2025年高考晶體管的發(fā)明

　　晶體管的發(fā)明

　　晶體管的發(fā)明是２０世紀(jì)物理學(xué)發(fā)展史上的重要事件。半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，以晶體管的發(fā)明為契機(jī)，開(kāi)創(chuàng)了微電子時(shí)代的到來(lái)并導(dǎo)致信息革命的出現(xiàn)，極大地改變了人們的生產(chǎn)、生活方式，給社會(huì)生產(chǎn)力帶來(lái)了巨大而深刻的變化。

　　早在本世紀(jì)初，人們掌握了電子在真空中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，發(fā)明了真空三極管（電子管），開(kāi)創(chuàng)了電子技術(shù)的新領(lǐng)域。但是真空三極管的使用效率非常低，加上燈絲過(guò)熱，使用時(shí)間短，特別是處理高頻信號(hào)的效果不理想，科學(xué)家們一直在尋找新的材料來(lái)代替真空管的缺陷。位于美國(guó)新澤西州的美國(guó)電報(bào)電話公司貝爾實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們?cè)趯ふ腋�好的檢波材料時(shí)，發(fā)現(xiàn)摻有某種極微量雜質(zhì)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(xué)家在有關(guān)鍺和硅的理論研究方面取得了進(jìn)展，從而為晶體管發(fā)明奠定了基礎(chǔ)。１９４５年秋天，美國(guó)貝殼爾實(shí)驗(yàn)室成立了半導(dǎo)體研究小組，這一小組由１９３６年進(jìn)入貝爾實(shí)驗(yàn)室的肖克萊負(fù)責(zé)，成員有布拉頓、巴丁以及其他科學(xué)家。１９４６年半導(dǎo)體組作出決定，把注意力集中到兩種最簡(jiǎn)單的半導(dǎo)體材料鍺和硅上，經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)巴丁和布拉頓制成了固體器件。他們利用兩個(gè)靠得很近，間距為０.０５毫米的觸須接點(diǎn)來(lái)代替金箔接點(diǎn)，制成了“點(diǎn)接觸型晶體管”。這一實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)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(shí)用半導(dǎo)體晶體管問(wèn)世了。它在首次實(shí)驗(yàn)時(shí)，能把音頻信號(hào)放大１００倍，其外形比火柴棍要短粗一些。

　　晶體管發(fā)明以后，它的發(fā)明者為了謹(jǐn)慎起見(jiàn)，并未急于宣布。一方面是一項(xiàng)發(fā)明誕生之后需要同行的反復(fù)驗(yàn)證，先應(yīng)向有關(guān)科學(xué)家通報(bào)；另一方面有個(gè)申請(qǐng)專利和技術(shù)保密問(wèn)題。由于這些原因，直到１９４８年６月１７日才正式獲得了美國(guó)的專利，并于６月２２日在貝爾實(shí)驗(yàn)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(píng)論》編輯的兩封信：《晶體管，一種半導(dǎo)體的三極管》和《在鍺點(diǎn)接觸中正向電流的性質(zhì)》，肖克萊和Ｇ·Ｌ·皮爾森也發(fā)表了論文。這幾封信刊登在同年７月１５日出版的《物理評(píng)論》雜志的第７４期上，使全世界了解到晶體管的發(fā)明。

　　晶體管的問(wèn)世，被稱為２０世紀(jì)最重大的發(fā)明之一。它是微電子革命的先聲，對(duì)電子計(jì)算機(jī)的進(jìn)一步發(fā)展具有決定性意義。由于這項(xiàng)發(fā)明，巴丁、布拉頓、肖克萊同獲１９５６年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

　　現(xiàn)在常見(jiàn)的晶體管有兩種，即雙極型晶體管和場(chǎng)效應(yīng)晶體管，它們都是電子計(jì)算機(jī)的關(guān)鍵器件。前者是計(jì)算機(jī)中央處理器的基本單元，后者是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器的基本單元。

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