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20世纪初，科学家们知道若何通过将尖锐的金属探针与半导体晶体接触来制造两头二极管。这些点接触二极管可以将振荡信号变为稳固信号，并普遍用作晶体无线电吸收器中的检测器。到 1920 年月，发现家最先研究使用半导体来放大和切换信号。

一些最早的半导体放大器事情来自东欧。1922-23 年，列宁格勒 Nizhegorod 无线电实验室的俄罗斯工程师 Oleg Losev 发现点接触锌矿 (ZnO) 晶体二极管的一种特殊事情模式支持高达 5 MHz 的信号放大。只管 Losev 多年来一直在无线电电路中试验这种质料，但他于 1942 年的列宁格勒围城战中死去，无法为他在历史上的职位辩护，以是他的作品基本上不为人知。

奥匈帝国物理学家 Julius E. Lilienfeld 移居美国，并于 1926 年申请了“控制电流的方式和装置”的专利，其中他形貌了一种使用硫化铜半导体质料的三电极放大装置。Lilienfeld 被以为发现了电解电容器，但没有证据注释他制造了一个事情放大器。然而，他的专利与厥后的场效应晶体管有足够的相似之处，因此拒绝了未来对该结构的专利申请。

德国科学家也为这项早期研究做出了孝顺。1934 年在英国剑桥大学事情时，德国电气工程师和发现家 Oskar Heil 申请了一项专利，该专利通过电极上的电容耦合控制半导体中的电流——本质上是场效应晶体管。

1938 年，罗伯特·波尔 (Robert Pohl) 和鲁道夫·赫尔希 (Rudolf Hilsch) 在哥廷根大学用三个电极对溴化钾晶体举行了实验。他们讲述了低频（约 1 赫兹）信号的放大。这些研究都没有带来任何应用，但 Heil 因其在高保真扬声器中使用的空气运动变压器而在今天的发烧友圈中被人们铭刻。

天才肖克利

由于其可靠性差和功耗大，到 1930 年月后期美国电话电报公司的工程师就知道真空管电路无法知足公司对电话容量快速增进的需求。贝尔实验室的研究主管 Mervin J. Kelly 指派 William Shockley 研究使用半导体手艺替换电子管的可能性。

1945 年头，肖克利使用战争时代为雷达探测器开发的改善半导体质料试验了一种场效应放大器，其观点类似于Heil和Lilienfeld的专利，但未能如他所愿地事情。物理学家约翰·巴丁 (John Bardeen) 提出，半导体外面的电子可能会阻止电场渗透到质料中。

在 Shockley 的指导下，Bardeen 与物理学家 Walter Brattain 一起最先研究这些“外面状态”的行为。

Walter Houser Brattain（1902-1987）追随怙恃在华盛顿州托纳斯基特四周的一个牧场定居。他在俄勒冈大学获得硕士学位，在明尼苏达大学获得博士学位。Brattain 于 1929 年作为研究物理学家加入贝尔实验室，在那里他被以为是一名熟练的实验家。

理论物理学家约翰·巴丁（John Bardeen，1908-1991 年）出生于威斯康星州麦迪逊市，曾作为神童在学校跳了三年级。他在威斯康星大学获得硕士学位，在普林斯顿大学获得博士学位，在那里他对固态物理学发生了兴趣。

在隐秘代号“The Surface State Job”下，他们的项目是美国电话电报公司的研究机构贝尔实验室的一个主要优先事项，旨在寻找体积更小、功率更低的替换品来替换粗笨、耗电的真空管。实验室的研究主任 Mervin J. Kelly 以为晶体半导体质料，如锗或硅，可能提供解决方案。为此在1936 年，他从麻省理工学院 (MIT) 招募了 William Shockley 来研究固体。

William Bradford Shockley出生于英国伦敦，怙恃是美国人，他在加利福尼亚州帕洛阿尔托渡过了他的青年时代，那里距离著名的惠普车库仅几码之遥。作为一个早熟的孩子，他“脾性浮躁，被宠坏了，险些无法控制，这让溺爱他的怙恃的生涯变得凄凉”。他在加州理工学院获得学士学位，在麻省理工学院获得理论物理学博士学位。才气横溢的英特尔公司戈登摩尔谈论说，肖克利“可以看到电子”，但Shockley自负且频频无常，因此虽然他获得治理层的支持，但在偕行中不太受迎接。诺贝尔奖获得者Charles Townes更是直言：“他什么都懂，就是不懂人。”

