为谦卑的晶体管三声欢呼

75年前，1947年12月16日，一个星期二的早晨，贝尔电话实验室的两位物理学家将电流注入一块半英寸厚的锗板上的金电极，并能够发出一个放大的电信号。这听起来很有技术含量——事实也确实如此。结果是第一个晶体管，它彻底改变了我们的现代世界。

与大多数技术一样，晶体管的故事涉及很多参与者，但最重要的三个是约翰·巴丁、威廉·肖克利和沃尔特·布拉顿。

在第二次世界大战期间，AT&T的贝尔实验室开始研究固态物理，作为一种创造更可靠通信的方式。威廉·肖克利(William Shockley)被选为这些工作的负责人，到1945年4月，他提出了利用外部电场影响半导体窄层内电子和空穴行为的想法。他开始对这些“场效应”晶体管的各种选择和材料进行实验，但无法制造出一个工作装置。

几个月后，他带领一组研究人员在贝尔实验室的固态物理实验室研究半导体材料。

其中一位研究人员是理论物理学家约翰·巴丁(John Bardeen)，他和包括实验物理学家沃尔特·布拉顿(Walter Brattain)在内的其他人开始研究不同的材料，寻找更大的效应。他们在1946年和1947年取得了重大进展，到1947年11月，巴丁和布拉顿已经在锗片上研究金电触点了。

这在理论上是正确的，但直到布拉顿想出如何使用聚苯乙烯楔形物在两个触点之间创造一个小间隙(约2密耳)，它才正常工作。12月16日，他把它连接到电池上，在巴丁的注视下，他立即发现电量增加了30%。经过一点调整，他发现他可以将功率增益提高到450%，这证明他们的设备，现在被称为点接触晶体管，是有效的。

他们在贝尔实验室里向很多人展示了他们的演示，大家都很兴奋。但这是一种困难的设备，还没有被很好地理解，而且要取代以前用于电子电路的真空管还有很长的路要走。

接下来的一个月，肖克利提出了一种制造晶体管的不同方法，即制造双极结晶体管，这将成为未来几十年大多数成功半导体器件背后的基本思想。

贝尔实验室于1948年6月30日公开宣布了晶体管的发明。尽管如此，晶体管的广泛应用还是花了好几年的时间，但一旦它们被广泛应用，它们就彻底改变了我们的世界，导致了计算机存储器、集成电路、微处理器和许多其他产品的出现。也许最大的变化是金属氧化物半导体场效应晶体管或MOSFET的发展，它为该行业提供了多年的动力。

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由于他们在晶体管发明上的努力，巴丁、布拉顿和肖克利获得了1956年的诺贝尔物理学奖。巴丁后来搬到伊利诺伊大学，在那里他对超导的研究为他赢得了第二个诺贝尔奖。1956年，肖克利搬到帕洛阿尔托，创办了肖克利半导体公司;后来，该公司的主要员工离开，创建了仙童半导体(Robert Noyce和Jean Hoerni创建了仙童半导体)集成电路背后的关键思想)以及后来的英特尔(Intel)。

晶体管最引人注目的一个方面是科学家和工程师们如何不断地把它们做得越来越小，这样你就可以制造出包含它们的更密集的设备，这个过程通常被称为摩尔定律．第一个晶体管大约半英寸长;今天，手机或个人电脑的标准CPU有超过10亿个晶体管。

我以前说过，我相信晶体管是20世纪最重要的发明，因为它导致了我们今天无处不在的所有电子设备，更不用说在这些设备上运行的应用程序了。这一切都要从75年前说起。