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晶体管是谁发明的

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  • 2021-12-09

谈到晶体管,大家应该都不陌生,有人问晶体管是谁发明的?,另外,还有朋友想问晶体管是谁发明的,这到底怎么回事呢?实际上半导体晶体管何时发明呢,下面小编整理了晶体管是谁发明的,希望能够帮到您。

晶体管是谁发明的

1947年,这种梦想中的元器件终于被发明出来了——晶体管。发明人是美国贝尔实验室的研究员威廉·肖克利等。晶体管是一种很简单的半导体器件,由一块很小的固体材料和三个细细的电极线构成,它与电子管一样,能将电子信号放大,不过所需的电流以及产生的热量和自身的体积都远小于电子管。这项发明使计算机的体积与造价都减少了上万倍,将计算机从锁在装有空调器的实验室内的神秘、昂贵、易出错的机器改变为一种价格低廉、性能更可靠、使用日益广泛的工具。威廉·肖克利的这项发明通常被认为是开拓固体电子学时代的关键器件。为此,他和研究伙伴巴丁、布拉顿共同荣获了1956年度诺贝尔物理奖。

巴丁发明了晶体管,才使这些电子产品的出现有了可能。

古诗介绍:

巴丁(1908— )生于美国,少年时代就很用功,16岁考上大学,特别喜欢物理。早年他和另外两名科学家肖克莱和布拉坦一起,共同研究半导体锗和硅的物理性质。在一次实验中,他在锗晶体上放置了一枚固定针和一枚探针,利用加上负电压的探针来检查固定针附近的电位分布。当巴丁将探针向固定针靠近到0.05毫米处时,突然发现,改变流过探针的电流能极大地影响流过固定针的电流。这一意外的发现,使他们意识到这个装置可以起放大作用。于是三人通力合作,经过反复研制,终于在1947年发明了一种新的半导体器件,这就是晶体管。这一成果立刻轰动了电子学界,巴丁等被称为电子技术革命的杰出代表。由于这一贡献, 巴丁和肖克莱、布拉克一起获得了1956年度诺贝尔物理学奖。

在获奖的那一年,巴丁又开始向另一个科学高峰——超导理论攀登。超导现象是指一些导体的电阻在温度下降接近绝对零度时会突然消失,成为没有电阻的超导体。当时,超导现象是科学上的难题,巴丁与中年教师库柏、研究生施里弗共同攻关。经过多年探索,终于建立了超导理论。为了纪念他们三人的杰出贡献,后来称超导理论为BCS理论(由三人姓名的第一个字母组成),他们三人又共同获得1972年度诺贝尔物理学奖。三人合作搞科研还被科学界称为老中青三代各献所长共同合作的典范。巴丁在同一领域(固体物理)前后两次获得诺贝尔奖,这在历史上还是第一次。

请问世界上第一个晶体管是在那年那月发明的?

1947年12月,美国贝尔实验室的肖克利、巴丁和布拉顿组成的研究小组,研制出一种点接触型的锗晶体管。晶体管的问世,是20世纪的一项重大发明,是微电子革命的先声。晶体管出现后,人们就能用一个小巧的、消耗功率低的电子器件,来代替体积大、功率消耗大的电子管了。

晶体管的发明又为后来集成电路的诞生吹响了号角。20世纪最初的10年,通信系统已开始应用半导体材料。20世纪上半叶,在无线电爱好者中广泛流行的矿石收音机,就采用矿石这种半导体材料进行检波。半导体的电学特性也在电话系统中得到了应用。

晶体管具有诸多优越性:

1、构件没有消耗

无论多么优良的电子管,都将因阴极原子的变化和慢性漏气而逐渐劣化。由于技术上的原因,晶体管制作之初也存在同样的问题。随着材料制作上的进步以及多方面的改善,晶体管的寿命一般比电子管长100到1000倍,称得起永久性器件的美名。

2、消耗电能极少

仅为电子管的十分之一或几十分之一。它不像电子管那样需要加热灯丝以产生自由电子。一台晶体管收音机只要几节干电池就可以半年一年地听下去,这对电子管收音机来说,是难以做到的。

晶体管的发明者及其故事

收录机、电视机,还有电脑,这些现代人不可缺少的电子产品,都和美国人巴丁的名字连在一起,因为巴丁发明了晶体管,才使这些电子产品的出现有了可能。

巴丁(1908— )生于美国,少年时代就很用功,16岁考上大学,特别喜欢物理。早年他和另外两名科学家肖克莱和布拉坦一起,共同研究半导体锗和硅的物理性质。在一次实验中,他在锗晶体上放置了一枚固定针和一枚探针,利用加上负电压的探针来检查固定针附近的电位分布。当巴丁将探针向固定针靠近到0.05毫米处时,突然发现,改变流过探针的电流能极大地影响流过固定针的电流。这一意外的发现,使他们意识到这个装置可以起放大作用。于是三人通力合作,经过反复研制,终于在1947年发明了一种新的半导体器件,这就是晶体管。这一成果立刻轰动了电子学界,巴丁等被称为电子技术革命的杰出代表。由于这一贡献, 巴丁和肖克莱、布拉克一起获得了1956年度诺贝尔物理学奖。