1939 年，肖克利确信他可以找到基于固体质料的解决方案，他写道：“今天我想到，原则上可以使用半导体而不是真空滚来制造放大器。” Brattain 协助 Shockley 对我们今天称之为场效应晶体管 (FET) 的想法举行了实验，但没有取得有用的效果。

但随之而来的第二次天下大战打乱了这项事情，但在1945年肖克利约请约翰巴丁并请他看看他是否能发现他的设计有什么问题时，它又恢复了。Bardeen 最初得出结论，它应该有用。

FET 是一种使用电场来控制半导体质料中电流流动的器件。肖克利在麻省理工学院时代揭晓了一篇论文，假设外面四周的电子可以像质料主体中的电子一样自由移动。1946 年 3 月 19 日，巴丁从理论上确定这种说法不确立。他得出结论，该区域的电子必须被捕捉，从而发生一种外面状态，从而形成运动障碍。

Bardeen 和 Brattain 在物理学家 Gerald Pearson 和化学家 Robert Gibney 的辅助下，致力于弄清晰他是否准确。到 1947 年头，在实验室实验中，他们证实了屏障的存在。作为他们的司理，肖克利会就若何打破障碍提出建议，但不会介入他们的一样平常事情。

神奇的11月

11 月 17 日星期一，Gibney建议Brattain在上外面的金属板和锗晶体板后头的触点之间施加电压，以发生垂直于外面的强电场。在电触点接触质料的点滴一滴液态电解质，中和了外面状态，并在结构中发生了可丈量的场效应。

根据 Bardeen 的建议，用一个被电解质笼罩的尖锐金属点探测外面，11 月 21 日，Brattain 制作了一个功效放大器，只管频率异常低。在肖克利所谓的“邪术月”时代，在黑板和实验室长椅上举行了几周的长时间和狂热的流动，连系处置质料的有时“意外”和伶俐的直觉，行使他们所学的知识，在没有电解质的存在。

Bardeen 盘算出削减两个触点之间的距离会增强效果。Brattain 想出了一种巧妙的方式，将金箔粘合到一个塑料楔子上，然后用外科手术正确地用剃须刀片切割尖端，以确立两个由一张纸的宽度离开的接触点。

1947 年 12 月 16 日星期二下昼，他们毗邻了一个弹簧，将这个粗拙的装置牢牢地压在锗外面上。Brattain 发现，若是他把它摆动得适可而止，“我就有了一个放大倍数为 100 的放大器，清晰到音频局限。”

于是，固态半导体放大器降生。

Bardeen 和 Brattain 晶体管的元件

他和布拉顿一致以为：“我们应该告诉肖克利我们今天做了什么。”

Bardeen很少在家里讨论他的事情；然而，那天晚上，他对在厨房剥胡萝卜的妻子随口说了一句：“今天有发现。” “那太好了，”她下意识地回覆。一段时间后，Jane发现谁人器械是晶体管。

值得一提的是，同年年头，德国物理学家赫伯特·马塔雷 (Herbert Mataré) 和他的同事海因里希·韦尔克 (Heinrich Welker) 在研究一种他称之为“过问”的征象时，在法国巴黎的西屋实验室自力制造了一种基于锗的放大器，其外面有两个点接触点。当他们得知贝尔实验室的通告时，Mataré 和 Welker 为他们自己的装备申请了专利，他们称之为“晶体管”。

晶体管终于降生

肖克利认可，Bardeen 和 Brattain的新闻在其心中激起了矛盾的情绪。“我对团队乐成的欣喜与不是发现者之一的挫败感相抵消。” 肖克利说。然则，他同样意识到他们的突破的主要性，并设计于1947 年 12 月 23 日星期二下昼为贝尔高管放置了一次放大器演示。

Brattain 对 1947 年 12 月 23 日展示的纪录

Brattain 在他的条记本上用麦克风和耳机纪录道，“这个电路现实上已经被讨论过而且......可以在示波器演示中听到和看到。” 可悲的是，没有人记得说了什么，只记得它起作用了。肖克利称其为“绝妙的圣诞礼物”。

圣诞节后的几天内，贝尔实验室的专利署理人最先纪录他们的事情并准备果然宣布。由于肖克利的自我驱动和自我推销流动使他成为贝尔实验室最引人注目的代言人，下令下达了要求，在他不在场的情形下，不得给Bardeen 和 Brattain摄影。那时的宣传照片显示他在现场的正面和中央。

