文档介绍:晶体管简史晶体管
每十二个月,全世界要生产大约10万亿个晶体管,相当于全球70亿人以每人每秒钟生产45个晶体管的速度,连续不停地工作一年。晶体管是一个固体半导体器件,能够用于控制和放大电流,它的低成本、灵活性和可靠性促进了电子计算机的发展,使数字化革命浪潮席卷全世界。它也是集成电路中最主要的基础元器件之一,现在几乎每一款电子设备所使用的微芯片中全部包含了数百万个晶体管,这些晶体管和二极管、电阻器、电容器一起被封装在微芯片上以制造完整的电路。
妙计:用电流控制电流
早在19世纪的时候,科学家们就已经发觉了经过电流能够控制电流的原理。在以后的很长一段时间里,电子管一直是唯一能够实现该功效的电子元件。电子管经过加热阴极,激发其放射电子到阳极产生电流,然后在两个电极之间的栅极上施加不一样的电压来控制电流的大小。因为电子管的电极需要被封装在一个真空的容器内通常为玻璃材料,而且需要达成特定的温度才能够使用,因此电子管无法避免体积大、成本高、不耐用、效能低的弊端,最终被采取半导体材料的晶体管替代。比如,现在被广泛使用的场效应晶体管FieldEffectTransistor,FET通常采取半导体材料硅,其中电子从一个源极Source流向漏极Drain,必需经过施加电压的栅极Gate,以栅极电压控制电流的功效,实现弱电控制强电功效。又因为晶体管能够实现紧密的结构设计,因此它比电子管愈加适合大规模量产。
越小越好:晶体管微型化
20世纪50年代中期,晶体管开始在便携式无线电接收器中得到利用,进而开始流行起来。1959年,美国物理学家、英特尔企业联合创始人罗伯特・诺伊斯为她的第一个单片式集成电路申请了专利,今后拉开了晶体管微型化快速发展的大幕。另外,在同一块硅片上实现由多个晶体管组成的整个集成电路的想法为当代微电子学打下了基础。
自从1958年集成电路IC被创造以后,它的发展速度就一直遵照着摩尔定律,即英特尔联合创始人戈登・摩尔的预言――集成电路所集成的晶体管数目每两年就会翻一番。50多年来,晶体管的微型化进程从未间断,摩尔定律一直“神奇地”主导着芯片设计领域的技术革新。值得一提的是,戈登・摩尔先生还预计,到2025年晶体管的微型化进程将会碰到量子物理定律的极限。科学家们正在探索新的处理方案,其中包含采取新的三维堆叠模型等方法设计芯片。总而言之,我们相信未来的新技术将继续推进晶体管的数量取得“天文级”增加。
1883年
托马斯・爱迪生
美国创造家爱迪生在进行灯泡试验的过程中创造了稳压器,而且取得了相关专利――这位电子管领域的先驱为以后晶体管的出现做出了不可泯灭的贡献。
1926年
多系统电子管
西格蒙德・罗伊和曼弗雷德・冯・阿登纳共同提出了多系统电子管的想法,这种多系统电子管在大规模生成的无线电接收器“LoeweOE33”上得到应用,最终成就了世界上首个集成开关电路。
1934年
第一个晶体管
德国物理学家奥斯卡・海尔开发了第一个和场效应晶体管类似的电路系统。其实,JuliusEdgarLilienfeld早在1925年就提出了场效应晶体管的概念,不过一直无法经过试验证实。