晶体管与电子管相比的优越性

2007-12-13 15:58:04来源: 互联网 关键字:收音  制作  阴极  工艺

晶体管的出现,是电子技术之树上绽开的一朵绚丽多彩的奇葩。

同电子管相比,晶体管具有诸多优越性:

①晶体管的构件是没有消耗的。无论多么优良的电子管,都将因阴极原子的变化和慢性漏气而逐渐劣化。由于技术上的原因,晶体管制作之初也存在同样的问题。随着材料制作上的进步以及多方面的改善,晶体管的寿命一般比电子管长 100到1000倍,称得起永久性器件的美名。

②晶体管消耗电子极少,仅为电子管的十分之一或几十分之一。它不像电子管那样需要加热灯丝以产生自由电子。一台晶体管收音机只要几节干电池就可以半年一年地听下去,这对电子管收音机来说,是难以做到的。

③晶体管不需预热,一开机就工作。例如,晶体管收音机一开就响,晶体管电视机一开就很快出现画面。电子管设备就做不到这一点。开机后,非得等一会儿才听得到声音,看得到画面。显然,在军事、测量、记录等方面,晶体管是非常有优势的。

④晶体管结实可靠,比电子管可靠 100倍,耐冲击、耐振动,这都是电子管所无法比拟的。另外,晶体管的体积只有电子管的十分之一到百分之一,放热很少,可用于设计小型、复杂、可靠的电路。晶体管的制造工艺虽然精密,但工序简便,有利于提高元器件的安装密度

正因为晶体管的性能如此优越,晶体管诞生之后,便被广泛地应用于工农业生产、国防建设以及人们日常生活中。1953年,首批电池式的晶体管收音机一投放市场,就受到人们的热烈欢迎,人们争相购买这种收音机。接着,各厂家之间又展开了制造短波晶体管的竞赛。此后不久,不需要交流电源的袖珍“晶体管收音机”开始在世界各地出售,又引起了一个新的消费热潮

由于硅晶体管适合高温工作,可以抵抗大气影响,在电子工业领域是最受欢迎的产品之一。从1967年以来,电子测量装置或者电视摄像机如果不是“晶体管化”的,那么就别想卖出去一件。轻便收发机,甚至车载的大型发射机也都晶体管化了。

另外,晶体管还特别适合用作开关。它也是第二代计算机的基本元件。人们还常常用硅晶体管制造红外探测器。就连可将太阳能转变为电能的电池——太阳能电池也都能用晶体管制造。这种电池是遨游于太空的人造卫星的必不可少的电源。晶体管这种小型简便的半导体元件还为缝纫机、电钻和荧光灯开拓了电子控制的途径。

从1950年至1960年的十年间,世界主要工业国家投入巨额资金,用于研究、开发与生产晶体管和半导体器件。例如,纯净的锗或硅半导体,导电性能很差,但加入少量其它元素(称为杂质)后,导电性能会提高许多。但是要想把定量杂质正确地熔入锗或硅中,必须在一定的温度下,通过加热等方法才能实现。而一旦温度高于摄氏75度,晶体管就开始失效。为了攻克这一技术难关,美国政府在工业界投资数百万美元,以开展这项新技术的研制工作。在这样雄厚的财政资助下,没过多久,人们便掌握了这种高熔点材料的提纯、熔炼和扩散的技术。特别是晶体管在军事计划和宇宙航行中的威力日益显露出来以后,为争夺电子领域的优势地位,世界各国展开了激烈的竞争。为实现电子设备的小型化,人们不惜成本,纷纷给电子工业以巨大的财政资助。

自从1904年弗莱明发明真空二极管,1906年德福雷斯特发明真空三极管以来,电子学作为一门新兴学科迅速发展起来。但是电子学真正突飞猛进的进步,还应该是从晶体管发明以后开始的。尤其是PN结型晶体管的出现,开辟了电子器件的新纪元,引起了一场电子技术的革命。在短短十余年的时间里,新兴的晶体管工业以不可战胜的雄心和年轻人那样无所顾忌的气势,迅速取代了电子管工业通过多年奋斗才取得的地位,一跃成为电子技术领域的排头兵。

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