電子三極管

在弗萊明爲改進無線電檢波器而發明二極管的同時，美國物理學博士德弗雷斯特也在潛。已研究檢波器。正當他的研究步步深入時，傳來了英國的弗萊明發明成功真空二極管的消息，使他大受震動。是改弦易轍還是繼續下去呢?他想到弗萊明的二極管可用於整流和檢波，但還不能放大電信號。於是，德弗雷斯特又 經過兩年的研製，終於改進了弗萊明的二極管，作出了新的發明。在二極管的陰極和陽極中間插入第三個具有控制電子運動功能的電極(棚極)。棚極上電壓的微弱信號變化，可以調製從陰極流向陽極的電流，因此可以得到與輸入信號變化相同，但強度大大增加的電流。這就是德弗雷斯特發明的三極管的“放大”作用。

1912年，德弗雷斯特又成功地做了幾個三極管的連接試驗，得到了比單個三極管大得多的放大能力。很快，德弗雷斯特研製出第一個電子放大器用於電話中繼器，放大微弱的電話信號，他是在電話中使用電子產品的第?人。此外，三極管還可振盪產生電磁波，也就是說，三極管具有檢波、放大和振盪三種功能。所以，國外許多人都將三極管的發明看作是電子工業真正的誕生。

1948年6月30日，美國貝爾電話研究所正式宣佈：世界上第一隻晶體管研製成功。

美國物理學家肖克利、巴丁和布拉頓在30一40年代，先後進人貝爾電話研究所工作，都從事着固體物理理論的研究。

肖克利早在1939年就提出“利用半導體而不用真空管的放大器在原則上是可行的”。布拉頓和巴丁在開始研究晶體三極管時，採用了肖克利的場效應概念，但實驗屢遭失敗。兩人在總結經驗教訓的同時，巴丁又提出了表面態理論。根據這一新的原理，在1947年12月23日的實驗中，他們終於取得了意義重大的成功。巴丁和布拉頓把兩根細金屬絲置放在鍺半導體晶片的表面，其中一根接通電流，使另一根儘量靠近它，並加上微電流，這時，通過錯片的電流突然增大起來。這就是一種信號放大現象。

這項發現震動了整個電子學界。貝爾研究所利用這種放大現象製造出晶體管。因爲這種晶體管的結構，只是金屬絲與半導體晶片的某一“點”接觸，故稱之爲“點接觸晶體管”。然而，當時這種晶體管存在着不穩定、噪聲大、頻率低、放大率小、製作困難等缺點，某些性能還比不上電子管。故而人們估計，它只能使用在助聽器之類的小東西上，很少有人能預見到它以後的巨大發展。

在“點接觸晶體管”誕生之後，肖克利又一次顯示了非凡的才能。他認識到過去進展不大的主要原因是一味地模仿真空三極管。肖克利對半導體的性能進行了更深刻地探討，提出了“空穴”這一嶄新的概念，並提出另一個新設想：在半導體的兩個P區中間夾一個N區的結構就可以實現晶體管放大作用。肖克利給這種晶體管取名爲“結型晶體管”。由於當時技術條件較差，他克服了重重困難，整整花費了一年的時間，1950年第一個“結型晶體管”試製成功。這種晶體管是利用晶體中的電子和空穴的作用原理製成，它是現代晶體管的雛型。

“結型晶體管”的出現具有重大意義，它證明半導體的放大作用不是由表面現象引起，而是在半導體內部發生的放大過程中形成的。它克服了“點接觸晶體管”的不穩定性，而且噪聲低、功率大。