2025年高考晶體管的發明

　　晶體管的發明

　　晶體管的發明是２０世紀物理學發展史上的重要事件。半個世紀以來，以晶體管的發明為契機，開創了微電子時代的到來并導致信息革命的出現，極大地改變了人們的生產、生活方式，給社會生產力帶來了巨大而深刻的變化。

　　早在本世紀初，人們掌握了電子在真空中的運動規律，發明了真空三極管（電子管），開創了電子技術的新領域。但是真空三極管的使用效率非常低，加上燈絲過熱，使用時間短，特別是處理高頻信號的效果不理想，科學家們一直在尋找新的材料來代替真空管的缺陷。位于美國新澤西州的美國電報電話公司貝爾實驗室的科學家們在尋找更好的檢波材料時，發現摻有某種極微量雜質的鍺晶體材料整流性能比電子管要好。這期間，又有一些科學家在有關鍺和硅的理論研究方面取得了進展，從而為晶體管發明奠定了基礎。１９４５年秋天，美國貝殼爾實驗室成立了半導體研究小組，這一小組由１９３６年進入貝爾實驗室的肖克萊負責，成員有布拉頓、巴丁以及其他科學家。１９４６年半導體組作出決定，把注意力集中到兩種最簡單的半導體材料鍺和硅上，經過反復實驗巴丁和布拉頓制成了固體器件。他們利用兩個靠得很近，間距為０.０５毫米的觸須接點來代替金箔接點，制成了“點接觸型晶體管”。這一實驗發現晶體管具有放大電流的作用。１９４７年月日２月６日，世界上最早的實用半導體晶體管問世了。它在首次實驗時，能把音頻信號放大１００倍，其外形比火柴棍要短粗一些。

　　晶體管發明以后，它的發明者為了謹慎起見，并未急于宣布。一方面是一項發明誕生之后需要同行的反復驗證，先應向有關科學家通報；另一方面有個申請專利和技術保密問題。由于這些原因，直到１９４８年６月１７日才正式獲得了美國的專利，并于６月２２日在貝爾實驗室的大禮堂向該室工作的科技人員宣布。６月２５日，巴丁和布拉頓起草了致《物理評論》編輯的兩封信：《晶體管，一種半導體的三極管》和《在鍺點接觸中正向電流的性質》，肖克萊和Ｇ·Ｌ·皮爾森也發表了論文。這幾封信刊登在同年７月１５日出版的《物理評論》雜志的第７４期上，使全世界了解到晶體管的發明。

　　晶體管的問世，被稱為２０世紀最重大的發明之一。它是微電子革命的先聲，對電子計算機的進一步發展具有決定性意義。由于這項發明，巴丁、布拉頓、肖克萊同獲１９５６年的諾貝爾物理學獎。

　　現在常見的晶體管有兩種，即雙極型晶體管和場效應晶體管，它們都是電子計算機的關鍵器件。前者是計算機中央處理器的基本單元，后者是計算機存儲器的基本單元。

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