1948 年 6 月 30 日在纽约举行的*次新闻公布会上，一位谈话人声称晶体管“可能在电子和电气通讯方面具有深远的意义”。纽约时报不为所动，将这个故事降级到“广播新闻”页面——低于肥皂剧赞助商的通告。

Brattain 的同事 John Pierce 被以为是想出这个名字的人。他同时也意识到它是凭证跨电阻原理事情的，皮尔斯从称为电阻器的相关电子元件中衍生出晶体管。

AT&T 的装备部门 Western Electric 于 1951 年最先制造点接触晶体管，到 1952 年年中，每月生产 6,000 多个器件，主要用于电话交流系统和助听器。

凭证 Brattain 的说法，Shockley 正在推动将他的一些想法纳入他们的专利申请，“演示后不久，Bardeen 和我划分打电话给我们，并告诉我们有时做这项事情的人并没有获得我告诉他，‘哦见鬼，Shockley，这对每小我私人来说都有足够的荣耀了。” 但他独自脱离，在家事情，在某种水平上不再是研究团队的一员了。”

然而基于他对明晰半导体物理学的理论孝顺和他发现的结型晶体管，肖克利与巴丁和布拉顿一起接受了 1956 年诺贝尔物理学奖，以表彰“半导体研究和晶体管效应的发现”。

由于嫉妒没有更显著地介入晶体管的发现，以及保持他相对于下属的职位的需要，肖克利最先了为期一个月的麋集理论流动。他确定点接触晶体管操作不是假设的近外面场效应，而是由于晶体主体中称为 PN 结的完全差其余结构。

由于这项事情，肖克利于 1948 年 1 月 23 日构想出一种截然差其余元件，称为结型晶体管，事实证实它比点接触器件更可靠，也更容易批量生产。在贝尔实验室于 1951 年 7 月 4 日宣布取得希望之前，制造事情晶体管仍然是一项艰难的挑战。他的版本通过启用新一代壮大的盘算机成为未来数十年的主要有源电子构建块。

值得一提的是，基于他对明晰半导体物理学的理论孝顺和他发现的结型晶体管，肖克利与巴Bardeen 和 Brattain一起接受了 1956 年诺贝尔物理学奖，以表彰“半导体研究和晶体管效应的发现”。

而在接下来的生长中，开发了许多差其余制造方式来更快、更廉价和更可靠的晶体管。1954 年的一项主要希望是硅晶体管，首先由贝尔实验室的 Morris Tanenbaum 开发，不久之后由新贵德州仪器公司的化学家 Willis Adcock 向导的团队开发。到 20 世纪 50 年月末，硅已成为业界*质料，TI 成为主要的半导体供应商。

随后，传奇通告Fairchild在 1958 年推出的双扩散硅台面晶体管取得了伟大的商业乐成。瑞士物理学家 Jean Hoerni 的革命性平面工艺解决了威胁公司未来的可靠性问题。Hoerni 的平面手艺不仅将晶体管制造从半手工操作转变为大批量自动化生产。它还促进了现代集成电路 (IC) 的生长。

MOSFET的到来

经由几年的生长，Lilienfeld 和 Heil 以及 Shockley 失败的早期实验的想法也终于在 1959 年取得功效。那时韩国电气工程师 Dawon Kahng 为埃及工程师 Martin M. (John) Atalla 在贝尔实验室研究半导体外面事情，并确立了*个乐成的效应晶体管 (FET：field-effect transistor )，由金属（M–栅极）、氧化物（O – 绝缘）和硅（S – 半导体）层组成。这也是厥后人人熟知的MOSFET（通常简称为 MOS），让更小、更廉价、功率更低的晶体管成为可能。

Fairchild 和 RCA 于 1964 年推出了商用 MOS 晶体管。但在用 MOS 工艺解决早期制造问题的十年中，盘算机系统中的单个晶体管在很洪水平上已被 IC 取代。从久远来看，MOS 晶体管被证实是构建高密度 IC（例如微处置器和存储器）的最适用方式。天天制造的数十亿个晶体管中，靠近 100% 是 MOS 器件。

与大多数手艺生长一样，现代晶体管的发现遵照培根式模式，即从真正国际化的工程师和科学家群体确立的“不停增进的知识库”中逐渐泛起，而不是从一个英雄的“发现家”的单独起劲中发生。”