在40年代末，貝爾實(shí)驗(yàn)室召集了幾位科學(xué)家進(jìn)行技術(shù)預(yù)研。研發(fā)組長(zhǎng)是肖克利，手下有巴丁和布拉頓。肖克利和巴丁是搞理論物理的，布拉頓是搞實(shí)驗(yàn)物理的。一開始肖克利比較傾向于金屬半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，但是失敗了很多次，后來巴丁認(rèn)識(shí)到半導(dǎo)體的表面缺陷是個(gè)大問題，所以必須找到“鈍化”表面的方法。就是設(shè)法消除這些缺陷，后來問題解決了。到了1947年的12月，他們成功的制造了一個(gè)晶體管。這個(gè)晶體管可以把信號(hào)放大100倍，尺寸比火柴棍大不了多少。體積非常小，而且也不需要燈絲，用起來很方便。這種晶體管是一種點(diǎn)接觸型晶體管，一塊摻有微量雜質(zhì)的鍺晶體表面裝上去幾個(gè)觸點(diǎn)，這就形成了一個(gè)三極管。能夠起到放大信號(hào)的作用。其實(shí)與礦石和檢波器是一碼事。只是礦石的雜質(zhì)是天然的，不好控制，而且要觸點(diǎn)也很不好找。這種依靠觸點(diǎn)形成的三極管自身噪音很大，而且沒辦法承受大功率。你想啊，觸點(diǎn)非常小，承受的電流也就很小。
一個(gè)月以后，肖克利發(fā)明了一種三明治結(jié)構(gòu)的晶體管，當(dāng)然你要愿意沒你也可以叫“肉夾饃”結(jié)構(gòu)。中間是一層P型半導(dǎo)體，兩邊是N型半導(dǎo)體。只要在中間加上微弱的電流，就可以控制總電流跟著變大變小。所以也就起到了放大信號(hào)的作用。那么晶體管的原理到底是什么呢？說起來很復(fù)雜。硅元素和鍺元素的最外層都是4個(gè)電子。假如我們把磷元素作為雜質(zhì)摻雜進(jìn)去。磷元素的最外層有5個(gè)電子，在一大群硅原子之中，這里顯然多了一個(gè)電子。這就是所謂的“N型”半導(dǎo)體。反過來，我們?cè)诰w之中摻雜一點(diǎn)硼元素，硼元素的最外層只有3個(gè)電子，在硅原子的海洋里，這里明顯出現(xiàn)了一個(gè)坑，這就叫做“空穴”。這就是所謂的“P型半導(dǎo)體”。
那么我們把P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體做在一起，形成一個(gè)PN結(jié)。這個(gè)結(jié)構(gòu)就具有單向?qū)щ娦?。讓一邊多余的電子過去填充空穴，當(dāng)然沒問題。但是反過來就不行了，這就是單向?qū)щ娦缘挠蓙怼．?dāng)然我們還可以構(gòu)造成三明治結(jié)構(gòu)，比如PNP或者NPN，中間的電極就起到了控制的作用，這就是三極管。三極管號(hào)稱叫“三條腿的魔術(shù)師”。
我們說起來簡(jiǎn)單，其實(shí)這只是通俗化的表達(dá)，半導(dǎo)體是基于能帶理論的。能帶理論是基于量子力學(xué)的，成千上萬的原子排列在一起，你是不可能用波函數(shù)去慢慢算的，必須從整體上給出一個(gè)理論來計(jì)算，也就是能帶理論。原子晶體就好比森林，電子就像撒歡的孩子在到處流竄，想想就頭大……
用戶評(píng)論
朱翊鈞
肉夾饃結(jié)構(gòu)哈哈，Bon不jour 了
一禽二偽
現(xiàn)在三極管是真便宜，剛剛看了下某多多，常用的，2.6元包郵12個(gè)
騎士審判
聽了有1500小時(shí)了，百聽不厭，祝吳老師身體健康，越來越好
騎士審判
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