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在1947年，貝爾實(shí)驗(yàn)的Walter H. Brattain第一個(gè)開(kāi)發(fā)制作了這個(gè)裝置。在一個(gè)塑料支架上，放置了一個(gè)銅塊，上面又安裝了一大塊半導(dǎo)體鍺（Germanium）。

就是世界上第一個(gè)晶體管設(shè)計(jì)模型，看起來(lái)它好像并不能夠改變世界，但它的確做到了。

這是一個(gè)放大了很多倍的復(fù)制品，它很大程度上完美代表原型原理。

在1947年，貝爾實(shí)驗(yàn)的Walter H. Brattain第一個(gè)開(kāi)發(fā)制作了這個(gè)裝置。在一個(gè)塑料支架上，放置了一個(gè)銅塊，上面又安裝了一大塊半導(dǎo)體鍺（Germanium）。

在鍺塊上面又放置了一個(gè)塑料三角形。在三角形的兩個(gè)斜邊各粘貼了一層金箔。

上面有一個(gè)金屬?gòu)椈桑蛳聦⑷切螇涸诎雽?dǎo)體鍺塊上面，在其頂端與鍺表面形成了一個(gè)點(diǎn)接觸，這就形成了一個(gè)點(diǎn)接觸三極管。

這就是Brattain和Bardeen在1947年12月份發(fā)明的點(diǎn)接觸三極管裝置。

他們?cè)谌龢O管的左邊接入一個(gè)麥克風(fēng)，在右邊回路接入一個(gè)音箱。他們對(duì)著麥克風(fēng)說(shuō)話，可以觀察到音箱中出現(xiàn)被放大了的聲音。

Brattain在實(shí)驗(yàn)室的工作筆記中寫道：這個(gè)電路將聲音進(jìn)行了放大，可以在示波器上被觀察到，也可以被聽(tīng)到。

放大功能是晶體三極管的主要功能。比如我們的手機(jī)，它接收到來(lái)自附近手機(jī)信號(hào)發(fā)送接收基站的微弱信號(hào)，手機(jī)中的電路將信號(hào)放大解調(diào)后，形成可以收聽(tīng)的聲音。

這個(gè)晶體三極管究竟是如何完成這神奇的功能的呢？其中關(guān)鍵之處在于塑料三角形與鍺塊接觸的這一小的區(qū)域。

在這個(gè)區(qū)域內(nèi)集成了三種不同的導(dǎo)電物質(zhì)。我們按照物質(zhì)的導(dǎo)電性能將物質(zhì)分成了三大類：導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體。

第一類是導(dǎo)體，比如像金屬，是通過(guò)內(nèi)部帶有負(fù)電的電子來(lái)傳遞電流的；第二類是絕緣體，它們則會(huì)阻擋電流流過(guò)；第三類是可以用來(lái)制作成晶體三極管的半導(dǎo)體。正如它的名字所示，半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能好于絕緣體，但比導(dǎo)體差。

與導(dǎo)體最大的一點(diǎn)不同，導(dǎo)體只是有帶有負(fù)電荷的電子來(lái)導(dǎo)電，而半導(dǎo)體則會(huì)有兩種不同的導(dǎo)電粒子，也稱為載流子：正電荷載流子和負(fù)電荷載流子。這是三極管特性基礎(chǔ)。

也可使用其它種類器件完成同樣的單向?qū)щ姽δ埽热缯婵斩O管。但是它們非常復(fù)雜，具有很多部件，如果過(guò)熱也會(huì)造成器件不可靠，造價(jià)很高，也不可能進(jìn)行小型化。

能夠小型化非常關(guān)鍵，晶體管帶來(lái)了微電子的革命變化。Brattain所制作的晶體管是所有晶體管的基礎(chǔ)。

為了理解第一個(gè)晶體管的工作原理，可以把它左右分開(kāi)，看成兩個(gè)并聯(lián)在一起的單向?qū)щ姷亩O管。

在中間是一層半導(dǎo)體鍺，它具有負(fù)電荷載流子。下面是金屬銅形成的導(dǎo)電基底。最上層是有金箔層。

當(dāng)金箔接觸到半導(dǎo)體鍺表面的時(shí)候，就會(huì)形成帶有正電荷載流子的半導(dǎo)體。在其下就是帶有負(fù)電荷載流子的鍺半導(dǎo)體。

