無法做出合理的解釋。在19世紀物理學家面前,半導體的各種特性都是一些難解之謎。然而,在沒有揭示其導電機理之前,半導體的某些應用卻已經開始了,而且應用得還相當廣泛。1883年,弗立茲製成了第一個實用的硒整流器。無線電報出現後,天然礦石被廣泛用作檢波器。1911年,梅里特製成了硅檢波器,用於無線電檢波。1926年左右,鍺也用於製作半導體整流器件。這時,半導體整流器和光電池都已成為商品。人們迫切要求掌握這些器件的機理。然而,作為微觀機制理論基礎的量子力學,這時才剛剛誕生。

㈤ 晶體管是如何誕生的

1947年12月,美國貝爾實驗室的肖克萊、巴丁和布拉頓組成的研究小組,研內制出一種點接觸型的鍺晶體容管。晶體管的問世,是20世紀的一項重大發明,是微電子革命的先聲。晶體管出現後,人們就能用一個小巧的、消耗功率低的電子器件,來代替體積大、功率消耗大的電子管了。晶體管的發明又為後來集成電路的誕生吹響了號角。

㈥ 晶體管是誰發明的

巴丁發明了晶體管,才使這些電子產品的出現有了可能。

古詩介紹:

巴丁(1908— )生於美國,少年時代就很用功,16歲考上大學,特別喜歡物理。早年他和另外兩名科學家肖克萊和布拉坦一起,共同研究半導體鍺和硅的物理性質。在一次實驗中,他在鍺晶體上放置了一枚固定針和一枚探針,利用加上負電壓的探針來檢查固定針附近的電位分布。當巴丁將探針向固定針靠近到0.05毫米處時,突然發現,改變流過探針的電流能極大地影響流過固定針的電流。這一意外的發現,使他們意識到這個裝置可以起放大作用。於是三人通力合作,經過反復研製,終於在1947年發明了一種新的半導體器件,這就是晶體管。這一成果立刻轟動了電子學界,巴丁等被稱為電子技術革命的傑出代表。由於這一貢獻, 巴丁和肖克萊、布拉克一起獲得了1956年度諾貝爾物理學獎。

在獲獎的那一年,巴丁又開始向另一個科學高峰——超導理論攀登。超導現象是指一些導體的電阻在溫度下降接近絕對零度時會突然消失,成為沒有電阻的超導體。當時,超導現象是科學上的難題,巴丁與中年教師庫柏、研究生施里弗共同攻關。經過多年探索,終於建立了超導理論。為了紀念他們三人的傑出貢獻,後來稱超導理論為BCS理論(由三人姓名的第一個字母組成),他們三人又共同獲得1972年度諾貝爾物理學獎。三人合作搞科研還被科學界稱為老中青三代各獻所長共同合作的典範。巴丁在同一領域(固體物理)前後兩次獲得諾貝爾獎,這在歷史上還是第一次。

㈦ 三極體如何發明

美國物理學家肖克利、巴丁和布拉頓在30一40年代,先後進人貝爾電話研究所工作,都從事著固體物理理論的研究。
肖克利早在1939年就提出「利用半導體而不用真空管的放大器在原則上是可行的」。布拉頓和巴丁在開始研究晶體三極體時,採用了肖克利的場效應概念,但實驗屢遭失敗。兩人在總結經驗教訓的同時,巴丁又提出了表面態理論。根據這一新的原理,在1947年12月23日的實驗中,他們終於取得了意義重大的成功。巴丁和布拉頓把兩根細金屬絲置放在鍺半導體晶片的表面,其中一根接通電流,使另一根盡量靠近它,並加上微電流,這時,通過錯片的電流突然增大起來。這就是一種信號放大現象。
這項發現震動了整個電子學界。貝爾研究所利用這種放大現象製造出晶體管。因為這種晶體管的結構,只是金屬絲與半導體晶片的某一「點」接觸,故稱之為「點接觸晶體管」。然而,當時這種晶體管存在著不穩定、雜訊大、頻率低、放大率小、製作困難等缺點,某些性能還比不上電子管。故而人們估計,它只能使用在助聽器之類的小東西上,很少有人能預見到它以後的巨大發展。
在「點接觸晶體管」誕生之後,肖克利又一次顯示了非凡的才能。他認識到過去進展不大的主要原因是一味地模模擬空三極體。肖克利對半導體的性能進行了更深刻地探討,提出了「空穴」這一嶄新的概念,並提出另一個新設想:在半導體的兩個P區中間夾一個N區的結構就可以實現晶體管放大作用。肖克利給這種晶體管取名為「結型晶體管」。由於當時技術條件較差,他克服了重重困難,整整花費了一年的時間,1950年第一個「結型晶體管」試製成功。這種晶體管是利用晶體中的電子和空穴的作用原理製成,它是現代晶體管的雛型。
「結型晶體管」的出現具有重大意義,它證明半導體的放大作用不是由表面現象引起,而是在半導體內部發生的放大過程中形成的。它克服了「點接觸晶體管」的不穩定性,而且雜訊低、功率大。
肖克利雖然沒有直接參與「點接觸晶體管」的發明(專利權屬於巴丁和布拉頓),但他是半導體組的領導人,而且對導致晶體管發明的理論做出了重大貢獻。1956年,肖克利和巴丁、布拉頓一起領受了科學的最高獎諾貝爾物理獎。
此後,許多科研人員又對晶體管的改進和半導體的研究做了大量工作,繼而開發出許多品種的新型晶體管,如合金晶體管(1951年)、漂移晶體管(1955年)、檯面晶體管(1956年),平面晶體管(1959年)、外延晶體管(1960年)、金屬氧化物半導體晶體管(1962年)、功率晶體管(1962年)等。

