正文 第19章 晶體管的發明者之一—沃爾特·布拉頓(1 / 1)

我們今天使用的所有電子設備離開晶體管都將無法使用。晶體管是微處理器的主要組件,也是我們今天許多產品的必備元件,如電視、汽車、收音機、醫療設備、家用電器、計算機,甚至宇宙飛船等。

晶體管就像一個微型的“通斷開關”,它的首次使用是在音頻信號的擴大中。正是其微型開關的角色,使得芯片中可以放置數億個晶體管,而芯片也得以成為人們日常使用的電子設備的心髒。

1947年最後的兩個月中,沃爾特·布拉頓和他的夥伴成功研製出晶體管,而晶體管的發明是20世紀最重要的發明之一。當然,它對20世紀和21世紀日常生活的影響是無法估計的。

沃爾特·布拉頓是美國物理學家。1902年2月10日生於中國廈門市。1928年獲明尼蘇達大學博士學位。1929年在貝爾實驗室研究物理學。1947年12月23日,布拉頓與約翰·巴頓和威廉·邵克雷發明了點接觸型的鍺晶體管,並因此共同獲得了1956年的諾貝爾物理學獎。

邵克雷於1936年應邀到貝爾實驗室工作,他與布拉頓誌趣相投,一見如故。邵克雷專攻理論物理,布拉頓則擅長實驗物理,知識結構相得益彰,大有相見恨晚的感覺。工作之餘,他們也常聚在一起探討問題。從貝爾電話上的繼電器,到弗萊明、德福雷斯特發明的真空管,凡是涉及當時電子學中的熱門話題無話不談。直到有一天,邵克雷講到一種“礦石”時,思想碰撞的火花終於引燃了“鏈式反應”。兩人都認為這一類晶體礦石有一些很奇妙的特性,很有可能會影響到未來電子學的發展方向。

如果不是第二次世界大戰爆發,邵克雷和布拉頓或許更早就“挖掘”到什麼“珍寶”,然而,戰爭來臨,邵克雷和布拉頓先後被派往美國海軍部從事軍事方麵的研究,剛剛開始的半導體課題遺憾地被戰火中斷。

1945年,“二戰”的硝煙剛剛消散,邵克雷便一路風塵地趕回貝爾,並帶來了另一位青年科學家巴頓。邵克雷向布拉頓介紹說,巴頓是普林斯頓大學的數學物理博士,擅長固體物理學。巴頓的到來,為邵克雷與布拉頓的後續研究注入了新的活力,他淵博的學識和固體物理學專長,恰好彌補了邵克雷和布拉頓知識結構的不足。

貝爾實驗室迅速批準固體物理學研究項目上馬,由邵克雷領銜,布拉頓、巴頓等人組成的半導體小組把目光盯住了那些特殊的“礦石”。邵克雷首先提出了“場效應”半導體管實驗方案,然而首戰失利,他們並沒有發現預期的放大作用。

1947年的聖誕節前夕,一天中午,布拉頓和巴頓不約而同地走進實驗室。在此之前,由於有巴頓固體表麵態理論的指導,他倆幾乎接近了成功的邊緣。實驗表明,隻要將兩根金屬絲的接觸點盡可能地靠近,就可能引起半導體放大電流的效果。但是,如何才能在晶體表麵形成這種小於0.4毫米的觸點呢?布拉頓精湛的實驗技藝開始大顯神威。他平穩地用刀片在三角形金箔上劃了一道細痕,恰到好處地將頂角一分為二,分別接上導線,隨即準確地壓進鍺晶體表麵的選定部位。電流表的指示清晰地顯示出,他們得到了一個有放大作用的新電子器件!布拉頓和巴頓興奮地大喊起來,聞聲而至的邵克雷也為眼前的奇跡感到格外振奮。布拉頓在筆記本上這樣寫道:“電壓增益100,功率增益40……實驗演示日期1947年12月23日下午。”作為見證者,肖克利在這本筆記上鄭重地簽了名。

布拉頓發明的晶體管是一種固體半導體器件,有檢波、整流、放大、開關、穩壓、信號調製等許多功能。因為晶體管的性能優越,誕生之後便被廣泛地應用於工農業生產、國防建設以及人們的日常生活之中。所以說布拉頓的功績是很卓著的。