晶体管发明人之一Walter H. Brattain

2007-12-13 18:56:14来源: 赛伯时空

1936年,在号称“工程师的摇篮”的美国麻省理工学里,一位不速客悄悄推开了博士生肖克利的房门。来者自报家门,说明他来自贝尔实验室,大名叫做凯利。肖克利吃了一惊,他久闻这位著名物理学家的大名。

“小伙子,愿意来贝尔实验室工作吗?”凯利快人快语,毫不掩饰自己来麻省“挖人”的意图。凯利的话使肖克利怦然心动,贝尔实验室在电子学方面开展着世界上规模最大的基础研究,发明专利的注册已达近万项之多。肖克利太愿意到贝尔实验室工作了!毕业后,他毫不迟疑地打点行装,来到了新泽西。

贝尔实验室里早就有位青年人,似乎在等着肖克利的到来,他的名字叫布拉顿。布拉顿先后取得过理学硕士和哲学博士学位,从1929年起就加盟贝尔实验室。两位青年志趣相投,一见如故。肖克利专攻理论物理,布拉顿则擅长实验物理,知识结构相得益彰,大有相见恨晚的感觉。工作之余,他们也常聚在一起“侃大山”。从贝尔电话上的继电器,到弗莱明、德福雷斯特发明的真空管,凡是涉及到当时电子学中的热门话题无话不谈。直到有一天,肖克利讲到一种“矿石”时,思想碰撞的火花终于引燃了“链式反应”。

肖克利激动地对布拉顿说,“有一类晶体矿石被人们称为半导体,比如锗和硅等等,它们的导电性并不太好,但有一些很奇妙的特性,说不定哪天它们会影响到未来电子学的发展方向。”布拉顿心领神会,连连点头称是。

如果不是第二次世界大战爆发,肖克利和布拉顿或许更早就“挖掘”到什么“珍宝”,然而,战争毕竟来临了,肖克利和布莱顿先后被派往美国海军部从事军事方面的研究,刚刚开始的半导体课题遗憾地被战火中断。

1945年,战火硝烟刚刚消散,肖克利一路风尘赶回贝尔,并带来了另一位青年科学家巴丁。肖克利向布拉顿介绍说,巴丁是普林斯顿大学的数学物理博士,擅长固体物理学。巴丁的到来,对肖、布的后续研究如虎添翼,他渊博的学识和固体物理学专长,恰好弥补了肖克利和布拉顿知识结构的不足。

贝尔实验室迅速批准固体物理学研究项目上马,凯利作为决策者在课题任务书上签署了大名。 由肖克利领衔, 布拉顿、巴丁等人组成的半导体小组把目光盯住了那些特殊的“矿石”。肖克利首先提出了“场效应”半导体管实验方案,然而首战失利,他们并没有发现预期的那种放大作用。

1947年的圣诞节即将来临,这天晌午时分,布拉顿和巴丁不约而同地走进实验室。在此之前,由于有巴丁固体表面态理论的指导,他俩几乎接近了成功的边缘。实验表明,只要将两根金属丝的接触点尽可能地靠近,就可能引起半导体放大电流的效果。但是,如何才能在晶体表面形成这种小于0.4毫米的触点呢? 布拉顿精湛的实验技艺开始大显神威。他平稳地用刀片在三角形金箔上划了一道细痕,恰到好处地将顶角一分为二,分别接上导线,随即准确地压进锗晶体表面的选定部位。

电流表的指示清晰地显示出,他们得到了一个有放大作用的新电子器件!布拉顿和巴丁兴奋地大喊大叫起来,闻声而至的肖克利也为眼前的奇迹感到格外振奋。布拉顿在笔记本上这样写道:“电压增益100,功率增益40……实验演示日期1947年12月23日下午。”作为见证者,肖克利在这本笔记上郑重地签了名。

布拉顿和巴丁终于在圣诞节的前夜创造出了世界上第一只半导体放大器件,为人类电子事业的发展献上了一份丰厚的礼物。他们决定把这种器件命名为“晶体管”。

1948年,美国专利局批准了贝尔实验室关于晶体管的发明专利。然而,专利书上的发明人只列着布拉顿和巴丁。肖克利看后,一笑置之,他毫不气馁,表现出真正的“大将风度”。此后,在同伴成功的激励下,肖克利快刀斩乱麻,一举攻克晶体管中的另一座“堡垒”:他发明了一种“结型晶体管”,离布拉顿和巴丁发明“点接触型晶体管”的时间仅隔一年。人们后来知道,结型晶体管才是现代晶体管的正宗始祖,它不仅预示着半导体技术的发展方向, 而且是肖克利坚韧不拔的精神体现, 以致有人恢谐地给它起了个绰号叫
“坚持管”。

1948年7月1日, 美国《纽约时报》只用了8个句子的篇幅,简短地公开了贝尔实验室发明晶体管的消息。 “一石激起千层浪”,它就像8颗重磅炸弹,在全世界电子行业“引爆”出强烈的冲击波,它昭示着电子管将从此一蹶不振,晶体管将由此一步登天。电子计算机终于就要大步跨进了第二代的门槛!1954年,贝尔实验室乘热打铁,使用800支晶体管组装成功人类有史以来第一台晶体管计算机TRADIC, 虽然它还太嫩拙,够不上称为第二代电脑成功的标志。

1956年,肖克利、布拉顿和巴丁手挽手肩并肩,迈步登上诺贝尔奖的领奖台。

关键字:电子  理论  固体  物理

编辑:汤宏琳 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/news/enterprise/200712/19915.html
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