在获奖的那一年,巴丁又开始向另一个科学高峰——超导理论攀登。超导现象是指一些导体的电阻在温度下降接近绝对零度时会突然消失,成为没有电阻的超导体。当时,超导现象是科学上的难题,巴丁与中年教师库柏、研究生施里弗共同攻关。经过多年探索,终于建立了超导理论。为了纪念他们三人的杰出贡献,后来称超导理论为BCS理论(由三人姓名的第一个字母组成),他们三人又共同获得1972年度诺贝尔物理学奖。三人合作搞科研还被科学界称为老中青三代各献所长共同合作的典范。巴丁在同一领域(固体物理)前后两次获得诺贝尔奖,这在历史上还是第一次。

晶体管发明者——巴丁

1947年12月23日,37岁的美国物理学家肖克莱和他的合作者在著名的贝尔实验室向人们展示了第一个半导体电子增幅器,即最初的晶体管.晶体管的发明成为人类微电子革命的先声.

如果时光倒流几十年,晶体管还没有被发明,那么今天的人们大概还在使用电子管收音机.这种收音机普遍使用五六个电子管,输出功率只有1瓦左右,而耗电却要四五十瓦,功能也很有限.打开电源开关,要等1分多钟才会慢慢地响起来.而现在,袖珍半导体收音机早就成了青少年的随身物了.我们在使用现代科技产品时,真应该对这些产品的发明者心存谢意.

你知道晶体管是谁发明的吗?它是美国物理学家肖克莱和他的同事巴丁及布拉顿一同发明的.这项影响深远的发明,让他们共同获得了1956年度诺贝尔物理学奖.

1947年圣诞节前夕,37岁的物理学家肖克莱写了一张言辞有些羞怯的便柬,邀请美国新泽西州中部贝尔电话实验室的几位同僚到他的实验室,观察他和他的合作者巴丁及布拉顿最近取得的“一些成果”.这三位发明家演示了电流通过一个名为“晶体管”的小原器件.尽管用现代标准衡量,这个原器件原始且笨拙,但它在当时却是一个举世震惊的突破.因为真空管——最初的电子增幅器,虽然加快了无线电、电话、电视机等的发展,但是这种真空管体积大、耗能多,拖了发展复杂电子机器的后腿.电子机械师们早就期待着一种可靠、小型而又便宜的替代装置了.

晶体管的发明,终于使由玻璃封装的、易碎的真空管有了替代物.同真空管相同的是,晶体管能放大微弱的电子信号;不同的是,它廉价、耐久、耗能小,并且几乎能够被制成无限小.1999年9月,法国原子能委员会的科学有研制出当今世界上最小的晶体管,这种晶体管直径仅20纳米(1纳米为1米的10亿分之一),科学家须用电子显微镜把它放大50万倍,方能取得它1厘米大的照片.把20纳米的晶体管放进一片普通集成电路,形同一根头发放在足球场的中央.——同工作中能产生巨大热量的真空管相反,晶体管能在冷却状态下工作.因为它采用了半导体——一种处于绝缘体(如玻璃)与良导体(如铁和金)之间的固态导体.肖克莱等人的成功,取决于他们确定了合适的使用材料(开始是金属元素锗,然后是硅),用这种材料,只需很少量,晶体管就能像真空管一样,对电子产生相同的作用.在带有正、负电荷的接头或障碍物两侧就可得“晶体管效应”;障碍物的作用因来自第三方的微小电流的使用而明显地减弱.这个结果就像拧开了开关、使巨大电流通过障碍物,把第三方的信号放大到4万倍.

晶体管诞生后,首先在电话设备和助听器中使用.逐渐地,它在任何有插座或电池的东西中都能发挥作用了.将微型晶体管蚀刻在硅片上制成的集成电路,在20世纪50年代发展起来后,以芯片为主的电脑很快就进入了人们的办公室和家庭.

晶体管的发明是怎样的?

