1. 晶體管首次出現在人們的視野中是什麼時候主要經歷了哪些發明歷史過程呢
晶體管首次出現在人們的視野中是1929年,下面就讓我們一起來了解一下晶體管的發展歷程。
就這樣當時的人們喪失了一個很好的研究晶體管的機會,直到後面人們設法用礦石去讓信號電流沿一個方向流動,才尋找出了更好的礦石晶體材料,他們直到第二次世界大戰期間實驗室中的硅材料理論研究才到達了一定的高度,到達這個高度之後才對晶體管的發明奠定了一定的基礎。
以上這個故事僅代表我個人的觀點如果有任何錯誤,敬請諒解。
2. 晶體管是什麼時候誕生的啊
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「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
3. 晶體管的晶體管的發展
1)真空三極體
1939年2月,Bell實驗室有一個偉大的發現,硅p_n結的誕生。1942年,普渡大學Lark_Horovitz領導的課題組中一個名叫Seymour Benzer的學生,發現鍺單晶具有其它半導體所不具有的優異的整流性能。這兩個發現滿足了美國政府的要求,也為隨後晶體管的發明打下了伏筆 。
2)點接觸晶體管
1945年二戰結束,Shockley等發明的點接觸晶體管成為人類微電子革命的先聲。為此,Shockley為Bell遞交了第一個晶體管的專利申請。最終還是獲得了第一個晶體管專利的授權 。
3)雙極型與單極型晶體管
Shockley在雙極型晶體管的基礎上,於1952年進一步提出了單極結型晶體管的概念,即今天所說的結型晶體管。其結構與pnp或npn雙極型晶體管類似,但在p_n材料的界面存在一個耗盡層,以使柵極與源漏導電溝道之間形成一個整流接觸。同時兩端的半導體作為柵極。通過柵極調節源漏之間電流的大小 。
4)硅晶體管
仙童半導體由一個幾人的公司成長為一個擁有12000個職工的大企業 。
5)集成電路
在1954年硅晶體管發明之後,晶體管的巨大應用前景已經越來越明顯。科學家的下一個目標便是如何進一步把晶體管、導線及其它器件高效地連接起來 。
6)場效應晶體管與MOS管
1961年,MOS管的誕生。1962年,在RCA器件集成研究組工作的Stanley, Heiman和Hofstein等發現,可以通過擴散與熱氧化在Si基板上形成的導電帶、高阻溝道區以及氧化層絕緣層來構築晶體管,即MOS管 。
7)微處理器(CPU)
英特爾公司在創立之初,目光仍然集中在內存條上。Hoff把中央處理器的全部功能集成在一塊晶元上,再加上存儲器;這就是世界上的第一片微處理器—4004(1971年)。4004的誕生標志著一個時代的開始,隨後英特爾在微處理器的研究中一發不可收拾,獨領風騷 。
1989年,英特爾推出了80486處理器。1993年,英特爾研製成功新一代處理器,本來按照慣常的命名規律是80586。1995年英特爾推出Pentium_Pro。1997年英特爾發布了PentiumII處理器。1999年英特爾發布了Pentium III處理器。2000年發布了Pentium 4處理器 。
4. 晶體管的歷史
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誕生吹響了號角。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-resistor(轉換電阻),後來縮寫為transistor,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。
5. 晶體管誰發明的
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.