㈧ 晶體管的發明者及其故事

收錄機、電視機,還有電腦,這些現代人不可缺少的電子產品,都和美國人巴丁的名字連在一起,因為巴丁發明了晶體管,才使這些電子產品的出現有了可能。

巴丁(1908— )生於美國,少年時代就很用功,16歲考上大學,特別喜歡物理。早年他和另外兩名科學家肖克萊和布拉坦一起,共同研究半導體鍺和硅的物理性質。在一次實驗中,他在鍺晶體上放置了一枚固定針和一枚探針,利用加上負電壓的探針來檢查固定針附近的電位分布。當巴丁將探針向固定針靠近到0.05毫米處時,突然發現,改變流過探針的電流能極大地影響流過固定針的電流。這一意外的發現,使他們意識到這個裝置可以起放大作用。於是三人通力合作,經過反復研製,終於在1947年發明了一種新的半導體器件,這就是晶體管。這一成果立刻轟動了電子學界,巴丁等被稱為電子技術革命的傑出代表。由於這一貢獻, 巴丁和肖克萊、布拉克一起獲得了1956年度諾貝爾物理學獎。

在獲獎的那一年,巴丁又開始向另一個科學高峰——超導理論攀登。超導現象是指一些導體的電阻在溫度下降接近絕對零度時會突然消失,成為沒有電阻的超導體。當時,超導現象是科學上的難題,巴丁與中年教師庫柏、研究生施里弗共同攻關。經過多年探索,終於建立了超導理論。為了紀念他們三人的傑出貢獻,後來稱超導理論為BCS理論(由三人姓名的第一個字母組成),他們三人又共同獲得1972年度諾貝爾物理學獎。三人合作搞科研還被科學界稱為老中青三代各獻所長共同合作的典範。巴丁在同一領域(固體物理)前後兩次獲得諾貝爾獎,這在歷史上還是第一次。

晶體管發明者——巴丁
1947年12月23日,37歲的美國物理學家肖克萊和他的合作者在著名的貝爾實驗室向人們展示了第一個半導體電子增幅器,即最初的晶體管.晶體管的發明成為人類微電子革命的先聲.
如果時光倒流幾十年,晶體管還沒有被發明,那麼今天的人們大概還在使用電子管收音機.這種收音機普遍使用五六個電子管,輸出功率只有1瓦左右,而耗電卻要四五十瓦,功能也很有限.打開電源開關,要等1分多鍾才會慢慢地響起來.而現在,袖珍半導體收音機早就成了青少年的隨身物了.我們在使用現代科技產品時,真應該對這些產品的發明者心存謝意.

你知道晶體管是誰發明的嗎?它是美國物理學家肖克萊和他的同事巴丁及布拉頓一同發明的.這項影響深遠的發明,讓他們共同獲得了1956年度諾貝爾物理學獎.

1947年聖誕節前夕,37歲的物理學家肖克萊寫了一張言辭有些羞怯的便柬,邀請美國新澤西州中部貝爾電話實驗室的幾位同僚到他的實驗室,觀察他和他的合作者巴丁及布拉頓最近取得的「一些成果」.這三位發明家演示了電流通過一個名為「晶體管」的小原器件.盡管用現代標准衡量,這個原器件原始且笨拙,但它在當時卻是一個舉世震驚的突破.因為真空管——最初的電子增幅器,雖然加快了無線電、電話、電視機等的發展,但是這種真空管體積大、耗能多,拖了發展復雜電子機器的後腿.電子機械師們早就期待著一種可靠、小型而又便宜的替代裝置了.