早在19世纪中叶,半导体的某些特性就受到科学家们的注意。法拉第观察到硫化银的电阻具有负的温度系数,与金属正好相反。史密斯用光照射在硒的表面,发现硒的电阻变小。1874年,布劳恩第一次在金属和硫化物的接触处观察到整流特性。1876年,亚当斯和戴依发现硒的表面会产生光生电动势。1879年,霍耳发现霍耳效应。对于金属,载流子是带负电的电子,这从金属中的电流方向、所加磁场的方向以及霍耳电势差的正负可以作出判断。可是,也有一些材料显示出正载流子而且其迁移率远大于正离子,这正是某些半导体的特性。可是,所有这些特性——电阻的负温度系数、光电导、整流、光生电动势以及正电荷载流子,都无法做出合理的解释。在19世纪物理学家面前,半导体的各种特性都是一些难解之谜。然而,在没有揭示其导电机理之前,半导体的某些应用却已经开始了,而且应用得还相当广泛。1883年,弗立兹制成了第一个实用的硒整流器。无线电报出现后,天然矿石被广泛用作检波器。1911年,梅里特制成了硅检波器,用于无线电检波。1926年左右,锗也用于制作半导体整流器件。这时,半导体整流器和光电池都已成为商品。人们迫切要求掌握这些器件的机理。然而,作为微观机制理论基础的量子力学,这时才刚刚诞生。

晶体管是怎样发明的?

晶体管的发明,它是第二次世界大战后最激动人心的科技产物,对20世纪后半叶人类社会的发展和物质文明的进步有极大的推进作用。然而,无独有偶,就在这个时期,又孕育了另一项重大的科技发明,那就是脉泽和激光。在脉泽和激光的发明中,运用了20世纪量子理论、无线电电子学、微波波谱学和固体物理学的丰硕成果,也凝聚了一大批物理学家的心血。这些物理学家很多是在贝尔实验室工作的,其中最为突出的一位是美国的物理学家汤斯(C.H.Townes)。

晶体管发明的背景是什么?

电子管有体积、重量和耗电量大,成本高,寿命短,易破碎,噪声大等许多缺点。于是寻找新放大电子组件的任务又摆在科学家们的面前。

美国贝尔实验室研究部下属真空管分部主任、电子管专家默文•凯利(1894~?)在办公室来回踱步——他从20世纪30年代中期以来,就一直在为克服电子管的缺点,发明新组件而殚精竭虑。

1945年初夏的一天,已经升任贝尔实验室副总裁的凯利,约见了同在贝尔实验室工作的固体物理学家肖克莱(1910~1989),同他一起讨论发明新组件的问题。

凯利约见肖克莱不是偶然的。“我认为,用半导体取代真空管做放大器,在原理上是可行的。”肖克莱在1939年12月29日写在实验笔记本上的这段话,是最早的晶体管设想的文字记录。这里的背景是,晶体二极管已在此前诞生。

晶体管是何时发明的?集成电路是何时发明的?

  晶体管是肖克莱、巴丁和布拉顿在 1947 年发明的;集成电路是基尔比在 1958 年发明 的。

  晶体管(transistor)是一种固体半导体器件,具有检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制等多种功能。

  集成电路(integrated circuit)是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺,把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,成为具有所需电路功能的微型结构;其中所有元件在结构上已组成一个整体。

世界第一个电子芯片是谁发明的?

杰克·基尔比。

集成电路对于离散晶体管有两个主要优势:成本和性能。成本低是由于芯片把所有的组件通过照相平版技术,作为一个单位印刷,而不是在一个时间只制作一个晶体管。

性能高是由于组件快速开关,消耗更低能量,因为组件很小且彼此靠近。2006年,芯片面积从几平方毫米到350 mm²,每mm²可以达到一百万个晶体管。

第一个集成电路雏形是由杰克·基尔比于1958年完成的,其中包括一个双极性晶体管,三个电阻和一个电容器。

最先进的集成电路是微处理器或多核处理器的核心,可以控制计算机到手机到数字微波炉的一切。虽然设计开发一个复杂集成电路的成本非常高,但是当分散到通常以百万计的产品上,每个集成电路的成本最小化。集成电路的性能很高,因为小尺寸带来短路径,使得低功率逻辑电路可以在快速开关速度应用。

这些年来,集成电路持续向更小的外型尺寸发展,使得每个芯片可以封装更多的电路。这样增加了每单位面积容量,可以降低成本和增加功能,见摩尔定律,集成电路中的晶体管数量,每1.5年增加一倍。

总之,随着外形尺寸缩小,几乎所有的指标改善了,单位成本和开关功率消耗下降,速度提高。但是,集成纳米级别设备的IC也存在问题,主要是泄漏电流。因此,对于最终用户的速度和功率消耗增加非常明显,制造商面临使用更好几何学的尖锐挑战。

晶体管三极管的发明有多重要?

“如果在爱因斯坦的时空隧道中旅游,您愿到何处观光?”50年过去,弹指一挥间。1997年,有一家杂志的记者这样问“微软大帝”比尔•盖茨。

“我的第一站将是1947年12月的贝尔实验室,”比尔•盖茨不假思考地回答说,“我要去目睹晶体管是怎样发明的。”

由此可见,晶体管三极管的发明,的确在现代社会变革中占有十分重要的地位,是电子放大器件发展的第二个里程碑,曾被称为“改变世界面貌的九项专利”之一,而其余八项是轧棉机、缝纫机、带刺铁丝、电话、电灯、汽车、飞机和静电印刷术。

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