第58章 神奇的“魔管”(2 / 3)

第四,玉體脆弱,玻璃管稍受觸及,便會破碎。如受到較大的衝擊,整個計算機便會散架。

電子計算機“神機妙算”的優勢,不幸被它的心髒部件——電子管的弱點大大削減,其發展

自然受到嚴重限製。

1895年,無線電報發明以後,不少人為改進接收機中的金屬屑檢波器進行了反複的實驗。直

到1906年,人們才發明了礦石檢波器。礦石檢波有別於金屬屑檢波,盡管其導電性能遠遠不

如金屬屑,但其檢波性能卻優於金屬屑,其因何在?這就引發出了甚多的人積極地去研究半

導體材料。

不過,天然礦石檢波器性能並不穩定,很快,它便讓位給性能更好的真空二極管。半導體於

是被打入“冷宮”。不過,半導體仍在無線電領地中保留著一小塊陣地——氧化銅整流器的

硒整流器。

20世紀30年代,由於無線電、電視和雷達的發展,通信中開始用到“微波”。微波的電流頻

率高得驚人,使得真空二極管內的電子流跟不上信號變化節奏的步伐,這就迫使人們重新請

棄置在“冷宮”中的礦石檢波器。可是,天然礦石的檢波性質不穩定,實在難擔此重任。科

學家們不得不對它做一番深入研究,以探明其奧妙之所在。

1940年,性能優良的“人造礦石”——半導體二極管問世了,它性能穩定,而且能在頻

率很高的情況下工作,比起真空二極管來,顯然技高一籌。那麼,人造礦石和天然礦石的區

別究竟在何處呢?原來,天然礦石裏含雜質太多,純度不高,使半導體的性能大大降低。而

冶煉和結晶技術則可剔除天然礦石中的雜質,製出純度極高的半導體——鍺、矽等。

進而,人們又認識到:既然在電子二極管的基礎上,可以產生電子三極管,順理成章,在半

導體二極管的基礎上,也就應該研製出半導體三極管。

一個全新的曆史由是而生!

知難而進“寶貝”誕生

1945年,二戰臨近結束。

貝爾實驗室開始研究新型電子器件,當時有名的固體物理學家肖克利提議以半導體為研究方

向。早在19

25年,就有科學家發現了半導體的場效應特性,也就是在半導體的兩端施加電場,就會改變

半導體中電荷的濃度,從而改變半導體的導電能力。肖克利從加州理工學院物理係畢業之後

,進入麻省理工學院取得物理學博士學位,然後於1936年進入貝爾實驗室。他一直從事固體

物理的研究,想搞清楚場效應的物質結構,並推斷可以利用場效應進行信號放大。他曾和實

驗高手布拉頓一起嚐試著做場效應器件,但完全失敗了。

1945年夏天,貝爾實驗室決定成立一個專門研究小組搞清楚半導體的機理,並探討利用半導

體來做放大器的可能性。

1946年1月,貝爾實驗室的固體物理研究小組正式成立了。這個小組以肖克利為首,下轄若

幹小組,活躍著多學科多方麵的人才。他們通力合作,充滿熱情,完全投入到理論物理領域

的研究與探索中。

開始,布拉頓和巴丁在研究晶體管時,采用的是肖克利提出的場效應概念。場效應設想是人

們提出的第一個固體放大器的具體方案。根據這一方案,他們仿照真空三極管的原理,試圖

用外電

場控製半導體內的電子運動。但是事與願違,實驗屢屢失敗。人們得到的效應比預期的要小

多。經過多少個不眠之

夜的苦苦思索,巴丁又提出了一種新的理論——表麵態理論。這一理論認為表麵現象可以引

起信號放大效應。表麵態概念的引入,使人們對半導體的結構和性質的認識前進了一大步。