谁发明了晶体管?
在20世纪的前10年,半导体材料已经用于通信系统。20世纪上半叶,在无线电爱好者中广泛流行的水晶接收机,使用矿石作为半导体材料进行探测。半导体的电学特性也被应用于电话系统。
晶体管的发明最早可以追溯到1929年,当时的工程师Lillianfeld已经获得了晶体管的专利。但由于当时的技术水平,制造这种器件的材料纯度不够,无法制造这种晶体管。
由于电子管处理高频信号的效果不理想,人们试图对晶体接收机中使用的矿物天线检波器进行改进。在这种探测器中,有一根金属丝(细如发丝,能形成探测触点)与矿石(半导体)表面接触,既能使信号电流向一个方向流动,又能防止信号电流向相反方向流动。二战爆发前夕,贝尔实验室发现掺有一些微量杂质的锗晶体的性能不仅优于矿石晶体,在某些方面还优于电子管整流器。
第二次世界大战期间,许多实验室在硅锗材料的制造和理论研究方面取得了大量成果,为晶体管的发明奠定了基础。
为了克服电子管的局限性,二战结束后,贝尔实验室加紧了对固体电子器件的基础研究。肖克利等人决定将重点放在硅、锗等半导体材料上,探索用半导体材料制作放大器器件的可能性。
1945年秋,贝尔实验室成立了以肖克利为首的半导体研究小组,成员包括布拉顿、巴丁等人。布拉顿早在1929就开始在这个实验室工作,长期从事半导体研究,积累了丰富的经验。经过一系列的实验和观察,他们逐渐认识到了半导体中电流放大效应的成因。布拉顿发现,将电极连接到锗片的底面,在另一侧插入一根细针并施加电流,然后将另一根细针尽可能靠近它放置并施加微弱的电流,会大大改变原来的电流。微弱电流的微小变化会对其他电流产生很大影响,这就是“放大”效应。
布拉顿等人也想出了实现这种放大效应的有效方法。它们在发射极和基极之间输入弱信号,在集电极和基极之间的输出端放大成强信号。在现代电子产品中,上述晶体管的放大效应被广泛应用。
巴丁和布拉顿最初制作的固态装置的放大倍数约为50倍。不久之后,他们用两个非常接近(相距0.05毫米)的触手触点代替金箔触点,制成了一个“点接触晶体管”。1947 65438+2月,世界上最早的实用半导体器件终于问世了。在第一次测试中,它可以将音频信号放大100倍。它的形状比火柴棍短,但更粗。
在给这个器件命名的时候,布拉顿想到了它的电阻转换特性,即它是靠一个从“低阻输入”到“高阻输出”的转移电流来工作的,所以他把它命名为trans-resistor,后来缩写为transister,中文翻译过来就是晶体管。
由于点接触晶体管制造工艺复杂,很多产品都失败了,而且它也有一些缺点,比如噪音大,功率大的时候不好控制,应用范围窄。为了克服这些缺点,肖克利提出了一个大胆的想法,用“整流结”代替金属半导体触点。半导体研究组也提出了这种半导体器件的工作原理。
1950年,第一个“结型晶体管”问世,其性能与肖克利最初的设想完全一致。现在的晶体管大部分还是这种结型晶体管。
1956年,肖克利、巴丁、布拉顿因发明晶体管获得诺贝尔物理学奖。【编辑此段】晶体管的发展史及其重要里程碑1947 12 16:威廉姆·肖克利、约翰·巴丁和沃尔特·布拉坦在贝尔实验室成功制造出第一只晶体管。
1950:威廉·沙克尔利(William Shackley)开发了双极结型晶体管,这是现在的标准晶体管。
1953:第一个使用晶体管的商用器件投入市场,即助听器。
1954 10 6月18:第一款晶体管radio Regency TR1投入市场,其中仅包含四个锗晶体管。
1961 4月25日:第一项集成电路专利授予罗伯特·诺伊斯。最初的晶体管对于收音机和电话来说已经足够了,但是新的电子设备需要更小的晶体管,也就是集成电路。
1965:摩尔定律诞生了。当时,戈登·摩尔预言未来芯片上的晶体管数量将大致每年翻一番(10年后每两年修订一次),摩尔定律发表在《电子学》杂志的一篇文章中。
