晶体管的产生
发布时间:2008/9/1 0:00:00 访问次数:368
60年前,科学家们在贝尔实验室证明了20世纪最重要的发明:第一只真正的晶体管。
很难说电子时代起源于何时,但是,williamsturgeon在1825年对电磁石的发展,为josephhenry在1830年发明粗糙的电报机播下了种子,那是第一个被用于远程通信(1英里)的电气系统。仅仅过了14年,samuelmorse通过连接华盛顿特区以及巴尔的摩之间的40英里链路发送了一则消息。
尽管那时候电报机的特性简单,令人惊讶的是需求增长相当快。到了1851年,西联公司开始商业运营,也就是在同一个十年内,cyrusfield通过一根易碎的电缆连接了新旧世界,尽管这根电缆在传输了第一条消息之后起码中断了三个星期。然而,后来的努力取得了成功。瞬间实现的跟大西洋彼岸的通信旋即使这种技术家喻户晓。
尽管alexandergrahambell在1875年发明的电话现今仍然受到普遍的赞誉,但是,它成为实用器件还是在thomasedison两年以后发明碳麦克风之时。扬声器的语音通过一包碳颗粒进行调制,通过改变电路的电阻,从而把信号发送到接收器。
不久之后,许多发明家提出了无线通信的设想,guglielmomarconi在1896年申请的专利以及后续的实证中进行了整理。像电话以及电报机一样,早期的无线电既没有采用cpu、晶体管,也没有采用真空管。marconi在其它发明家—特别是nikolatesla—研究的基础之上,利用高电压和火花隙把电磁波引入一只线圈和天线。那个信号在整个频谱上辐射,以现今的标准看是难以想像地吵杂,但是,它们管用。实际上,泰坦尼克著名的sos信号就是利用马可尼无线电报公司制造的5kw火花隙装置广播出去的。
电路与电有关,但不是电子电路。
尽管电话信号随着距离的增加而快速退化,与此同时,那时候的无线电设备仍然简陋,通信距离有限。全世界特别强烈地需要能够控制当时新发现的电子的流动的器件。大概就是在那个时候,ambrosefleming实现了电流在真空管中不可思议的流动,edison无意中发现它能够调整交变的电流,这对于检测无线电波恰到好处,因此,他发明了第一只简单的真空二极管。然而,因成本高且灯丝需要大电流,它并没有取得大规模商业成功。
在新世纪的第一个十年,leedeforest往电子管的阳极和阴极之间插入一层栅格。利用这种新的元件,电路能够实现放大、振荡和开关。那些就是任何二进制电子电路的基本操作。利用电子管,工程师们认识到他们能够创建具有奇异灵敏度的无线电,通过几千英里的电缆发送语音,并在几毫秒内切换“0”和“1”。在第一次世界大战的四年期间,单单西电公司一家就为美国军队生产了500百万只电子管。到了1918年,美国一年的电子管产品就超过了一百万只,超过战前该数字的五倍。
电子学的诞生
电子学被定义为“解决涉及电子在真空管、气体介质以及半导体中流动的器件和系统的开发及应用的科学,”这个定义几乎与电子管的发明同时出现。然而,那是一个很糟的定义。我认为,电气和电子电路之间的差异在于,后者采用“有源”元件,即执行调整、开关或放大的元器件。第一个真正的有源器件可能是触须线晶体,其中,一点弹性线接触到作为原始二极管的原质方铅矿厚片。但是,我找不到更多关于它们的起源的资料,看起来这些晶体第一次出现的时间应该稍微早于fleming所做的先驱电子管研究。具有讽刺意义的是,第一只有源元件—早于电子管—是半导体,但是,几乎又花了半个世纪的时间,科学家才宣称“发现”半导体。
无线电最初仅仅采用几只电子管,但是,不久高端设备采用了一打电子管。在1960年代末,我有一台军用剩余的1940年代的rbc无线电接收机,其中,采用了19只电子管。据说,在1940年代它价值2400美元(超过现今的3.3万美元)。
在那时候—现今一如既往—日益增加的性能导致人们不断地迫切需要更多的特色、速度和功能。在第二次世界大战中,雷达的发明对有源电子学产生了更为巨大的需求。一些雷达采用了几百只电子管。或许,真空电子管技术的最高成就是1946年诞生的eniac,其中采用了大约1万8000只电子管,这台机器每隔两天发生一次故障。显然,数字技术的来临已经把电子管逼到了极限。人们需要新型的有源元件,这些器件产生的热量更低、消耗的功率大为降低并且可靠性高。
在1956年,johnbardeen和williamshockley赢得了与半导体工作相关的诺贝尔奖。正是在接下来的一年,walterbrattain与johnbardeen发明了晶体管。虽然一些人声称,这是第一个“实用”的此类半导体器件,但是,贝尔实验室的科学家实际上已经构建了一种点接触晶体管,这是一种不再使用的、难以制造的器件,它从未获得普遍应用。
大概在1950年(来源变化),raytheon生产了他们的ck703,这是第一种可商用的器件,它的价格为18美元(相当于现今通胀后的147美元),而那时候真空电子管的典型价格为每只0.75美元,这简直是无法竞争的。尽管人们急于把点接触晶体管制成为理
