晶體管的產(chǎn)生
發(fā)布時間:2008/9/1 0:00:00 訪問次數(shù):369
60年前,科學(xué)家們在貝爾實驗室證明了20世紀最重要的發(fā)明:第一只真正的晶體管。
很難說電子時代起源于何時,但是,williamsturgeon在1825年對電磁石的發(fā)展,為josephhenry在1830年發(fā)明粗糙的電報機播下了種子,那是第一個被用于遠程通信(1英里)的電氣系統(tǒng)。僅僅過了14年,samuelmorse通過連接華盛頓特區(qū)以及巴爾的摩之間的40英里鏈路發(fā)送了一則消息。
盡管那時候電報機的特性簡單,令人驚訝的是需求增長相當(dāng)快。到了1851年,西聯(lián)公司開始商業(yè)運營,也就是在同一個十年內(nèi),cyrusfield通過一根易碎的電纜連接了新舊世界,盡管這根電纜在傳輸了第一條消息之后起碼中斷了三個星期。然而,后來的努力取得了成功。瞬間實現(xiàn)的跟大西洋彼岸的通信旋即使這種技術(shù)家喻戶曉。
盡管alexandergrahambell在1875年發(fā)明的電話現(xiàn)今仍然受到普遍的贊譽,但是,它成為實用器件還是在thomasedison兩年以后發(fā)明碳麥克風(fēng)之時。揚聲器的語音通過一包碳顆粒進行調(diào)制,通過改變電路的電阻,從而把信號發(fā)送到接收器。
不久之后,許多發(fā)明家提出了無線通信的設(shè)想,guglielmomarconi在1896年申請的專利以及后續(xù)的實證中進行了整理。像電話以及電報機一樣,早期的無線電既沒有采用cpu、晶體管,也沒有采用真空管。marconi在其它發(fā)明家—特別是nikolatesla—研究的基礎(chǔ)之上,利用高電壓和火花隙把電磁波引入一只線圈和天線。那個信號在整個頻譜上輻射,以現(xiàn)今的標(biāo)準(zhǔn)看是難以想像地吵雜,但是,它們管用。實際上,泰坦尼克著名的sos信號就是利用馬可尼無線電報公司制造的5kw火花隙裝置廣播出去的。
電路與電有關(guān),但不是電子電路。
盡管電話信號隨著距離的增加而快速退化,與此同時,那時候的無線電設(shè)備仍然簡陋,通信距離有限。全世界特別強烈地需要能夠控制當(dāng)時新發(fā)現(xiàn)的電子的流動的器件。大概就是在那個時候,ambrosefleming實現(xiàn)了電流在真空管中不可思議的流動,edison無意中發(fā)現(xiàn)它能夠調(diào)整交變的電流,這對于檢測無線電波恰到好處,因此,他發(fā)明了第一只簡單的真空二極管。然而,因成本高且燈絲需要大電流,它并沒有取得大規(guī)模商業(yè)成功。
在新世紀的第一個十年,leedeforest往電子管的陽極和陰極之間插入一層?xùn)鸥。利用這種新的元件,電路能夠?qū)崿F(xiàn)放大、振蕩和開關(guān)。那些就是任何二進制電子電路的基本操作。利用電子管,工程師們認識到他們能夠創(chuàng)建具有奇異靈敏度的無線電,通過幾千英里的電纜發(fā)送語音,并在幾毫秒內(nèi)切換“0”和“1”。在第一次世界大戰(zhàn)的四年期間,單單西電公司一家就為美國軍隊生產(chǎn)了500百萬只電子管。到了1918年,美國一年的電子管產(chǎn)品就超過了一百萬只,超過戰(zhàn)前該數(shù)字的五倍。
電子學(xué)的誕生
電子學(xué)被定義為“解決涉及電子在真空管、氣體介質(zhì)以及半導(dǎo)體中流動的器件和系統(tǒng)的開發(fā)及應(yīng)用的科學(xué),”這個定義幾乎與電子管的發(fā)明同時出現(xiàn)。然而,那是一個很糟的定義。我認為,電氣和電子電路之間的差異在于,后者采用“有源”元件,即執(zhí)行調(diào)整、開關(guān)或放大的元器件。第一個真正的有源器件可能是觸須線晶體,其中,一點彈性線接觸到作為原始二極管的原質(zhì)方鉛礦厚片。但是,我找不到更多關(guān)于它們的起源的資料,看起來這些晶體第一次出現(xiàn)的時間應(yīng)該稍微早于fleming所做的先驅(qū)電子管研究。具有諷刺意義的是,第一只有源元件—早于電子管—是半導(dǎo)體,但是,幾乎又花了半個世紀的時間,科學(xué)家才宣稱“發(fā)現(xiàn)”半導(dǎo)體。
