半導體故事之三極管

半導體是一類摻了雜質的晶體材料，摻雜后的晶體材料，會有整流作用，就是說這類材料只能讓電子或空穴一種電流通過，而不像導體，無論是電子電流還是空穴電流都能通過。因此晶體管取代電子管是必然趨勢。但是，只有整流二極管沒有放大器，晶體管仍無法和電子管競爭。

二戰后，威廉·肖克利(William Shockley)回到貝爾實驗室，正好貝爾實驗室決定要進行一個半導體方面的計劃，目標是想做出固態放大器。于是成立固體物理研究小組，小組的任務就是要用鍺和硅來制造這一放大器件。

肖克利擔任組長，化學家史丹利·摩根(Stanley Morgan)任副組長，成員包括約翰·巴丁(John Bardeen)、瓦爾特·布萊頓(Walter Brattain)、希爾伯特·摩爾(Hilbert Moore)。1947年12月23日，約翰·巴丁、瓦爾特·布萊頓研制出第一個具有放大電流效果的鍺固態三極管；根據三極體的結構特征及電極的電流機制，取名點觸式電晶體(Transistor)。

貝爾實驗室發明的第一只晶體三極管（圖片來源于網絡）

1950年肖克利的研究小組利用擴散技術制成了第一只結型晶體三極管，結型晶體三極管使后來的晶體三極管和集成電路的大規模生產成為可能。

1953年出現了鍺合金晶體管，1955處出現了擴散基區晶體管，1957年美國仙童公司利用硅晶片上熱生長二氧化硅工藝制造出世界上第一只硅平面晶體管。

晶體管的演進（圖片來源于網絡）

三極管，全稱應為半導體三極管，也稱雙極型晶體管、晶體三極管，是一種控制電流的半導體器件其作用是把微弱信號放大成幅度值較大的電信號，也用作無觸點開關。晶體三極管，是半導體基本元器件之一，具有電流放大作用，是電子電路的核心元件。三極管是在一塊半導體基片上制作兩個相距很近的PN結，兩個PN結把整塊半導體分成三部分，中間部分是基區，兩側部分是發射區和集電區，排列方式有PNP和NPN兩種。

晶體管的發明，引起了電子技術的重大變革，成為半導體技術發展第一個里程碑，從此人類步入飛速發展的電子時代。晶體管促進并帶來了“固態革命”，進而推動了全球范圍內的半導體電子工業。作為主要部件，它及時、普遍地首先在通訊工具方面得到應用，并產生了巨大的經濟效益。由于晶體管徹底改變了電子線路的結構，集成電路以及大規模集成電路應運而生，這樣制造像高速電子計算機之類的高精密裝置就變成了現實。

威廉·肖克利、約翰·巴丁、瓦爾特·布萊頓三人獲得1956年的諾貝爾物理獎。