維基少年:事物如何運作/電晶體
第一個電晶體是由一位名叫 Julius Edgar Lilienfield 的人發明的,但他沒有製造一個或寫任何關於它的論文,所以每個人都忽略了它。我們今天所知的電晶體是由兩位科學家發明的,他們叫 William Shockley 和 John Bardeen。電晶體的名字由 John Pierce 命名,他將 transfer 和 varistor 兩個詞合在一起。
電晶體從電力中獲得能量,它透過它的“腿”獲得電力。
第一個電晶體使用了一種由鍺製成的晶體,鍺是一種金屬狀物質。鍺晶體通常阻止電力透過它,但是如果它有三個“腿”,則會發現一種有趣的特性。這三個腿被稱為“門”(或“基極”)、“源”(或“集電極”)和“漏”(或“發射極”)。當電流透過門時,它會讓電流在源和漏之間流動。這是因為門可以將一些電子“注入”鍺中,使電流能夠透過它。
現代電晶體使用矽。矽比鍺晶體工作得更好,但它必須非常純淨才能工作。任何半導體(可以“注入”電子的物質,如鍺或矽)都能工作,但矽是我們能使用的最好的物質。
你仍然可以購買具有三個“腿”的電晶體,但它們太大了,無法容納足夠多的電晶體在一個計算機中。相反,使用的是在一個計算機晶片上有很多非常小的電晶體。它們可以無需大型金屬線連線在一起。
因為電晶體不需要太多能量,所以單個電晶體不會讓你遭受很大的電擊。
電晶體非常有用。它們可以用作開關,或者很多電晶體可以連線在一起構成一個微晶片,微晶片控制你的計算機。
電晶體極大地改變了世界。如果沒有電晶體,我們就不會有小型計算機(只有像房間一樣大的巨型計算機),你也不可能讀到這些內容。如今,計算機控制著幾乎所有事物,而這一切都要歸功於電晶體。但是你需要很多電晶體;一個計算機晶片可能需要數十億(數千百萬)個電晶體!
如果沒有對電的充分理解,電晶體就永遠無法制造出來。你可以在這裡瞭解更多關於電的資訊。直到 1800 年才製造出第一個電池。在此之前,沒有良好的電力供應,所以沒有人可以使用電晶體。
我們還必須學習如何製造高質量、經過精心控制的半導體。這些是介於導電(像金屬一樣)和阻止電流(像塑膠一樣)之間的材料。這是 1925 年 Julius Edgar Lilienfield 關於電晶體的想法不太實用的部分原因。
在電晶體發明之前,必須發現表面物理學,它解釋了電晶體的工作原理。