ao3400中文资料
驻村工作简报-绍兴柯岩风景区
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ao3400晶体管（transistor）是一
种固体半导体器件，具有检波、整
流、放大、开关、稳压、信号调制等多种功能。晶体管作为一种可变<
br>电流开关，能够基于输入电压控制输出电流。与普通机械开关（如
Relay、switch）不
同，晶体管利用电讯号来控制自身的开合，而且
开关速度可以非常快，实验室中的切换速度可达100G
Hz以上。
2016年，劳伦斯伯克利国家实验室的一个团队打破了物理极限，将
现有的最精尖的晶体管制程从14nm缩减到了1nm，完成了计算技
术界的一大突破。
晶体
管是一种半导体器件，放大器或电控开关常用。晶体管是规范操
作电脑，手机，和所有其他现代电子电路
的基本构建块。
由于其响应速度快，准确性高，晶体管可用于各种各样的数字和模拟
功能，包括放大，开关，稳压，信号调制和振荡器。晶体管可独立包
装或在一个非常小的的区域，可容
纳一亿或更多的晶体管集成电路的
一部分。
1947年12月，美国贝尔实验室的肖克利、巴
丁和布拉顿组成的研
究小组，研制出一种点接触型的锗晶体管。晶体管的问世，是20世
纪的一
项重大发明，是微电子革命的先声。晶体管出现后，人们就能
用一个小巧的、消耗功率低的电子器件，来
代替体积大、功率消耗大
的电子管了。晶体管的发明又为后来集成电路的诞生吹响了号角
。20
世纪最初的10年，通信系统已开始应用半导体材料。20世纪上半
叶，在无线电爱好者
中广泛流行的矿石收音机，就采用矿石这种半导
体材料进行检波。半导体的电学特性也在电话系统中得到
了应用。
晶体管的发明，最早可以追溯到1929年，当时工程师利莲费尔德就
已
经取得一种晶体管的专利。但是，限于当时的技术水平，制造这种
器件的材料达不到足够的纯度，而使这
种晶体管无法制造出来。
由于电子管处理高频信号的效果不理想，人们就设法改进矿石收音
机
中所用的矿石触须式检波器。在这种检波器里，有一根与矿石（半导
体）表面相接触的金属丝
（像头发一样细且能形成检波接点），它既
能让信号电流沿一个方向流动，又能阻止信号电流朝相反方向
流动。
在第二次世界大战爆发前夕，贝尔实验室在寻找比早期使用的方铅矿
晶体性能更好的检波
材料时，发现掺有某种极微量杂质的锗晶体的性
能不仅优于矿石晶体，而且在某些方面比电子管整流器还
要好。
在第二次世界大战期间，不少实验室在有关硅和锗材料的制造和理论
研究方
面，也取得了不少成绩，这就为晶体管的发明奠定了基础。
为了克服电子管的局限性，第二
次世界大战结束后，贝尔实验室加紧
了对固体电子器件的基础研究。肖克莱等人决定集中研究硅、锗等半
导体材料，探讨用半导体材料制作放大器件的可能性。
1945年
秋天，贝尔实验室成立了以肖克莱为首的半导体研究小组，
成员有布拉顿、巴丁等人。布拉顿早在192
9年就开始在这个实验室
工作，长期从事半导体的研究，积累了丰富的经验。他们经过一系列
的
实验和观察，逐步认识到半导体中电流放大效应产生的原因。布拉
顿发现，在锗片的底面接上电极，在另
一面插上细针并通上电流，然
后让另一根细针尽量靠近它，并通上微弱的电流，这样就会使原来的
电流产生很大的变化。微弱电流少量的变化，会对另外的电流产生很
大的影响，这就是“放大”作用。
布拉顿等人，还想出有效的办法，来实现这种放大效应。他们在发射
极和基极之间输
入一个弱信号，在集电极和基极之间的输出端，就放
大为一个强信号了。在现代电子产品中，上述晶体三
极管的放大效应
得到广泛的应用。
巴丁和布拉顿最初制成的固体器件的放大倍数为
50左右。不久之后，
他们利用两个靠得很近(相距0.05毫米)的触须接点，来代替金箔接
点，制造了“点接触型晶体管”。1947年12月，这个世界上最早的
实用半导体器件终于问世了，在
首次试验时，它能把音频信号放大
100倍，它的外形比火柴棍短，但要粗一些。
在为这种器件命名时，布拉顿想到它的电阻变换特性，即它是靠一种
从“低电阻输入”到
“高电阻输出”的转移电流来工作的，于是取名
为trans-
resistor(转换电阻)，后来缩写为transistor，中文译名就是
晶体管。
由于点接触型晶体管制造工艺复杂，致使许多产品出现故障，它还存
在噪声大、在功率大时难于
控制、适用范围窄等缺点。为了克服这些
缺点，肖克莱提出了用一种“整流结”来代替金属半导体接点的
大胆
设想。半导体研究小组又提出了这种半导体器件的工作原理。
1950年，第
一只“PN结型晶体管”问世了，它的性能与肖克莱原
来设想的完全一致。晶体管大部分仍是这种PN结
型晶体管。(所谓
PN结就是P型和N型的结合处。P型多空穴。N型多电子。)
1956年，肖克利、巴丁、布拉顿三人，因发明晶体管同时荣获诺贝
尔物理学奖。