7月1968:罗伯特·诺伊斯和戈登·摩尔从飞兆半导体公司辞职,创办了一家新企业,即英特尔公司,英文名为“integrated electronics”的缩写。
1969:英特尔成功研发出首款PMOS硅栅晶体管技术。这些晶体管继续使用传统的二氧化硅栅介质,但引入了新的多晶硅栅电极。
1971年:英特尔发布首款微处理器4004。4004的规格为1/8英寸x 1/16英寸,仅包含2000多个晶体管,采用Intel 10微米PMOS工艺生产。
1978:英特尔象征性地将英特尔8088微处理器出售给IBM新的个人电脑部门,武装IBM新产品IBM PC的中枢大脑。16位8088处理器包含29000个晶体管,运行频率为5MHz、8MHz和10MHz。8088的成功将英特尔推上了Forture) 500强榜单,《财富》杂志将英特尔评为“七十大商业奇迹之一”。
1982: 286微处理器(又称80286)推出,成为英特尔第一款16位处理器,可以运行为英特尔上一代产品编写的所有软件。286处理器采用13400晶体管,工作频率为6MHz、8MHz、10MHz和12.5MHz。
1985:英特尔386 6?微处理器问世,包含275,000个晶体管,比原来的4004个晶体管多65,438+000倍。386是32位芯片,具有多任务处理能力,即可以同时运行多个程序。
1993:英特尔奔腾处理器问世,内含300万个晶体管,采用英特尔0.8微米制程技术生产。
1999年2月:英特尔发布奔腾III处理器。奔腾III是1x1平方硅,包含950万个晶体管,采用英特尔0.25微米制程技术生产。
2002年6月5日至10月5日:英特尔奔腾4处理器发布,使高性能台式计算机每秒执行22亿次循环。它采用英特尔0.13微米工艺技术生产,包含5500万个晶体管。
2002年8月13日:英特尔披露了90纳米制程技术的一些技术突破,包括高性能和低功率晶体管、应变硅、高速铜接头和新的低k电介质材料。这是业内首次在生产中使用应变硅。
2003年3月12日:面向笔记本电脑的英特尔迅驰移动计算技术平台诞生,包括英特尔最新的移动处理器“英特尔奔腾M处理器”。该处理器基于全新的移动优化微架构,采用英特尔0.13微米制程技术生产,包含7700万个晶体管。
2005年5月26日:英特尔第一款主流双核处理器英特尔奔腾D处理器诞生,该处理器包含2.3亿个晶体管,采用英特尔领先的90nm制程技术生产。
2006年7月18:英特尔?安腾?2双核处理器发布,采用全球最复杂的产品设计,包含654.38+0.72亿个晶体管。处理器采用英特尔90纳米制程技术生产。
2006年7月27日:英特尔酷睿?6?42双核处理器诞生了。该处理器包含超过2.9亿个晶体管,在世界上最先进的实验室中使用英特尔65纳米工艺技术生产。
2006年9月26日:Intel宣布超过15种45nm制程产品正在开发中,瞄准台式机、笔记本和企业计算市场。R&D密码彭林是英特尔的?核心?6?4微架构。
2007年6月5438+10月8日:为了扩大四核PC对主流买家的销售,英特尔发布了65nm工艺的Intel Core?6?42个四核处理器和另外两个四核服务器处理器。英特尔酷睿?6?四核处理器包含超过5.8亿个晶体管。
2007年6月5438+10月29日:英特尔宣布采用突破性的晶体管材料,即高k栅介质和金属栅。英特尔将在公司的下一代处理器中使用这些材料——英特尔?核心?6?42双核,英特尔?核心?6?四核处理器和英特尔?至强?用几亿个串联多核处理器的45nm晶体管或微动开关来建造绝缘“墙”和开关“门”,开发出了代码Penryn。凭借这些先进的晶体管,英特尔45纳米微处理器应运而生。