盡管上層帶有正電荷載流子半導(dǎo)體層非常薄，但是仍然形成了可以提供三極管工作的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。左右兩邊可以看成各自上正下負(fù)極性的兩個(gè)二極管。

在左邊，使用一個(gè)低電壓電源，電源正極接到上層金箔層，這樣可以形成導(dǎo)通電流。在右邊使用一個(gè)大電壓的電源，但極性調(diào)換，下正上負(fù)，這種電壓配置使得右邊對(duì)應(yīng)的二極管截止。

將左右兩個(gè)二極管在重新合并在一起，神奇的事情發(fā)生了。左邊流動(dòng)著電流。由于左右兩個(gè)金箔接觸點(diǎn)間距非常小，小于2000分之一英寸。于是在正電荷載流子半導(dǎo)體薄層中，正電荷就會(huì)從左邊被“注射到”右邊，于是在右邊也形成了導(dǎo)通電流。

右邊的電流的大小實(shí)際上會(huì)受到左邊電流大小的控制，而且是通過(guò)一個(gè)左邊的小電流控制了右邊的大電流，也就是右邊的電流強(qiáng)度要大于左邊的電流強(qiáng)度。

如果進(jìn)一步考慮這個(gè)現(xiàn)象，就能夠明白其中改變世界的秘密了--也就是通過(guò)這個(gè)機(jī)制我們創(chuàng)造信號(hào)的放大現(xiàn)象。

度量信號(hào)的大小使用信號(hào)的功率，電信號(hào)的功率等于電流信號(hào)乘以電壓信號(hào)。

在電路中關(guān)鍵元件是工作電源。如果左邊使用小電壓工作電源，右邊工作電壓高。這樣任何左邊的電流的波動(dòng)，就會(huì)引起右邊電流的巨大變化。

左邊引起電流波動(dòng)的信號(hào)可能來(lái)自麥克風(fēng)電壓信號(hào)。在1947年的晶體管組成的放大電路可以將音頻信號(hào)的功率增加35分貝。

Westen Electric 公司在1951年開(kāi)始批量生產(chǎn)這種點(diǎn)接觸式晶體三極管。這種晶體管的一個(gè)巨大缺陷就是可靠性差，有的晶體會(huì)會(huì)突然失效。從制作工藝角度來(lái)看，這種結(jié)構(gòu)有著先天不足，它是三維立體結(jié)構(gòu)。

第一個(gè)晶體管原理圖和外觀--正宗手工打造的三極管

由此，物理學(xué)家開(kāi)始考慮如何能夠?qū)⑵骷娜S結(jié)構(gòu)改變成二維的結(jié)構(gòu)。多年之后，包括Westen Electric, RCA，GE等公司開(kāi)發(fā)出結(jié)型二維晶體三極管。這種晶體管的性能超過(guò)了最早的點(diǎn)接觸型的晶體三極管。

世界上第一個(gè)結(jié)型晶體三極管

晶體管發(fā)明人之一Walter H. Brattain因其貢獻(xiàn)和Bardeen、Shockley三人共同榮獲了1956年物理諾貝爾獎(jiǎng)。也許Brattain在貝爾實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)中顯得最沒(méi)有什么才氣，性格低調(diào)。

在他獲獎(jiǎng)感言的一開(kāi)始就說(shuō)到：“首先我要說(shuō)的是，在為能夠分享這份諾貝爾物理獎(jiǎng)”感到無(wú)比榮耀的同時(shí)，也意識(shí)到我只不過(guò)是作為為此作出貢獻(xiàn)的眾多成員的一個(gè)代表。沒(méi)有他們的工作和努力，我不會(huì)有機(jī)會(huì)來(lái)這兒領(lǐng)獎(jiǎng)。”