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如果说细胞是生命的基石，那么晶体管就是数字革命的基石。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/108970.html

如果没有晶体管，你每天使用的技术奇迹——手机、电脑、汽车——会大不相同，如果它们真的存在的话。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/108970.html

在晶体管出现之前，产品工程师使用真空管和机电开关来完成电路。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/108970.html

管子远非理想。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/108970.html

它们在工作之前必须热身（有时在工作时会过热），它们不可靠且体积庞大，并且消耗了太多能量。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/108970.html

从电视到电话系统，再到早期的计算机，一切都使用了这些组件，但在二战后的几年里，科学家们一直在寻找真空管的替代品。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/108970.html

他们很快就会从几十年前完成的工作中找到答案。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/108970.html

1920 年代后期，波兰裔美国物理学家 Julius Lilienfeld 为一种由硫化铜制成的三电极装置申请了专利。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/108970.html

没有证据表明他确实创造了这个组件，但他的研究帮助开发了今天的场效应晶体管，即硅芯片的组成部分。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/108970.html

在 Lilienfeld 申请专利 20 年后，科学家们正试图将他的想法付诸实践。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/108970.html

贝尔电话系统尤其需要比真空管更好的东西来保持其通信系统正常工作。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/108970.html

该公司组建了一支由约翰·巴丁、沃尔特·布拉顿和威廉·肖克利组成的全明星科学家团队，并让他们从事真空管替代品的研究。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/108970.html

1947 年，肖克利在贝尔电话实验室担任晶体管研究主任。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/108970.html

Brattain 是固态物理学的权威，也是固体原子结构性质的专家，而 Bardeen 是一名电气工程师和物理学家。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/108970.html

一年之内，Bardeen 和 Brittain 使用锗元素创建了放大电路，也称为点接触晶体管。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/108970.html

不久之后，肖克利通过开发结型晶体管改进了他们的想法。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/108970.html

第二年，贝尔实验室向全世界宣布它发明了工作晶体管。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/108970.html

第一个晶体管的原始专利名称是这样描述的：半导体放大器；采用半导体材料的三电极电路元件。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/108970.html

这是一个听起来无伤大雅的短语。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/108970.html

但这项发明使贝尔团队获得了 1956 年的诺贝尔物理学奖，并使科学家和产品工程师能够更好地控制电流。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/108970.html

毫不夸张地说，晶体管使人类在技术上取得了一些最大的飞跃。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/108970.html

到底什么是晶体管？

晶体管是控制电子运动的器件，从而控制电流。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/108970.html

它们的工作原理类似于水龙头——它们不仅可以启动和停止电流的流动，还可以控制电流的大小。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/108970.html

有了电，晶体管既可以切换也可以放大电子信号，让您可以精确地控制流过电路板的电流。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/108970.html

贝尔实验室制造的晶体管最初是由元素锗制成的。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/108970.html

那里的科学家知道纯锗是一种很好的绝缘体。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/108970.html

但是添加杂质（一种称为掺杂的过程）会将锗变成弱导体或半导体。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/108970.html

半导体是具有介于绝缘体和导体之间的特性的材料，允许不同程度的导电性。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/108970.html

晶体管发明的时机并非偶然。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/108970.html

为了正常工作，晶体管需要纯半导体材料。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/108970.html

碰巧的是，二战后，锗精炼的改进以及掺杂的进步，使锗适用于半导体应用。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/108970.html

根据用于掺杂的元素，得到的锗层要么是负型（N 型），要么是正型（P 型）。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/108970.html

在N 型层中，掺杂元素将电子添加到锗中，使电子更容易涌出。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/108970.html

相反，在P 型层中，特定的掺杂元素导致锗失去电子，因此来自相邻材料的电子流向它。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/108970.html

将 N 型和 P 型彼此相邻放置，您将创建一个PN 二极管。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/108970.html

该二极管允许电流流动，但仅在一个方向上流动，这是电子电路构造中的一种有用特性。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/108970.html

成熟的晶体管是下一步。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/108970.html

为了制造晶体管，工程师在 PNP 或 NPN 配置中将掺杂的锗分层以背靠背制造两层。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/108970.html

接触点称为结，因此称为结晶体管。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/108970.html

随着电流施加到中心层（称为基底），电子将从 N 型侧移动到 P 型侧。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/108970.html

最初的小涓流充当允许更大电流流动的开关。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/108970.html

在电路中，这意味着晶体管既充当开关又充当放大器。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/108970.html

如今，商业电子产品使用硅基半导体代替锗，这比锗基晶体管更可靠、更实惠。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/108970.html

但一旦这项技术流行起来，锗晶体管就被广泛使用了 20 多年。文章源自略懂百科-http://wswcn.cn/108970.html

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