三极管发明
『壹』 真空三极管的发明
德福雷斯特(De Forest Lee)将二极管加以改良,于1907年制造出第一支三极管。
金属之所以能导电,就是因为金属的自由电子较多,便于电子的相互流动,因此电子材料必须由导电性佳的材质制成。电子还有个特性,带负电的电子容易受到正电压的吸引,所谓同性相斥、异性相吸。
又从爱迪生效应中得知,当加热金属物质时,活跃于质子外围的自由电子容易产生游离现象,温度高导致电子活性增强,此时若空间中有一正电压强力吸引,游离的电子就会在空间中流动。
基于这几个当时已被了解的知识,佛来明(J.A. Fleming)于1904年制造出第一支二极真空管,德福雷斯特(De Forest Lee)将二极管加以改良,于1907年制造出第一支三极管,既然成功研发了三极管,真空管的应用开始实现,真空管的发展从此一日千里。
(1)三极管发明扩展阅读:
真空管拥有三个最基本的极,第一是“阴极”(Cathode,以K代表):阴极当然是阴性的,它是释放出电子流的地方,它可以是一块金属板或是灯丝本身,当灯丝加热金属板时,电子就会游离而出,散布在小小的真空玻璃瓶里。
第二个极是“屏极”(Plate,以P代表),基本上它是真空管最外围的金属板,眼睛见到真空管最外层深灰色或黑色的金属板,通常就是屏极。屏极连接正电压,它负责吸引从阴极散发出来的电子(利用异性相吸的原理),作为电子游离旅行的终点。
第三个极为“栅极”(Grid,以G代表),从构造看来,它犹如一圈圈的细线圈,就如同栅栏一般,固定在阴极与屏极之间,电子流必须通过栅极而到屏极,在栅极之间通电压,可以控制电子的流量,它的作用就如同一个水龙头一般,具有流通与阻挡的功能。
『贰』 三极管发明者是这么想的,明白吗
晶体来三极管的发明者自 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。从原理上讲,这是一个固体物理和半导体物理的问题,至少需要学习一下半导体物理才能真正理解。
『叁』 晶体管的发明过程是怎样的
晶体管的发明,最早可以追溯到1929年,当时工程师利莲费尔德就已经取得一种晶体管的专利。但是,限于当时的技术水平,制造这种器件的材料达不到足够的纯度,而使这种晶体管无法制造出来。
由于电子管处理高频信号的效果不理想,人们就设法改进矿石收音机中所用的矿石触须式检波器。在这种检波器里,有一根与矿石(半导体)表面相接触的金属丝(像头发一样细且能形成检波接点),它既能让信号电流沿一个方向流动,又能阻止信号电流朝相反方向流动。在第二次世界大战爆发前夕,贝尔实验室在寻找比早期使用的方铅矿晶体性能更好的检波材料时,发现掺有某种极微量杂质的锗晶体的性能不仅优于矿石晶体,而且在某些方面比电子管整流器还要好。
在第二次世界大战期间,不少实验室在有关硅和锗材料的制造和理论研究方面,也取得了不少成绩,这就为晶体管的发明奠定了基础。
为了克服电子管的局限性,第二次世界大战结束后,贝尔实验室加紧了对固体电子器件的基础研究。肖克莱等人决定集中研究硅、锗等半导体材料,探讨用半导体材料制作放大器件的可能性。
布拉顿等人还想出有效的办法,来实现这种放大效应。他们在发射极和基极之间输入一个弱信号,在集电极和基极之间的输出端,就放大为一个强信号了。在现代电子产品中,上述晶体三极管的放大效应得到广泛的应用。
巴丁和布拉顿最初制成的固体器件的放大倍数为50左右。不久之后,他们利用两个靠得很近(相距0.05毫米)的触须接点,来代替金箔接点,制造了“点接触型晶体管”。1947年12月,这个世界上最早的实用半导体器件终于问世了,在首次试验时,它能把音频信号放大100倍,它的外形比火柴棍短,但要粗一些。
在为这种器件命名时,布拉顿想到它的电阻变换特性,即它是靠一种从“低电阻输入”到“高电阻输出”的转移电流来工作的,于是取名为trans-resister(转换电阻),后来缩写为transister,中文译名就是晶体管。
由于点接触型晶体管制造工艺复杂,致使许多产品出现故障,它还存在噪声大、在功率大时难于控制、适用范围窄等缺点。为了克服这些缺点,肖克莱提出了用一种“整流结”来代替金属半导体接点的大胆设想。半导体研究小组又提出了这种半导体器件的工作原理。
1950年,第一只“面结型晶体管”问世了,它的性能与肖克莱原来设想的完全一致。今天的晶体管,大部分仍是这种面结型晶体管。
1956年,肖克莱、巴丁、布拉顿三人因发明晶体管同时荣获诺贝尔物理学奖。
『肆』 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。
『伍』 三极管如何发明
美国物理学家肖克利、巴丁和布拉顿在30一40年代,先后进人贝尔电话研究所工作,都从事着固体物理理论的研究。
肖克利早在1939年就提出“利用半导体而不用真空管的放大器在原则上是可行的”。布拉顿和巴丁在开始研究晶体三极管时,采用了肖克利的场效应概念,但实验屡遭失败。两人在总结经验教训的同时,巴丁又提出了表面态理论。根据这一新的原理,在1947年12月23日的实验中,他们终于取得了意义重大的成功。巴丁和布拉顿把两根细金属丝置放在锗半导体晶片的表面,其中一根接通电流,使另一根尽量靠近它,并加上微电流,这时,通过错片的电流突然增大起来。这就是一种信号放大现象。
