最初,電子設(shè)備的核心部件是電子管,電子管控制電子在真空中的運(yùn)動(dòng)
1879 年,美國(guó)發(fā)明家托馬斯?阿爾瓦?愛(ài)迪生 (Thomas A. Edison))點(diǎn)亮了第一支有實(shí)用價(jià)值的電燈。1880年1月27日,愛(ài)迪生申報(bào)了發(fā)明電燈的專利。
1904年.英國(guó)發(fā)明家弗萊明(J.A. Flemimg)在研究 “愛(ài)迪生效應(yīng)”的基礎(chǔ)上,在只有燈絲的“燈泡”里加了一塊金屬板(陽(yáng)極),發(fā)明了真空二極管并取得專利。此后,真空二極管在無(wú)線電技術(shù)中被用于檢波和整流。
1907 年,美國(guó)發(fā)明家德?福雷斯特?李(De F. Lee)在二極管中加人了一個(gè)格柵,制造出第一支真空電子三極管。三極管集“放大”“檢波”和“振蕩”功能于一身。這使得它成為無(wú)線電發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的核心部件。
在1918 年,美國(guó)一年內(nèi)就制造了 100多萬(wàn)個(gè)電子管。這已經(jīng)是第一次世界大戰(zhàn)(1914—1918 年)前的 50 多倍。至20世紀(jì) 50 年代中期,家用收音機(jī)均由電子管構(gòu)成。
1946 年,美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)研發(fā)了世界上第一臺(tái)電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)(Electronie Numerical Integrator and Computer, ENIAC)。馮?諾依曼 (Jobn vonNeumann)是該研發(fā)團(tuán)隊(duì)成員之一。ENIAC 占地面積約 170m,質(zhì)量達(dá)30t,功耗 150kW,包含了17468個(gè)電子管;每秒可執(zhí)行 5000 次加法運(yùn)算或 400 次乘法運(yùn)算,計(jì)算速度是繼電器計(jì)算機(jī)的 1000 倍、手工計(jì)算的 20萬(wàn)倍。
電子管的主要缺點(diǎn)是加熱燈絲需耗費(fèi)時(shí)間,延長(zhǎng)了工作的啟動(dòng)過(guò)程;同時(shí)燈絲發(fā)出的熱量必須時(shí)時(shí)排出,且燈絲壽命較短。以 ENIAC 為例,幾乎每15min 就可能燒掉一個(gè)電子管,導(dǎo)致整臺(tái)計(jì)算機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn);而至少還要花費(fèi)smin 以上的時(shí)間,才能在 17468 個(gè)電子管中尋找出楓興的那二不,因此ENTAC 的平均無(wú)啟障工作時(shí)間僅為7min。 為此,人們道場(chǎng)希生一種不縮王玩熱行絲的、耗能低的、能控制電 子在固體中運(yùn)動(dòng)的器件非替代電 子管。
1946 年,美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室成立了由肖克菜 (William B. Shockley)、巴丁(John Bardeen)和布拉頓(Walter H:Brattain)組成的固體物期學(xué)研究小組如圖1。1947 年12月16 日,布拉順和巴丁實(shí)驗(yàn)成功點(diǎn)按觸型錯(cuò)三極管,這是世界上第一個(gè)晶體管,如圖2所示。初生測(cè)試的結(jié)果顯示,該鼎件的電壓增益為100,上限頻率可達(dá) 10000Hz。
就概熱到它的電sl還換特性,即亡是能一種以人“低電阻輸人”到 “商電H輸出,的轉(zhuǎn)移電沆來(lái)工作的,于是將其取名為 Tians-resister (轉(zhuǎn)換電),后來(lái)縮寫(xiě)為 Transistor。?????
1048年年,肖克萊提出了 pn 結(jié)型晶體管的理論,并于 1950 年與斯帕克斯(NouRan Sparko) 和戈登 ?K.若爾(Cordon K. Teal)一起成功研制出銷 upn 三級(jí)管。晶體管的發(fā)明開(kāi)創(chuàng)廠微電子學(xué)科的先河。晶體管與電子管相比,其優(yōu)點(diǎn)是壽命長(zhǎng) 耗電少、體積小,無(wú)須預(yù)熱,耐沖擊和耐振動(dòng),因此很快得到市場(chǎng)的青睞
1953年,助聽(tīng)器作為第一個(gè)采用晶體管的商業(yè)化設(shè)備投人市場(chǎng)。
1954年10月18日.第一臺(tái)晶體管收音機(jī) Regenoy TR1投人市場(chǎng),僅包含4個(gè)錯(cuò)品體管。到 1959年,在售出的 1000 萬(wàn)臺(tái)收音機(jī)中,已有一半使用了晶體管。
1954 年1月,貝爾實(shí)驗(yàn)室使用 684 個(gè)晶體管組裝了世界上第一臺(tái)晶體管數(shù)宇計(jì)算機(jī) (Transistor Digital Computer, TRADIC),如圖所示。
1957年,IBM 開(kāi)始銷售使用了 3000 個(gè)錯(cuò)晶體管的 608 計(jì)算機(jī),這是世界上第一種投人商用的計(jì)算機(jī)。與使用電子管的計(jì)算機(jī)相比,IBM 608 計(jì)算杌的功耗要低 90%,它的時(shí)鐘頻率是 100kHz,支特,條指令,兩個(gè)g位 BCD 數(shù)的平均乘法運(yùn)算時(shí)間僅為 11ms, 質(zhì)量約 1t。
審核編輯:湯梓紅
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原文標(biāo)題:電子管、晶體管的發(fā)明與應(yīng)用,電子管、電晶體的發(fā)明與應(yīng)用
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