無線電最初僅僅采用幾只電子管,但是,不久高端設(shè)備采用了一打電子管。在1960年代末,我有一臺軍用剩余的1940年代的rbc無線電接收機,其中,采用了19只電子管。據(jù)說,在1940年代它價值2400美元(超過現(xiàn)今的3.3萬美元)。
在那時候—現(xiàn)今一如既往—日益增加的性能導(dǎo)致人們不斷地迫切需要更多的特色、速度和功能。在第二次世界大戰(zhàn)中,雷達的發(fā)明對有源電子學(xué)產(chǎn)生了更為巨大的需求。一些雷達采用了幾百只電子管。或許,真空電子管技術(shù)的最高成就是1946年誕生的eniac,其中采用了大約1萬8000只電子管,這臺機器每隔兩天發(fā)生一次故障。顯然,數(shù)字技術(shù)的來臨已經(jīng)把電子管逼到了極限。人們需要新型的有源元件,這些器件產(chǎn)生的熱量更低、消耗的功率大為降低并且可靠性高。
在1956年,johnbardeen和williamshockley贏得了與半導(dǎo)體工作相關(guān)的諾貝爾獎。正是在接下來的一年,walterbrattain與johnbardeen發(fā)明了晶體管。雖然一些人聲稱,這是第一個“實用”的此類半導(dǎo)體器件,但是,貝爾實驗室的科學(xué)家實際上已經(jīng)構(gòu)建了一種點接觸晶體管,這是一種不再使用的、難以制造的器件,它從未獲得普遍應(yīng)用。
大概在1950年(來源變化),raytheon生產(chǎn)了他們的ck703,這是第一種可商用的器件,它的價格為18美元(相當(dāng)于現(xiàn)今通脹后的147美元),而那時候真空電子管的典型價格為每只0.75美元,這簡直是無法競爭的。盡管人們急于把點接觸晶體管制成為理
60年前,科學(xué)家們在貝爾實驗室證明了20世紀最重要的發(fā)明:第一只真正的晶體管。
很難說電子時代起源于何時,但是,williamsturgeon在1825年對電磁石的發(fā)展,為josephhenry在1830年發(fā)明粗糙的電報機播下了種子,那是第一個被用于遠程通信(1英里)的電氣系統(tǒng)。僅僅過了14年,samuelmorse通過連接華盛頓特區(qū)以及巴爾的摩之間的40英里鏈路發(fā)送了一則消息。
盡管那時候電報機的特性簡單,令人驚訝的是需求增長相當(dāng)快。到了1851年,西聯(lián)公司開始商業(yè)運營,也就是在同一個十年內(nèi),cyrusfield通過一根易碎的電纜連接了新舊世界,盡管這根電纜在傳輸了第一條消息之后起碼中斷了三個星期。然而,后來的努力取得了成功。瞬間實現(xiàn)的跟大西洋彼岸的通信旋即使這種技術(shù)家喻戶曉。
盡管alexandergrahambell在1875年發(fā)明的電話現(xiàn)今仍然受到普遍的贊譽,但是,它成為實用器件還是在thomasedison兩年以后發(fā)明碳麥克風(fēng)之時。揚聲器的語音通過一包碳顆粒進行調(diào)制,通過改變電路的電阻,從而把信號發(fā)送到接收器。
不久之后,許多發(fā)明家提出了無線通信的設(shè)想,guglielmomarconi在1896年申請的專利以及后續(xù)的實證中進行了整理。像電話以及電報機一樣,早期的無線電既沒有采用cpu、晶體管,也沒有采用真空管。marconi在其它發(fā)明家—特別是nikolatesla—研究的基礎(chǔ)之上,利用高電壓和火花隙把電磁波引入一只線圈和天線。那個信號在整個頻譜上輻射,以現(xiàn)今的標(biāo)準(zhǔn)看是難以想像地吵雜,但是,它們管用。實際上,泰坦尼克著名的sos信號就是利用馬可尼無線電報公司制造的5kw火花隙裝置廣播出去的。
電路與電有關(guān),但不是電子電路。
