晶体管发明历程课件

晶体管的发明美国人威廉·肖克利,1910年2月13日生于伦敦,曾在美国麻省理工学院学习量子物理,1936年得到该校博士学位后,进入久负盛名的贝尔实验室工作温文儒雅的美国人约翰·巴丁是一个大学教授的儿子,1908年在美国威斯康星州的麦迪逊出生相继于1928年和1929年在威斯康星大学获得两个学位。后来又转入普林斯顿大学攻读固体物理1936年获得博士学位。1945年来到贝尔实验室工作沃尔特布拉顿也是美国人,1902年2月10日出生在中国南方美丽的城市厦门,当时他父亲受聘在中国任教。布拉顿是实验专家,1929年获得明尼苏达大学的博士学位后,进入贝尔研究所从事真空管研究工作。1945年秋天,贝尔实验室成立了以肖克莱为首的半导体研究小组,成员有布拉顿、巴丁等人开始,布拉顿和巴丁在研究晶体管时,采用的是肖克利提出的场效应概念。场效应设想是人们提出的第一个固体放大器的具体方案。根据这一方案他们仿照真空三极管的原理,试图用外电场控制半导体内的电子运动。但是事与愿违,实验屡屡失败。人们得到的效应比预期的要小得多。经过多少个不眠之夜的苦苦思索,巴丁又提出了一种新的理论——表面态理论。这一理论认为表面现象可以引起信号放大效应。表面态概念的引入,使人们对半导体的结构和性质的认识前进了一大步。但是也没有得到非常理想的确结果.1947年12月23日,人们终于得到了盼望已久的“宝贝”。这一天,巴丁和布拉顿把两根触丝放在锗半导体晶片的表面上,当两根触丝十分靠近时,放大作用发生了。世界第一只固体放大器——晶体管也随诞生了。在这值得庆祝的时刻,布拉顿按捺住内心的激动,仍然一丝不苟地在实验笔记中写道:“电压增益100,功率增益40,电流损失1/2.5.眼目睹并亲耳听闻音频的人有吉布尼、摩尔、巴丁、皮尔逊、肖克利、弗菜彻和包文。”在布拉顿的笔记上,皮尔逊、摩尔和肖克利等人分别签上了日期和他们的名字表示认同。巴丁和布拉顿实验成功的这种晶体管,是金属触丝和半导体的某一点接触,故称点接触晶体管。这种晶体管对电流、电压都有放大作用布拉顿早在1929年就开始在这个实验室工作,长期从事半导体的研究,积累了丰富的经验。他们经过一系列的实验和观察,逐步认识到半导体中电流放大效应生的原因。布拉顿发现,在锗片的底面接上电极在另一面插上细针并通上电流,然后让另一根细针尽量靠近它,并通上微弱的电流,这样就会使原来的电流产生很大的变化。微弱电流少量的变化,会对另外的电流产生很大的影响,这就是"放大"作用。晶体管发明半年以后,在1948年6月30日,贝尔实验室首次在纽约向公众展示了晶体管。这个伟大的发明使许多专家不胜惊讶。然而,对于它的实用价值人们大都表示怀疑。当年7月1日的《纽约时报》只以8个句子、201个文字的短讯形式报道了本该震惊世界的这条新闻。在公众的心目中,晶体管不过是实验室的珍品而已。估计只能做助听器之类的小东西,不可能派上什么大用场。菠得1956年Nobe物理奖1947年12月23日第一个晶体管NPNGe晶体管W.SchokleyJBardeenW.Brattain的确,当时的点接触晶体管利用触须接点,很不稳定,噪声大,频率低,放大功率小,性能还赶不上电子管,制作又很困难。难怪人们对它无动于衷。然而,物理学家肖克利等人却坚信晶体管大有前途,它的巨大潜力还没有被人们所认识。于是,在点接触式晶体管发明以后,他们仍然不遗余力,继续研究。又经过一个多月的反复思索,一个念头却在心中越来越明晰了,那就是以往的研究之所以失败,根本原因在于人们不顾一切地盲目模仿真空极管。这实际上走入了研究的误区。晶体管同电子管产生于完全不同的物理现象,这就暗示晶体管效应有其独特之处。明白了这一点,肖克利当即决定暂时放弃原来追求的场效应晶体管,集中精力实现种新型晶体管948年11月,肖克利构思出一种新型晶体管,其结构像“三明治”夹心面包那样,把N型半导体夹在两层P型半导体之间。这是一个多