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75 年前,發明了一種設備,徹底改變了我們的現代世界

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七十五年前,即 16 年 1947 月 日星期二早上,貝爾電話實驗室的兩名物理學家向半英寸鍺板上的金電極施加電流,並能夠接收到放大的電信號。 這聽起來很技術性——確實如此。 結果是第一個晶體管徹底改變了我們的現代世界。

75 年前,一種設備誕生,徹底改變了我們的現代世界

與大多數技術一樣,晶體管的歷史涉及許多參與者,但最重要的三位是約翰巴丁、威廉肖克利和沃爾特布拉頓。 第二次世界大戰期間,AT&T 的貝爾實驗室開始研究固態物理學,以此作為創造更可靠通信的一種方式。 William Shockley 被選中領導這項工作,到 1945 年 月,他提出了利用外部電場影響窄半導體層中電子和空穴行為的想法。 他開始為這些“場”晶體管試驗不同的選擇和材料,但無法製造出工作裝置。

幾個月後,他帶領一組研究人員在貝爾實驗室的固態物理實驗室從事半導體材料研究。

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約翰·巴丁、威廉·肖克利和沃爾特·布拉頓

其中一位研究人員是理論物理學家約翰巴丁,他和其他人,包括實驗物理學家沃爾特布拉滕,開始研究不同的材料,尋找更大的影響。 他們在 1946 年和 1947 年取得了長足進步,到 47 年 月,Bardeen 和 Brattain 開始在鍺片上使用金電觸點。

這在理論上是正確的,但直到 Bratten 弄清楚如何使用聚苯乙烯楔子在兩個觸點之間創建一個小間隙(約 2 毫米)後,它才正常工作。 16 月 30 日,他將它連接到電池上,當 Bardin 看著它時,他立即看到電量增加了 450%。 通過稍微調整一下,他發現他可以將功率增益提高到 %,證明他們的設備(現在稱為點接觸晶體管)可以正常工作。

他們向貝爾實驗室內的很多人展示了他們的演示,引起了很大的興奮。 但它是一個複雜的裝置,沒有得到很好的研究,而且要取代以前在電子電路中使用的真空管還有很長的路要走。

接下來的一個月,肖克利想出了一種製造晶體管的不同方法,創建了雙極結型晶體管,這將成為未來幾十年大多數成功半導體器件背後的核心思想。

75 年前,一種設備誕生,徹底改變了我們的現代世界

貝爾實驗室於 30 年 1948 月 日公開宣布晶體管的發明。 然而,晶體管花了數年時間才得到廣泛應用,但一旦廣泛應用,它們就徹底改變了我們的世界,催生了計算機內存、集成電路、微處理器和許多其他產品。 也許最大的變化是金屬氧化物半導體場效應晶體管 (MOSFET) 的發展,它推動了該行業多年的發展。

Bardeen、Brattain 和 Shockley 由於他們在創造晶體管方面的努力,於 1956 年獲得了諾貝爾物理學獎。 巴丁後來搬到了伊利諾伊大學,在那裡他在超導方面的工作為他贏得了第二個諾貝爾獎。 肖克利於 1956 年搬到帕洛阿爾托並創立了肖克利半導體公司,後來這家公司的主要員工去了仙童半導體公司(羅伯特諾伊斯和讓霍尼在那裡創造了集成電路的關鍵思想),後來又去了英特爾。

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晶體管最顯著的方面之一是科學家和工程師如何能夠不斷地將它們做得越來越小,以便包含它們的設備可以變得更密集,這一過程通常被稱為摩爾定律。 第一個晶體管長約半英寸,如今標準手機或 PC 處理器擁有超過 億個晶體管。

晶體管可能是 20 世紀最重要的發明,因為它讓我們今天擁有的所有電子設備無處不在,更不用說在這些設備上運行的應用程序了。 而這一切都始於 75 年前。

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