盡管電話信號隨著距離的增加而快速退化,與此同時,那時候的無線電設(shè)備仍然簡陋,通信距離有限。全世界特別強烈地需要能夠控制當(dāng)時新發(fā)現(xiàn)的電子的流動的器件。大概就是在那個時候,ambrosefleming實現(xiàn)了電流在真空管中不可思議的流動,edison無意中發(fā)現(xiàn)它能夠調(diào)整交變的電流,這對于檢測無線電波恰到好處,因此,他發(fā)明了第一只簡單的真空二極管。然而,因成本高且燈絲需要大電流,它并沒有取得大規(guī)模商業(yè)成功。
在新世紀的第一個十年,leedeforest往電子管的陽極和陰極之間插入一層?xùn)鸥瘛@眠@種新的元件,電路能夠?qū)崿F(xiàn)放大、振蕩和開關(guān)。那些就是任何二進制電子電路的基本操作。利用電子管,工程師們認識到他們能夠創(chuàng)建具有奇異靈敏度的無線電,通過幾千英里的電纜發(fā)送語音,并在幾毫秒內(nèi)切換“0”和“1”。在第一次世界大戰(zhàn)的四年期間,單單西電公司一家就為美國軍隊生產(chǎn)了500百萬只電子管。到了1918年,美國一年的電子管產(chǎn)品就超過了一百萬只,超過戰(zhàn)前該數(shù)字的五倍。
電子學(xué)的誕生
電子學(xué)被定義為“解決涉及電子在真空管、氣體介質(zhì)以及半導(dǎo)體中流動的器件和系統(tǒng)的開發(fā)及應(yīng)用的科學(xué),”這個定義幾乎與電子管的發(fā)明同時出現(xiàn)。然而,那是一個很糟的定義。我認為,電氣和電子電路之間的差異在于,后者采用“有源”元件,即執(zhí)行調(diào)整、開關(guān)或放大的元器件。第一個真正的有源器件可能是觸須線晶體,其中,一點彈性線接觸到作為原始二極管的原質(zhì)方鉛礦厚片。但是,我找不到更多關(guān)于它們的起源的資料,看起來這些晶體第一次出現(xiàn)的時間應(yīng)該稍微早于fleming所做的先驅(qū)電子管研究。具有諷刺意義的是,第一只有源元件—早于電子管—是半導(dǎo)體,但是,幾乎又花了半個世紀的時間,科學(xué)家才宣稱“發(fā)現(xiàn)”半導(dǎo)體。
無線電最初僅僅采用幾只電子管,但是,不久高端設(shè)備采用了一打電子管。在1960年代末,我有一臺軍用剩余的1940年代的rbc無線電接收機,其中,采用了19只電子管。據(jù)說,在1940年代它價值2400美元(超過現(xiàn)今的3.3萬美元)。
在那時候—現(xiàn)今一如既往—日益增加的性能導(dǎo)致人們不斷地迫切需要更多的特色、速度和功能。在第二次世界大戰(zhàn)中,雷達的發(fā)明對有源電子學(xué)產(chǎn)生了更為巨大的需求。一些雷達采用了幾百只電子管;蛟S,真空電子管技術(shù)的最高成就是1946年誕生的eniac,其中采用了大約1萬8000只電子管,這臺機器每隔兩天發(fā)生一次故障。顯然,數(shù)字技術(shù)的來臨已經(jīng)把電子管逼到了極限。人們需要新型的有源元件,這些器件產(chǎn)生的熱量更低、消耗的功率大為降低并且可靠性高。
在1956年,johnbardeen和williamshockley贏得了與半導(dǎo)體工作相關(guān)的諾貝爾獎。正是在接下來的一年,walterbrattain與johnbardeen發(fā)明了晶體管。雖然一些人聲稱,這是第一個“實用”的此類半導(dǎo)體器件,但是,貝爾實驗室的科學(xué)家實際上已經(jīng)構(gòu)建了一種點接觸晶體管,這是一種不再使用的、難以制造的器件,它從未獲得普遍應(yīng)用。
大概在1950年(來源變化),raytheon生產(chǎn)了他們的ck703,這是第一種可商用的器件,它的價格為18美元(相當(dāng)于現(xiàn)今通脹后的147美元),而那時候真空電子管的典型價格為每只0.75美元,這簡直是無法競爭的。盡管人們急于把點接觸晶體管制成為理
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