60年前,科学家们在贝尔实验室证明了20世纪最重要的发明:第一只真正的晶体管。
很难说电子时代起源于何时,但是,williamsturgeon在1825年对电磁石的发展,为josephhenry在1830年发明粗糙的电报机播下了种子,那是第一个被用于远程通信(1英里)的电气系统。仅仅过了14年,samuelmorse通过连接华盛顿特区以及巴尔的摩之间的40英里链路发送了一则消息。
尽管那时候电报机的特性简单,令人惊讶的是需求增长相当快。到了1851年,西联公司开始商业运营,也就是在同一个十年内,cyrusfield通过一根易碎的电缆连接了新旧世界,尽管这根电缆在传输了第一条消息之后起码中断了三个星期。然而,后来的努力取得了成功。瞬间实现的跟大西洋彼岸的通信旋即使这种技术家喻户晓。
尽管alexandergrahambell在1875年发明的电话现今仍然受到普遍的赞誉,但是,它成为实用器件还是在thomasedison两年以后发明碳麦克风之时。扬声器的语音通过一包碳颗粒进行调制,通过改变电路的电阻,从而把信号发送到接收器。
不久之后,许多发明家提出了无线通信的设想,guglielmomarconi在1896年申请的专利以及后续的实证中进行了整理。像电话以及电报机一样,早期的无线电既没有采用cpu、晶体管,也没有采用真空管。marconi在其它发明家—特别是nikolatesla—研究的基础之上,利用高电压和火花隙把电磁波引入一只线圈和天线。那个信号在整个频谱上辐射,以现今的标准看是难以想像地吵杂,但是,它们管用。实际上,泰坦尼克著名的sos信号就是利用马可尼无线电报公司制造的5kw火花隙装置广播出去的。
电路与电有关,但不是电子电路。
尽管电话信号随着距离的增加而快速退化,与此同时,那时候的无线电设备仍然简陋,通信距离有限。全世界特别强烈地需要能够控制当时新发现的电子的流动的器件。大概就是在那个时候,ambrosefleming实现了电流在真空管中不可思议的流动,edison无意中发现它能够调整交变的电流,这对于检测无线电波恰到好处,因此,他发明了第一只简单的真空二极管。然而,因成本高且灯丝需要大电流,它并没有取得大规模商业成功。
在新世纪的第一个十年,leedeforest往电子管的阳极和阴极之间插入一层栅格。利用这种新的元件,电路能够实现放大、振荡和开关。那些就是任何二进制电子电路的基本操作。利用电子管,工程师们认识到他们能够创建具有奇异灵敏度的无线电,通过几千英里的电缆发送语音,并在几毫秒内切换“0”和“1”。在第一次世界大战的四年期间,单单西电公司一家就为美国军队生产了500百万只电子管。到了1918年,美国一年的电子管产品就超过了一百万只,超过战前该数字的五倍。
电子学的诞生
电子学被定义为“解决涉及电子在真空管、气体介质以及半导体中流动的器件和系统的开发及应用的科学,”这个定义几乎与电子管的发明同时出现。然而,那是一个很糟的定义。我认为,电气和电子电路之间的差异在于,后者采用“有源”元件,即执行调整、开关或放大的元器件。第一个真正的有源器件可能是触须线晶体,其中,一点弹性线接触到作为原始二极管的原质方铅矿厚片。但是,我找不到更多关于它们的起源的资料,看起来这些晶体第一次出现的时间应该稍微早于fleming所做的先驱电子管研究。具有讽刺意义的是,第一只有源元件—早于电子管—是半导体,但是,几乎又花了半个世纪的时间,科学家才宣称“发现”半导体。
无线电最初仅仅采用几只电子管,但是,不久高端设备采用了一打电子管。在1960年代末,我有一台军用剩余的1940年代的rbc无线电接收机,其中,采用了19只电子管。据说,在1940年代它价值2400美元(超过现今的3.3万美元)。
在那时候—现今一如既往—日益增加的性能导致人们不断地迫切需要更多的特色、速度和功能。在第二次世界大战中,雷达的发明对有源电子学产生了更为巨大的需求。一些雷达采用了几百只电子管。或许,真空电子管技术的最高成就是1946年诞生的eniac,其中采用了大约1万8000只电子管,这台机器每隔两天发生一次故障。显然,数字技术的来临已经把电子管逼到了极限。人们需要新型的有源元件,这些器件产生的热量更低、消耗的功率大为降低并且可靠性高。
在1956年,johnbardeen和williamshockley赢得了与半导体工作相关的诺贝尔奖。正是在接下来的一年,walterbrattain与johnbardeen发明了晶体管。虽然一些人声称,这是第一个“实用”的此类半导体器件,但是,贝尔实验室的科学家实际上已经构建了一种点接触晶体管,这是一种不再使用的、难以制造的器件,它从未获得普遍应用。
大概在1950年(来源变化),raytheon生产了他们的ck703,这是第一种可商用的器件,它的价格为18美元(相当于现今通胀后的147美元),而那时候真空电子管的典型价格为每只0.75美元,这简直是无法竞争的。尽管人们急于把点接触晶体管制成为理
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