晶體管(transistor)是一種固體半導體器件，可以用于檢波、整流、放大、開關、穩壓、信號調制和許多其它功能。那么關于晶體管大家了解哪些知識呢?知道是誰發明的嗎?知道當中的發明歷史嗎?下面跟隨學習啦小編一起來看看吧。

　　晶體管的發明者以及發明歷史

　　1947年12月，美國貝爾實驗室的肖克利、巴丁和布拉頓組成的研究小組，研制出一種點接觸型的鍺晶體管。晶體管的問世，是20世紀的一項重大發明，是微電子革命的先聲。晶體管出現后，人們就能用一個小巧的、消耗功率低的電子器件，來代替體積大、功率消耗大的電子管了。晶體管的發明又為后來集成電路的降生吹響了號角。

　　20世紀最初的10年，通信系統已開始應用半導體材料。20世紀上半葉，在無線電愛好者中廣泛流行的礦石收音機，就采用礦石這種半導體材料進行檢波。半導體的電學特性也在電話系統中得到了應用。

　　晶體管的發明，最早可以追溯到1929年，當時工程師利蓮費爾德就已經取得一種晶體管的專利。但是，限于當時的技術水平，制造這種器件的材料達不到足夠的純度，而使這種晶體管無法制造出來。

　　由于電子管處理高頻信號的效果不理想，人們就設法改進礦石收音機中所用的礦石觸須式檢波器。在這種檢波器里，有一根與礦石(半導體)表面相接觸的金屬絲(像頭發一樣細且能形成檢波接點)，它既能讓信號電流沿一個方向流動，又能阻止信號電流朝相反方向流動。在第二次世界大戰爆發前夕，貝爾實驗室在尋找比早期使用的方鉛礦晶體性能更好的檢波材料時，發現摻有某種極微量雜質的鍺晶體的性能不僅優于礦石晶體，而且在某些方面比電子管整流器還要好。

　　在第二次世界大戰期間，不少實驗室在有關硅和鍺材料的制造和理論研究方面，也取得了不少成績，這就為晶體管的發明奠定了基礎。

　　為了克服電子管的局限性，第二次世界大戰結束后，貝爾實驗室加緊了對固體電子器件的基礎研究。肖克萊等人決定集中研究硅、鍺等半導體材料，探討用半導體材料制作放大器件的可能性。

　　1945年秋天，貝爾實驗室成立了以肖克萊為首的半導體研究小組，成員有布拉頓、巴丁等人。布拉頓早在1929年就開始在這個實驗室工作，長期從事半導體的研究，積累了豐富的經驗。他們經過一系列的實驗和觀察，逐步認識到半導體中電流放大效應產生的原因。布拉頓發現，在鍺片的底面接上電極，在另一面插上細針并通上電流，然后讓另一根細針盡量靠近它，并通上微弱的電流，這樣就會使原來的電流產生很大的變化。微弱電流少量的變化，會對另外的電流產生很大的影響，這就是“放大”作用。[1]

　　布拉頓等人，還想出有效的辦法，來實現這種放大效應。他們在發射極和基極之間輸入一個弱信號，在集電極和基極之間的輸出端，就放大為一個強信號了。在現代電子產品中，上述晶體三極管的放大效應得到廣泛的應用。

　　巴丁和布拉頓最初制成的固體器件的放大倍數為50左右。不久之后，他們利用兩個靠得很近(相距0.05毫米)的觸須接點，來代替金箔接點，制造了“點接觸型晶體管”。1947年12月，這個世界上最早的實用半導體器件終于問世了，在首次試驗時，它能把音頻信號放大100倍，它的外形比火柴棍短，但要粗一些。

　　在為這種器件命名時，布拉頓想到它的電阻變換特性，即它是靠一種從“低電阻輸入”到“高電阻輸出”的轉移電流來工作的，于是取名為trans-resister(轉換電阻)，后來縮寫為transistor，中文譯名就是晶體管。

　　由于點接觸型晶體管制造工藝復雜，致使許多產品出現故障，它還存在噪聲大、在功率大時難于控制、適用范圍窄等缺點。為了克服這些缺點，肖克萊提出了用一種“整流結”來代替金屬半導體接點的大膽設想。半導體研究小組又提出了這種半導體器件的工作原理。

　　1950年，第一只“PN結型晶體管”問世了，它的性能與肖克萊原來設想的完全一致。今天的晶體管，大部分仍是這種PN結型晶體管。(所謂PN結就是P型和N型的結合處。P型多空穴。N型多電子。)

