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案例库 · 工程与运营 · 技术决策 · 1947–1951

贝尔实验室用一片固态锗取代了真空管

1947年的点接触晶体管利用锗片上的两个金触点放大信号,这一微小的固态元件取代了真空管。

贝尔实验室(AT&T)

那一手

20世纪40年代的每个电子设备都依赖真空管,这种管子通过加热玻璃灯泡内的灯丝来放大信号。它们体积大、易碎、启动慢且耗电,因此计算机的尺寸受制于内部的真空管。

1947年,在AT&T的贝尔实验室,约翰·巴丁和沃尔特·布拉顿在威廉·肖克利的指导下,展示了第一台半导体放大器:点接触晶体管,两个金触点压在锗片上。

一个触点的电流控制另一个触点的电流,因此小输入产生大输出——无需灯丝、玻璃,也几乎不发热,就能实现放大。该器件在固态晶体中工作,电压增益可达100倍。

只需选用不同的材料和机制,就能让电子设备变得体积更小、发热更低、可靠性更高。

为什么管用

  • 固态器件不需要灯丝,因此功耗更低,产热更少。
  • 无玻璃、无活动部件,比真空管更小、更坚固、更可靠。
  • 制造成本低廉的微型放大器,使机器能使用数千个这样的器件,这是实现计算机的关键。
  • 其工作原理是小信号控制大电流,所以内部放大而非依靠强行放大。
值了多少在固态晶体中放大信号,而不是在真空管中神来之笔

可以搬走什么

当部件成为瓶颈时,改变部件的物理原理,而不是围绕部件改变产品——更小、更高效的基件能放大所有构建于其上的成果。

后来呢

晶体管使现代电子设备成为可能,将计算机从装满真空管的房间缩小到人人随身携带的设备。贝尔实验室的工作获得了1956年诺贝尔物理学奖,晶体管——后来发展为结型晶体管和集成电路——是整个数字经济的基础。

资料来源

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