这项发现震动了整个电子学界。贝尔研究所利用这种放大现象制造出晶体管。因为这种晶体管的结构,只是金属丝与半导体晶片的某一“点”接触,故称之为“点接触晶体管”。然而,当时这种晶体管存在着不稳定、噪声大、频率低、放大率小、制作困难等缺点,某些性能还比不上电子管。故而人们估计,它只能使用在助听器之类的小东西上,很少有人能预见到它以后的巨大发展。
在“点接触晶体管”诞生之后,肖克利又一次显示了非凡的才能。他认识到过去进展不大的主要原因是一味地模仿真空三极管。肖克利对半导体的性能进行了更深刻地探讨,提出了“空穴”这一崭新的概念,并提出另一个新设想:在半导体的两个P区中间夹一个N区的结构就可以实现晶体管放大作用。肖克利给这种晶体管取名为“结型晶体管”。由于当时技术条件较差,他克服了重重困难,整整花费了一年的时间,1950年第一个“结型晶体管”试制成功。这种晶体管是利用晶体中的电子和空穴的作用原理制成,它是现代晶体管的雏型。
“结型晶体管”的出现具有重大意义,它证明半导体的放大作用不是由表面现象引起,而是在半导体内部发生的放大过程中形成的。它克服了“点接触晶体管”的不稳定性,而且噪声低、功率大。
肖克利虽然没有直接参与“点接触晶体管”的发明(专利权属于巴丁和布拉顿),但他是半导体组的领导人,而且对导致晶体管发明的理论做出了重大贡献。1956年,肖克利和巴丁、布拉顿一起领受了科学的最高奖诺贝尔物理奖。
此后,许多科研人员又对晶体管的改进和半导体的研究做了大量工作,继而开发出许多品种的新型晶体管,如合金晶体管(1951年)、漂移晶体管(1955年)、台面晶体管(1956年),平面晶体管(1959年)、外延晶体管(1960年)、金属氧化物半导体晶体管(1962年)、功率晶体管(1962年)等。
『陆』 三极管是干什么用的谁发明的
半导体三极管也称为晶体三极管,可以说它是电子电路中最重要的器件。它最主要的功能是电流放大和开关作用。三极管顾名思义具有三个电极。二极管是由一个PN结构成的,而三极管由两个PN结构成,共用的一个电极成为三极管的基极(用字母b表示)。其他的两个电极成为集电极(用字母c表示)和发射极(用字母e表示)。由于不同的组合方式,形成了一种是NPN型的三极管,另一种是PNP型的三极管。 三极管的种类很多,并且不同型号各有不同的用途。三极管大都是塑料封装或金属封装,常见三极管的外观,有一个箭头的电极是发射极,箭头朝外的是NPN型三极管,而箭头朝内的是PNP型。实际上箭头所指的方向是电流的方向。 电子制作中常用的三极管有90××系列,包括低频小功率硅管9013(NPN)、9012(PNP),低噪声管9014(NPN),高频小功率管9018(NPN)等。它们的型号一般都标在塑壳上,而样子都一样,都是TO-92标准封装。在老式的电子产品中还能见到3DG6(低频小功率硅管)、3AX31(低频小功率锗管)等,它们的型号也都印在金属的外壳上。我国生产的晶体管有一套命名规则,电子工程技术人员和电子爱好者应该了解三极管符号的含义。 符号的第一部分“3”表示三极管。符号的第二部分表示器件的材料和结构:A——PNP型锗材料;B——NPN型锗材料;C——PNP型硅材料;D——NPN型硅材料。符号的第三部分表示功能:U——光电管;K——开关管;X——低频小功率管;G——高频小功率管;D——低频大功率管;A——高频大功率管。另外,3DJ型为场效应管,BT打头的表示半导体特殊元件。
『柒』 晶体管是谁发明的
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。
『捌』 三极管的三极管的发明
1947年12月23日,美国复新泽西制州墨累山的贝尔实验室里,3位科学家——巴丁博士、布菜顿博士和肖克莱博士在紧张而又有条不紊地做着实验。他们在导体电路中正在进行用半导体晶体把声音信号放大的实验。3位科学家惊奇地发现,在他们发明的器件中通过的一部分微量电流,竟然可以控制另一部分流过的大得多的电流,因而产生了放大效应。这个器件,就是在科技史上具有划时代意义的成果——晶体管。因它是在圣诞节前夕发明的,而且对人们未来的生活发生如此巨大的影响,所以被称为“献给世界的圣诞节礼物”。另外这3位科学家因此共同荣获了1956年诺贝尔物理学奖。
晶体管促进并带来了“固态革命”,进而推动了全球范围内的半导体电子工业。作为主要部件,它及时、普遍地首先在通讯工具方面得到应用,并产生了巨大的经济效益。由于晶体管彻底改变了电子线路的结构,集成电路以及大规模集成电路应运而生,这样制造像高速电子计算机之类的高精密装置就变成了现实。
『玖』 三极管的发明有什么意义
电子复技术的发展,经历了制二极管、三极管、晶体管、集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路等阶段。其中三极管的发明,在电子技术发展史上具有重要意义。它起到了承前启后、继往开来的作用。正是由于三极管的发明,才使得电子学的发展出现了划时代的飞跃。因此,对于三极管的发明者、美国发明家李·德福雷斯特,我们没有理由不表示深深的敬意。
『拾』 晶体管是怎样发明的
晶体管的发明,复它是第制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)。