6. 請問世界上第一個晶體管是在那年那月發明的
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,研製出一種點內接觸型的鍺晶體管。容晶體管的問世,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。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。
(6)晶體管專利申請時間擴展閱讀
晶體管具有諸多優越性:
1、構件沒有消耗
無論多麼優良的電子管,都將因陰極原子的變化和慢性漏氣而逐漸劣化。由於技術上的原因,晶體管製作之初也存在同樣的問題。隨著材料製作上的進步以及多方面的改善,晶體管的壽命一般比電子管長100到1000倍,稱得起永久性器件的美名。
2、消耗電能極少
僅為電子管的十分之一或幾十分之一。它不像電子管那樣需要加熱燈絲以產生自由電子。一台晶體管收音機只要幾節干電池就可以半年一年地聽下去,這對電子管收音機來說,是難以做到的。
7. 晶體管的誕生為什麼體現了科學理論指導實踐的思想
晶體管是現代歷史中最偉大的發明之一,晶體管發明以後,電子學取得了突飛猛進的進步。尤其是PN結型晶體管的出現,開辟了電子器件的新紀元,引起了一場電子技術的革命。
20世紀初,隨著物理學研究的發展,人們發現了半導體這種特殊的物理材料。科學家們預 言這種材料可以幫助人們製造出一種新的電子元器件,這種元器件比電子管體積更小、更結實、更省電。1929年,美國電子工程師朱利斯•李林費爾德獲得了一項半導體專利◦他提出利用 硫化銅作為半導體材料,對其加以一個很強的電場,可以實現場效放大的功能。
李林費爾德的 這項專利技術被視為現代晶體管的最基本的原理。可惜由於當時實驗室技術的限制,李林費爾 德沒有能夠製造出現實的產品,他與後來表彰晶體管發明的諾貝爾物理學獎失之交臂。20世紀 40年代,美國貝爾實驗室的一些科研人員們想到了李林費爾德的理論,他們開始嘗試研製晶 體管。
在20世紀初電子管發明後,曾掀起了無線電工程和電子工程相結合發展的浪潮。僅在第 一次世界大戰期間,美國西電公司就為美國軍方生產了超過500萬只電子管。在電子管普遍應 用的同時,人們也發現了電子管存在著諸多缺點。
比如,電子管需要預熱,不能一開啟就立即工 作,就像電子管收音機打開後需要過一會兒才能收聽到節目;電子管體積相對較大,這使得電子 設備要容納既定數量的電子管,不得不做得很大;此外,電子管還容易老化,這主要和電子管在 燈絲加熱時不斷釋放電子及真空慢性泄漏有關。
李林費爾德的理論給了人們新思路,人們可以 利用半導體製造出更穩定、更節能、更耐用的電流放大、控制元器件,來取代電子管。 1945年,美國貝爾實驗室的電子工程師們在威廉•肖克萊的領導下從事利用半導體研製 晶體三極體的工作。
由於實驗一直沒有取得突破性進展,再加上當時科學界對這種新興的三極 管能否馬上研製成功一直持懷疑態度,威廉•肖克萊退出了研製過程,此項目由他的兩位同事 約翰•巴丁和瓦爾特•布拉頓繼續進行。後來,約翰•巴丁依靠其總結的電流通過半導體的表 面特性理論,在瓦爾特•布拉頓搭建的實驗裝置的幫助下,於1947年12月23日成功研製出世 界上第一隻晶體管。
當時,他們利用的是鍺材料,製造出來的是「點接觸式」晶體管。1950年10 月3日,美國專利局批准了巴丁和布拉頓二人申請的晶體管專利。由於點接觸式晶體管存在放 大倍數有限、雜訊較大等缺點,威廉•肖克萊後來對其進行了改造,他利用硅材料成功地研製出 「面接觸型」晶體管,後來肖克萊的發明也獲得了專利。
1956年,諾貝爾獎評審委員會決定將當年度的諾貝爾物理學獎頒給約翰•巴丁、威廉•肖 克萊、瓦爾特•布拉頓三人,以表彰他們共同發明了晶體管。晶體管的發明,使人們充分地認識 到半導體的巨大威力,電子工業從此步入了硅時代;它也為後來集成電路的發明並引領電子工 業進入微電子時代奠定了基礎。
現在衡量一個國家進入信息技術社會的標準是,一個國家的半 導體產業產值要佔到工農業總產值的千分之五。晶體管誕生後,發展速度是驚人的。20世紀 50年代初《紐約時報》對晶體管的評論是:「這東西除了做助聽器,恐怕沒有什麼別的用途。
」到 了 20世紀50年代末,如果一台收音機不是用晶體管做的,幾乎出現無人購買的窘境。 晶體管發明後,不僅大量用於收音機、電視機等電子技術產品的製造,還導致電子計算機掀 起了一場革命,從此由「電子管」時代邁入「晶體管」時代。
雖然現代計算機已經普遍採用超大 規模集成電路,但晶體管仍是集成電路的重要組成部分;雖然現代電視機已大規模採用液晶 (LCD)技術和等離子(PDP)電視技術取代顯像管(CRT),但其集成電路中仍含有大量晶體管單 體。
利用光伏效應製成的晶體管又稱為光敏晶體管。光伏效應由法國物理家安東尼• E。貝可 勒爾於1839年發現。光敏晶體管不僅有光電轉換作用,而且還能對光信號進行放大,它在光探 測器、光電編碼解碼器、特性識別、過程式控制制、激光接收、光電開關及遙控信號接收機等自動控制 設備中都有應用。
8. 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。
9. 誰發明了晶體管
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。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。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。
10. 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。