半導(dǎo)體故事之三極管

半導(dǎo)體是一類摻了雜質(zhì)的晶體材料，摻雜后的晶體材料，會(huì)有整流作用，就是說(shuō)這類材料只能讓電子或空穴一種電流通過(guò)，而不像導(dǎo)體，無(wú)論是電子電流還是空穴電流都能通過(guò)。因此晶體管取代電子管是必然趨勢(shì)。但是，只有整流二極管沒(méi)有放大器，晶體管仍無(wú)法和電子管競(jìng)爭(zhēng)。

二戰(zhàn)后，威廉·肖克利(William Shockley)回到貝爾實(shí)驗(yàn)室，正好貝爾實(shí)驗(yàn)室決定要進(jìn)行一個(gè)半導(dǎo)體方面的計(jì)劃，目標(biāo)是想做出固態(tài)放大器。于是成立固體物理研究小組，小組的任務(wù)就是要用鍺和硅來(lái)制造這一放大器件。

肖克利擔(dān)任組長(zhǎng)，化學(xué)家史丹利·摩根(Stanley Morgan)任副組長(zhǎng)，成員包括約翰·巴丁(John Bardeen)、瓦爾特·布萊頓(Walter Brattain)、希爾伯特·摩爾(Hilbert Moore)。1947年12月23日，約翰·巴丁、瓦爾特·布萊頓研制出第一個(gè)具有放大電流效果的鍺固態(tài)三極管；根據(jù)三極體的結(jié)構(gòu)特征及電極的電流機(jī)制，取名點(diǎn)觸式電晶體(Transistor)。

貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明的第一只晶體三極管（圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）

1950年肖克利的研究小組利用擴(kuò)散技術(shù)制成了第一只結(jié)型晶體三極管，結(jié)型晶體三極管使后來(lái)的晶體三極管和集成電路的大規(guī)模生產(chǎn)成為可能。

1953年出現(xiàn)了鍺合金晶體管，1955處出現(xiàn)了擴(kuò)散基區(qū)晶體管，1957年美國(guó)仙童公司利用硅晶片上熱生長(zhǎng)二氧化硅工藝制造出世界上第一只硅平面晶體管。

晶體管的演進(jìn)（圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）

三極管，全稱應(yīng)為半導(dǎo)體三極管，也稱雙極型晶體管、晶體三極管，是一種控制電流的半導(dǎo)體器件其作用是把微弱信號(hào)放大成幅度值較大的電信號(hào)，也用作無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)。晶體三極管，是半導(dǎo)體基本元器件之一，具有電流放大作用，是電子電路的核心元件。三極管是在一塊半導(dǎo)體基片上制作兩個(gè)相距很近的PN結(jié)，兩個(gè)PN結(jié)把整塊半導(dǎo)體分成三部分，中間部分是基區(qū)，兩側(cè)部分是發(fā)射區(qū)和集電區(qū)，排列方式有PNP和NPN兩種。

晶體管的發(fā)明，引起了電子技術(shù)的重大變革，成為半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展第一個(gè)里程碑，從此人類步入飛速發(fā)展的電子時(shí)代。晶體管促進(jìn)并帶來(lái)了“固態(tài)革命”，進(jìn)而推動(dòng)了全球范圍內(nèi)的半導(dǎo)體電子工業(yè)。作為主要部件，它及時(shí)、普遍地首先在通訊工具方面得到應(yīng)用，并產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。由于晶體管徹底改變了電子線路的結(jié)構(gòu)，集成電路以及大規(guī)模集成電路應(yīng)運(yùn)而生，這樣制造像高速電子計(jì)算機(jī)之類的高精密裝置就變成了現(xiàn)實(shí)。

威廉·肖克利、約翰·巴丁、瓦爾特·布萊頓三人獲得1956年的諾貝爾物理獎(jiǎng)。