“真空管的時(shí)代打了一戰(zhàn),而晶體管是二戰(zhàn)催生出來的?!?/p>
“一戰(zhàn)時(shí)期的戰(zhàn)斗機(jī)還非常原始,搖搖晃晃的大玩具,上下兩個(gè)翼,很多戰(zhàn)斗機(jī)連像樣的武器都沒有,最初靠飛行員背一把槍上去打,后來才慢慢發(fā)展出戰(zhàn)斗機(jī)上的機(jī)槍和投彈裝置,依舊很笨拙,火力基本屬于刮痧?!?/p>
“二戰(zhàn)時(shí)期的戰(zhàn)斗機(jī)劇烈進(jìn)化,尺寸大,飛行性能強(qiáng),高難度狗斗或者炸彈大串大串往下扔,空襲殺傷力直線上升,于是雷達(dá)就變得無比重要。戰(zhàn)時(shí)燈塔投入雷達(dá)研發(fā)的費(fèi)用是30億刀,比原子彈的開銷都高。”
“但是,雷達(dá)波的頻率比無線電高很多,真空管整流器的性能跟不上了,必須得有更高效的整流器,于是當(dāng)時(shí)科學(xué)家們把目光瞄準(zhǔn)了半導(dǎo)體。”
“很多年前,漢斯國的布勞恩曾偶然發(fā)現(xiàn),用細(xì)金屬絲去碰方鉛礦,偶爾會(huì)出現(xiàn)電流,但布勞恩搞不明白為什么。”
“實(shí)際上還是咱們最開始講的那個(gè)能量斜坡,電子會(huì)從坡頂往坡底去,當(dāng)時(shí)經(jīng)典物理學(xué)大廈上烏云密布,量子物理學(xué)誕生,一些電子特性被量子物理學(xué)家解釋出來。隨后有三個(gè)人幾乎同時(shí)做出了方鉛礦電流的原理解釋,分別是莫特、肖特基和達(dá)維多夫。”
“題外話,莫特收了一個(gè)留學(xué)生黃昆,黃昆后來去北大辦了國內(nèi)
肖克利躺贏狗
“巴丁想起了什么呢?咱們前面提到的,用銅絲去戳方鉛礦產(chǎn)生電流。”
“于是巴丁嘗試做改良,用鎢絲去戳硅!”
“但還不夠,用鎢絲戳只能起到整流效果,相當(dāng)于真空二極管,但實(shí)際應(yīng)用需要相當(dāng)于真空三極管的放大效果,所以還得加一個(gè)電極去調(diào)控鎢絲到硅片的單向電流。”
“聽懂了吧?思路完全一樣的,只是把材料給換了,想方設(shè)法靠材料變化獲得更好的效果!”相曉桐說。
“懂了!”班里學(xué)生異口同聲答應(yīng),這課程上的確實(shí)輕松,屬于中學(xué)生都聽得懂的內(nèi)容。
但其實(shí)真正高手講課,就是擅長把復(fù)雜概念講到中學(xué)生能聽懂,只有最差勁的老師會(huì)把概念講的云山霧罩不知所云。
“湊巧,布拉頓的硅片沒保存好,被冰箱里的水給沾shi了,結(jié)果因禍得福,shi漉漉的硅片意外出現(xiàn)了放大信號(hào)的效果,組里化學(xué)家做出理論解釋,說水分子解除了硅表面電子的束縛?!?/p>
“于是布拉頓和巴丁做實(shí)驗(yàn),鎢絲戳硅片,同時(shí)加上一滴水,信號(hào)成功放大!”
“但信號(hào)的放大倍率還不夠,巴丁決定再換材料,戰(zhàn)時(shí)從其他研究所那里得知鍺也能拿來做半導(dǎo)體,所以他們開始用鍺片替代硅片,效果非常驚人,電壓放大兩倍,功率放大三百多倍!”
“到了這一步,距離晶體管問世僅剩一步之遙,這一步是什么?水!”
“滴水雖然能放大信號(hào),但只是驗(yàn)證思路用的,總不能成品上面還靠滴水吧?現(xiàn)實(shí)中根本沒法用!換成什么呢?”
“金!”底下又有學(xué)生搶答。
相曉桐點(diǎn)頭,“金電極可行,但加工工藝又很難,巴丁計(jì)算出兩個(gè)電極最多間隔005毫米,靠老辦法加工不到這種精度,于是布拉頓設(shè)計(jì)出一種三角劈,像這樣?!?/p>
輕點(diǎn)鼠標(biāo),大屏幕上冒出示意圖,上下是塑料框架,一塊塑膠三角表面蒙著金箔,被彈簧頂在下方的鍺上,集電極發(fā)射級(jí)基極引線各就各位。
“至此,點(diǎn)接觸式晶體管誕生了!也是人類歷史上
勾心斗角的發(fā)明爭奪
滿教室學(xué)生已經(jīng)笑得停不下來了。宋河表情認(rèn)真繼續(xù)講課。
“大家在歡慶時(shí),肖克利在沉思,同事的大獲勝利可能刺激到了他的靈感,他很快想出一種三層結(jié)構(gòu)的晶體管!”