晶體管的發明,終於使由玻璃封裝的、易碎的真空管有了替代物.同真空管相同的是,晶體管能放大微弱的電子信號;不同的是,它廉價、耐久、耗能小,並且幾乎能夠被製成無限小.1999年9月,法國原子能委員會的科學有研製出當今世界上最小的晶體管,這種晶體管直徑僅20納米(1納米為1米的10億分之一),科學家須用電子顯微鏡把它放大50萬倍,方能取得它1厘米大的照片.把20納米的晶體管放進一片普通集成電路,形同一根頭發放在足球場的中央.——同工作中能產生巨大熱量的真空管相反,晶體管能在冷卻狀態下工作.因為它採用了半導體——一種處於絕緣體(如玻璃)與良導體(如鐵和金)之間的固態導體.肖克萊等人的成功,取決於他們確定了合適的使用材料(開始是金屬元素鍺,然後是硅),用這種材料,只需很少量,晶體管就能像真空管一樣,對電子產生相同的作用.在帶有正、負電荷的接頭或障礙物兩側就可得「晶體管效應」;障礙物的作用因來自第三方的微小電流的使用而明顯地減弱.這個結果就像擰開了開關、使巨大電流通過障礙物,把第三方的信號放大到4萬倍.

晶體管誕生後,首先在電話設備和助聽器中使用.逐漸地,它在任何有插座或電池的東西中都能發揮作用了.將微型晶體管蝕刻在矽片上製成的集成電路,在20世紀50年代發展起來後,以晶元為主的電腦很快就進入了人們的辦公室和家庭.

㈨ 晶體管的發明歷程是怎樣的

晶體管的發明,最早可以追溯到1929年,當時工程師利蓮費爾德就已經取得一種晶體管的專利。但是,限於當時的技術水平,製造這種器件的材料達不到足夠的純度,而使這種晶體管無法製造出來。

由於電子管處理高頻信號的效果不理想,人們就設法改進礦石收音機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(半導體)表面相接觸的金屬絲(像頭發一樣細且能形成檢波接點),它既能讓信號電流沿一個方向流動,又能阻止信號電流朝相反方向流動。在第二次世界大戰爆發前夕,貝爾實驗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,發現摻有某種極微量雜質的鍺晶體的性能不僅優於礦石晶體,而且在某些方面比電子管整流器還要好。

在第二次世界大戰期間,不少實驗室在有關硅和鍺材料的製造和理論研究方面,也取得了不少成績,這就為晶體管的發明奠定了基礎。

為了克服電子管的局限性,第二次世界大戰結束後,貝爾實驗室加緊了對固體電子器件的基礎研究。肖克萊等人決定集中研究硅、鍺等半導體材料,探討用半導體材料製作放大器件的可能性。

布拉頓等人還想出有效的辦法,來實現這種放大效應。他們在發射極和基極之間輸入一個弱信號,在集電極和基極之間的輸出端,就放大為一個強信號了。在現代電子產品中,上述晶體三極體的放大效應得到廣泛的應用。

巴丁和布拉頓最初製成的固體器件的放大倍數為50左右。不久之後,他們利用兩個靠得很近(相距0.05毫米)的觸須接點,來代替金箔接點,製造了「點接觸型晶體管」。1947年12月,這個世界上最早的實用半導體器件終於問世了,在首次試驗時,它能把音頻信號放大100倍,它的外形比火柴棍短,但要粗一些。

在為這種器件命名時,布拉頓想到它的電阻變換特性,即它是靠一種從「低電阻輸入」到「高電阻輸出」的轉移電流來工作的,於是取名為trans-resister(轉換電阻),後來縮寫為transister,中文譯名就是晶體管。

由於點接觸型晶體管製造工藝復雜,致使許多產品出現故障,它還存在雜訊大、在功率大時難於控制、適用范圍窄等缺點。為了克服這些缺點,肖克萊提出了用一種「整流結」來代替金屬半導體接點的大膽設想。半導體研究小組又提出了這種半導體器件的工作原理。

1950年,第一隻「面結型晶體管」問世了,它的性能與肖克萊原來設想的完全一致。今天的晶體管,大部分仍是這種面結型晶體管。

1956年,肖克萊、巴丁、布拉頓三人因發明晶體管同時榮獲諾貝爾物理學獎。

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