　　1956年，肖克利、巴丁、布拉頓三人，因發明晶體管同時榮獲諾貝爾物理學獎。

　　晶體管的意義

　　晶體管的出現，是電子技術之樹上綻開的一朵絢麗多彩的奇葩。

　　正因為晶體管的性能如此優越，晶體管誕生之后，便被廣泛地應用于工農業生產、國防建設以及人們日常生活中。1953年，首批電池式的晶體管收音機一投放市場，就受到人們的熱烈歡迎，人們爭相購買這種收音機。接著，各廠家之間又展開了制造短波晶體管的競賽。此后不久，不需要交流電源的袖珍“晶體管收音機”開始在世界各地出售，又引起了一個新的消費熱潮。

　　由于硅晶體管適合高溫工作，可以抵抗大氣影響，在電子工業領域是最受歡迎的產品之一。從1967年以來，電子測量裝置或者電視攝像機如果不是“晶體管化”的，那么就別想賣出去一件。輕便收發機，甚至車載的大型發射機也都晶體管化了。

　　另外，晶體管還特別適合用作開關。它也是第二代計算機的基本元件。人們還常常用硅晶體管制造紅外探測器。就連可將太陽能轉變為電能的電池——太陽能電池也都能用晶體管制造。這種電池是遨游于太空的人造衛星的必不可少的電源。晶體管這種小型簡便的半導體元件還為縫紉機、電鉆和熒光燈開拓了電子控制的途徑。

　　從1950年至1960年的十年間，世界主要工業國家投入了巨額資金，用于研究、開發與生產晶體管和半導體器件。例如，純凈的鍺或硅半導體，導電性能很差，但加入少量其它元素(稱為雜質)后，導電性能會提高許多。但是要想把定量雜質正確地熔入鍺或硅中，必須在一定的溫度下，通過加熱等方法才能實現。而一旦溫度高于攝氏75度，晶體管就開始失效。為了攻克這一技術難關，美國政府在工業界投資數百萬美元，

　　以開展這項新技術的研制工作。在這樣雄厚的財政資助下，沒過多久，人們便掌握了這種高熔點材料的提純、熔煉和擴散的技術。特別是晶體管在軍事計劃和宇宙航行中的威力日益顯露出來以后，為爭奪電子領域的優勢地位，世界各國展開了激烈的競爭。為實現電子設備的小型化，人們不惜成本，紛紛給電子工業以巨大的財政資助。

　　自從1904年弗萊明發明真空二極管，1906年德福雷斯特發明真空三極管以來，電子學作為一門新興學科迅速發展起來。但是電子學真正突飛猛進的進步，還應該是從晶體管發明以后開始的。尤其是PN結型晶體管的出現，開辟了電子器件的新紀元，引起了一場電子技術的革命。在短短十余年的時間里，新興的晶體管工業以不可戰勝的雄心和年輕人那樣無所顧忌的氣勢，迅速取代了電子管工業通過多年奮斗才取得的地位，一躍成為電子技術領域的排頭兵。

　　關于晶體管的歷史事件

　　2010年早些時候，三星公司曾宣布完成了30nm制程2Gb密度DDR3內存芯片的開發工作，他們宣布這款芯片產品已經進入批量生產階段。

　　據Intel工程師透露，首款采用22nm制程的CPU預計將在2011年出現。在2009年2月，Intel發布了新一代采用32nm制程的Westmere核心處理器，也就是第二代Nehalem架構處理器。而到了2010年全新的Sandy Bridge核心將在32nm制程工藝的幫助下實現8核心的設計。

　　2007年11月，英特爾共發布了16款Penryn處理器，主要面向服務器和高端PC。這些產品采用了更先進的45納米生產工藝，其中最復雜的一款擁有8.2億個晶體管。英特爾上一代產品主要采用65納米生產工藝，最復雜的一款處理器擁有5.82億個晶體管。

　　IBM將于12月在舊金山國際電子設備大會上介紹新晶體管設計方案的詳細內容，并于2005～2006年投入生產，其210GHz晶體管已于2001年6月推出，相關芯片在2003年末或2004年初上市。

　　2005年2月22日，財政部和國家稅務總局聯合下發《關于扶持薄膜晶體管顯示器產業發展稅收優惠政策的通知》對液晶顯示器生產企業實施一系列包括免征部分原材料進口關稅、部分生產設備進口關稅和增值稅、縮短生產性設備的折舊年限在內的稅收優惠政策。

