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1、晶体管综述引言 晶体管是一种半导体器件，具有整流、放大、开关、检波，稳压、信号调制等多种功能。它是规范操作电脑，手机，和所有其他现代电子电路的基本构建块。晶体管的发明是20世纪具有划时代意义的创新事件。它的诞生促使电子产业转型，加快自动化和信息化的步伐，改变了世界的面貌。第一章晶体管的诞生1920年代就有科学家提出用半导体制作放大器，但当时对材料的了解不足，无法实现。1939年，美国贝尔实验室的威廉肖克利重拾这个想法，准备用半导体材料替代真空管。然而，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，因此这种晶体管无法被制造出来。1947年末，美国贝尔实验室的肖克利、巴丁和布拉顿三人基于
2、半导体锗，研制出第一个具有信号放大功能的点接触型晶体管。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。第二章晶体管的发展应用1952年，晶体管顺利地从实验室进入了市场。尽管它比真空管昂贵，但在可移动和使用电池的场景下晶体管还是更理想。1953年由曼彻斯特大学一台实验室计算机发端，晶体管很快被作为开关使用。晶体管技术发展出了不同的制造工艺，性能得到改善，成本被降低。随着价格降低，晶体管的使用越来越广泛，在1960年之前，大部分新出品的计算机都使
3、用晶体管了。晶体管被认为是现代历史中最伟大的发明之一，可能是二十世纪最重要的发明，它让收音机、计算器、电脑、以及相关电子产品变得更小、更便宜。可以说，在重要性方面其与印刷术，汽车和电话等发明相提并论。晶体管是所有现代电器的关键主动器件。晶体管在当今社会如此重要，主要是因为晶体管可以使用高度自动化的过程进行大规模生产的能力，因而能够不可思议地达到极低的单位成本。晶体管是现代电子设备制造的基础，它已经应用到了我们的生活当中。目前的大规模芯片，比如中央处理器包含几十亿个晶体管，带来了强劲的性能，改变了我们的生活。可以说，从半导体收音机，到智能手机，再到电视等家用电子产品，都离不开晶体管。它极大地丰富
4、了我们的生活，带我们走进了电子信息时代！同时，晶体管的成本，灵活性和可靠性使得其成为非机械任务的通用器件，例如数字计算。晶体管电路在控制电器和机械的应用上，也正在取代电机设备，因为它通常是更便宜而有效，使用电子控制时，可以使用标准集成电路并编写计算机程序来完成一个机械控制同样的任务。因为晶体管和后来的电子计算机的低成本，人类开始了数字化信息的浪潮，并进入崭新的时代。第三章晶体管的发展趋势未来，晶体管的技术可能会通过堆叠多个晶体管，实现高达30%至50%的逻辑微缩提升，在每平方毫米上容纳更多晶体管，未来将克服传统技术限制，用仅有数个原子厚度的新型材料制造晶体管，以增加每平方上的晶体管数量。同时，能够通过开发可在室温下进行高效、低功耗计算的新型器件，以逐步取代传统的晶体管。结论晶体管在过去十几年的发展是相当惊人的。这一演变得益于整个行业的研发团队的创新理念和辛勤工作，他们拥有多个学科领域的跨学科的专业知识。令人难以置信的是，这一进展绝对不会很快停止。可以预见，在不远的将来晶体管技术会在更微级别都能够实现快速进步。