晶体管:团结的力量

1904年，人类第一支电子管诞生，世界从此进入电子时代。世界上第一台电子计算机安装了1.8万支电子管，运算速度得到空前提高。可是好景不长，电子管在实际应用中逐渐暴露出使用寿命短、体积庞大、结构脆弱等难以克服的弱点，计算机的进一步发展受到严重制约。

为了开发电子管的替代产品，美国贝尔实验室主任凯利将目光放在了半导体材料上，他深信人们会找到一种更好的放大元件代替真空电子管。1936年，凯利广纳贤才，成立了半导体研究小组，肖克利和布拉顿都是其中的成员，他们共同研究的课题是氧化铜的工作原理。肖克利想以氧化铜制成半导体三极管，但实验屡次失败。

随着二战爆发，研究课题被搁置下来。战争结束后，肖克利和布拉顿又回到了贝尔实验室，并于 1946 年1月成立固体物理研究小组，肖克利担任组长。肖克利上任后做的第一件事就是聘用巴丁和其他一些科学家。一开始，布拉顿和巴丁采用肖克利提出的场效应概念，将一片金属覆盖在半导体上，利用金属与半导体之间的电压所产生的电场来控制在半导体中通过的电流。不幸的是，布拉顿等人进行了多次实验都没有成功。

分析失败原因后，巴丁提出了表面态理论。根据这一新的原理，在1947年12月23日的实验中，他们终于取得了意义重大的成功。巴丁和布拉顿把两根细金属丝放置在锗半导体晶片的表面，其中一根接通电流，使另一根尽量靠近它，并加上微电流，这时，通过锗片的电流突然增大，这就是一种信号放大的现象。巴丁和布拉顿实验成功的这种晶体管，是金属触丝和半导体的某一点接触，故称“点接触晶体管”。

这项伟大的发明使许多专家大为惊讶。然而，对它的实用价值，人们大都表示怀疑。在公众心目中，晶体管不过是实验室的珍品而已，估计只能做助听器之类的小东西，不可能派上大用场。

然而，贝尔实验室的科学家们坚信晶体管大有前途，它的巨大潜力还没有被人们发掘。之后，肖克利对半导体的性能进行了更为深入地研究，并认识到过去进展不大的主要原因是一味地模仿真空三极管。于是，他又构思了一种新型晶体管，其结构像三明治夹心面包一样，把N型半导体夹在两层P型半导体之间。由于技术条件的限制，肖克利整整花费了一年的时间，直到1950年，才成功制造出第一个PN结型晶体管，这正是现代晶体管的正宗始祖。

晶体管的问世，是微电子革命的先声，对电子计算机的进一步发展具有决定性意义。1954年，贝尔实验室趁热打铁，使用800支晶体管成功组装人类有史以来第一台晶体管计算机TRADIC。

1956年，肖克利、巴丁和布拉顿三人因为发明晶体管，共同获得当年诺贝尔物理学奖，荣誉同样授予贝尔实验室。