布拉頓等人乘勝追擊,認真細致地進行了一係列實驗。結果,他們意外地發現,當把樣品和
參考電極放在電解液裏時,半導體表麵內部的電荷層和電勢發生了改變,而這正是肖克利
曾經預言過的“場效應”。
大家在極度興奮中,加快了研究步伐,利用場效應又反複進行了實驗。誰知,繼續實驗中突
然發生了與以前截然不同的效應,形勢又變得撲朔迷離了。
然而肖克利小組堅持迎難而上。他們緊緊循著茫茫迷霧中的一絲光亮,改變思路,繼續探索
。經過多次地分析、計算、實驗,1947年12月23日,人們終於得到了盼望已久的“寶貝”。
這一天,巴丁和布拉頓把兩根觸絲放在鍺半導體晶片的表麵上,當兩根觸絲十分靠近時,放
大作用發生了。世界第一隻固體放大器——晶體三極管也隨之誕生了,這也正是人們習慣稱
為的“晶體管”。
巴丁和布拉頓實驗成功的這種晶體管,是金屬觸絲和半導體的某一點接觸,故又稱點接觸晶
體管。這種晶體管對電流、電壓都有放大作用。
電子奇葩後來居上
晶體管的出現,是電子技術之樹上綻開的一朵絢麗多彩的奇葩。同電子管相比,晶體管具有
諸多優越性:
第一,晶體管的構件是沒有消耗的。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
的進步以及多方麵的改善,晶體管的壽命一般比電子管長100到1000倍,配得上“永久性器
件”的美名。
第二,晶體管消耗電子極少,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。一台晶體管收音機隻要幾節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。
第三,晶體管不需預熱,一開機就工作。例如,晶體管收音機一開就響,晶體管電視機一開
機就很快出現畫麵,而電子管設備就做不到這一點,開機後,非得等一會兒才
聽得到聲音,看得到畫畫。顯然,在軍事、測量、記錄等方麵,晶體管是非常有優勢的。
第四,晶體管結實可靠,比電子管可靠100倍,耐衝擊、耐振動這些都是電子管所無法比擬
的。
另外,晶體管的體積隻有電子管的十分之一到百分之一,放熱很少,可用於設計小型、複雜
、可靠的電路。晶體管製造工藝精密,而且工序簡便,有利於提高元器件的安裝密度。
正因為晶體管的性能如此優越,晶體管誕生之後很快就在許多領域取代了電子管,並被廣泛
地應用於工農業生產、國防建設以及人們日常生活中。在電視、雷達、錄音機、錄像機、無
線電話機等幾乎所有電子領域裏大顯神通。1953年,首批電池式的晶體管收音機一投放市場
就受到人們的熱烈歡迎,人們爭相購買這種收音機。接著,各廠家之間又展開了製造短波晶
體管的競賽。此後不久,不需要交流電源的袖珍“晶體管收音機”開始在世界各地出售,
又引起了一股新的消費熱潮。
自從1904年弗萊明發明真空二極管,1906年德福雷斯特發明真空三極管以來,電子學作為一
門新興學科迅速發展起來。但是電子學真正突飛猛進的進步,還應該是從晶體管發明以後開
始的。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
。在短短十餘年的時間裏,新興的晶體管工業以不可戰勝的雄心和年輕人那樣無所顧忌的氣
勢,迅速取代了電子管工業通過多年奮鬥才取得的地位,一躍而成為電子技術領域的排頭兵