　　專家認為每個晶體管最低價格底線出現在2003～2005年，從經濟觀點看，沒有必要把晶體管做得更小了。

　　到2005年，芯片所含晶體管數將高達幾十億只，頻率也將高達幾千兆赫。

　　預計在2005年將推出采用全新的TeraHertz晶體管架構的產品。

　　到2005年芯片上集成2億個晶體管時就會熱得像“核反應堆”進入2010年時芯片的溫度就會達到火箭發射時高溫氣體噴嘴的溫度水平，而到2015年芯片就會與太陽的表面一樣灼熱。

　　2005年公司才把研發重點轉向液晶玻殼，并與鄭州市建設投資總公司共同投資近22億元啟動薄膜晶體管液晶顯示器件玻璃基板生產線項目。

　　預計至2004年，hitel將可推出在新的直徑為300毫米(約12英寸)的晶圓片(晶圓片尺寸一般十年翻一番)上能夠刻出容納5億個晶體管的芯片。

　　例如，2004年投入應用的90nm藝，其中半節距為90nm，而晶體管的物理柵長為37nm

　　2004年業界已采用超薄SOI晶圓推出0.1μm1億個晶體管的高速CMOS電路。

　　夾海來風TFTLCD成為臺灣下一波新產業投資焦點未來兩年內中國臺灣在大型薄膜晶體管液晶顯示器(TFTLCD)產業的投資將近1000億元(新臺幣)根據“工研院電子所”估計，到2003年可以創造2000億元年產值，成為繼半導體產業之后，另一波帶動臺灣經濟成長的重點產業。

　　2003年使用的90nm工藝又有了一些變化，同樣除了線長和門長度的縮短以外，應變硅 Strainedsi)被首次引入了晶體管中以解決晶 體管內部電流通路問題。

　　據統計，2003年單位芯片的晶體管數目與1963年相比增加了10億倍。

　　Barton：在2002年下半年，AMD將會發布應用SOI(硅連接)晶體管結構的Barton內核處理器。

　　結果從2002年1月1日起，中國對移動通信基站，移動通信交換機，大、中、小型計算機，噴墨、激光打印機，傳真機，電阻器，電位器，晶體管及集成電路等122個關稅稅目的主要信息技術產品實行零關稅，占中國信息技術產品總稅目(共251個)的49%左右。

　　2002年以來，日本以外的市場對彩色超向量扭曲薄膜晶體管LCD的需求激增。

　　根據中國加入世界貿易組織信息技術產品協議的承諾，2002年中國將對移動通信基站、移動通信交換機、大中小型計算機、噴墨、激光打印機、傳真機、電阻器、電位器、晶體管及集成電路等122個關稅稅目的主要信息技術產品實行零關稅。

　　2002年9月15日在美國硅谷舉辦的微處理器論壇上，世界芯片業霸主、美國英特爾公司表示，該公司將在2007年推出集成10億個晶體管和運行速度高達6GHz電腦芯片，讓世界芯片進入10億晶體管時代，同時證明摩爾定律這棵發明理論之樹常青。

　　2002年5月，IBM開發出速度遠超過現在最先進的硅晶體管的碳納米晶體管，實用化進程再次加速。

　　而在2001年年底到2002年年初的這段時間里，英特爾公司的產品線將全部轉移到0.13微米封裝工藝，所采用的晶體管制造技術為70納米。

　　2001年9月25日，投資金額14.8億美元的中芯國際集成電路制造(上海)有限公司，在上海張江高新科技園區舉行了“中芯第一芯”投產慶典，慶祝第一片8英寸、0.25微米以下線寬(指芯片上晶體管之間的距離，越短則同一個芯片上可排列的晶體管越多，技術水平越高)的芯片上線生產。

　　2001年，貝爾實驗室發明了世界上第一個分子級晶體管，從而成為繼1947年發明，標志著通信和技術新時代到來的晶體管之后的又一個科學里程碑。

　　2001年7月18日，青島晶體管實驗所開島城科研院所改制之先河：130名職工出資100萬元將其買斷，斯時，這個實驗所在國有體制下經營了35年。

　　2001年6月，IBM宣布單個硅鍺晶體管的工作頻率達到210GHz，工作電流1mA，比上一代硅鍺晶體管速度提高了80%，功耗降低了50%。

　　2001年，Avouris等人利用此法制造成功了世界上第一列碳納米管晶體管1451。

　　2001年4月，IBM公司宣布世界上第一個碳納米材料晶體管陣列，從而使“分子計算機”的理想開始走向現實。

　　2000年英特爾公司推出“奔騰4”處理器，運行速度高達1.5GHz，集成的晶體管數量高達4200萬，每秒運算量高達15億次。

　　2000年 11月，容納4200萬個晶體管的奔騰4處理器的誕生，其卓越的創新使處理器技術跨入了第7代。

　　2000年 12月，英特爾公司率先在業界開發出柵極長度為30nm的單晶體管;2001年6月，英特爾又將這一紀錄提高到20nm;同年 11月 26日，英特爾宣布已開發出柵極長度僅為15nm的新型晶體管，同時單個晶體管的實際工作頻率已經能達到2.63THz。

　　到了2000年，每個設計工程師進行新設計時的生產率為2683個晶體管/周，而采用IP進行設計其生產率約為30000個晶體管/周，效率提高非常明顯，可以說IP重用是重要的生產力要素。

　　同時，毫米波功率晶體管可能在2000年前后轉到小批量的試制生產。

　　預計到2000年左右，全球將有1GDRAM和可包含500億只晶體管的單片系統問。

　　2000年初，美國貝爾實驗室開發出50 nm向晶體管，該晶體管建在芯片表面，電流垂直流動，在晶體管的兩個相對的面各有一個門，從而提高了運算速度。

　　例如，2000年中國從馬來西亞進口的28.8億美元的機電產品中，一半以上是顯像管、晶體管和集成電路。

　　隨著1999年9月第一批(TFT-LCD)彩色液晶顯示器的產出，中國內地不能生產薄膜晶體管彩色液晶顯示器的歷史宣告結束。

　　早在1999年，富士通投入8億美元在本州島建成了一座可以生產超薄晶體管的工廠，那些平薄如紙的晶體管全部用于制造柔軟的可卷曲的塑料液晶。

　　1999年初 全國各高空臺站開始使用晶體管回答器。

　　1998年，國際商用機器公司托馬斯·沃特森研究中心的費宗·阿武里斯和荷蘭德爾夫特科技大學的塞斯·德克爾證實，單個碳納米管具有晶體管功用。

　　自從1998年碳納米管應用于制作室溫下場效應 晶體管以來，對碳納米管制作納米尺度的分子器件的研究得到了長足的發展。

　　據1998年2月26日《科技日報》的報導，美國桑迪亞國家實驗室根據量子物理的基本原理制造出量子晶體管樣管，較好地解決了批量生產的工藝問題。

　　1998年3月 英特爾公司制成包含 7 0 2億個晶體管的集成電路芯片 這表明集成度這一微電子技術的重要指標 在不到 40年內便提高了7000萬倍。

　　1997年，包含750萬個晶體管的奔騰 處理器面世。

　　1997年，Intel推出了包含750萬個晶體管的奔騰 處理器，這款新產品集成了IntelMMX媒體增強技術，專門為高效處理視頻、音頻和圖形數據而設計。

　　在1997年，每個設計工程師進行新設計時的生產率為1100個晶體管/周，而采用IP模塊進行設計的生產率為2100個晶體管/周。

　　我們試制了具有較高輸入阻抗的晶體管放大器，1997年7月29日在主站端試用，結果激活了至周浜站的通道，連續數天的通信不中斷。

　　微處理器技術另一個突破是芯片制造技術的革新，IBM于1997年9月22日宣布了用銅代替鋁制造晶體管的新工藝，使電子線路體積更小，從而速度更快，效能更高。

　　1997年9月IBM公司宣布研制成功種銅鶩代鋁制作晶體管的新生產工藝。

　　自1997年起經過各廠家、用戶等有關部門的共同努力，目前全國絕大部分省局已經使用晶體管回答器。

　　1995年底開鮮的晶體管構造計劃，于1996年6月，第一批產靛經測試是非常成功的。

　　1995年該廠上了兩臺單倉式晶體管高壓靜電除塵器，用在成品兩臺球磨機上。

　　1995年11月9日首先對其中一臺晶體管勵磁裝置進行改造。

　　如索尼公司1995年掌握了晶體管方面的核心專長，生產出第一代晶體管收音機，體積小，每臺標價僅29.95美元，做到了價廉物美，迅速占領了世界市場。

　　1994年初美國LSI公司研制成功集成度達900萬個晶體管的邏輯芯片，0.5μm3V

　　日本松下公司最早用SMT制作10nm質量硅量子線，1994年在瑞士召開的國際納米工程會議上，首次展示用STM探針制作的晶體管單元電路。
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