第1607章 電晶體! (第1/2頁)
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“真空三極體邁入大規模實用,公司和實驗室們大力研究,各種各樣微調修改的真空管噴湧出來,真空管產品步入繁榮期,包括用上萬個真空管做的計算機也出現了。”相曉桐道。
“柵極上加一個負電壓,電流中斷計為1,電流正常時計為0,有0有1就可以二進位制表達,計算機採用二進位制的原因就在這,硬體決定的。”
教室角落的老生們再度恍然大悟的“哦”起來。
少年班再度詫異扭頭,用看傻瓜的眼神看向老生們,這種事情還能不知道嗎?
“但真空管的侷限性也很明顯。”相曉桐舉起自己的手機,“比如這部手機,按4000億個真空管估算,需要20艘大型航母體型的貨船才能裝得下!”
“同時真空管的耗電和故障率很高,我想給大家改個線上作業,需要專門建一座火力發電廠,每天燒掉七千噸煤確保大家的作業能顯示出來,還得配一個師的技術員,因為每隔幾分鐘就有一個真空管爆炸,需要海量人手去確認哪裡炸了,及時進行更換。”
大螢幕上閃過一些示意圖,展示真空管裝置的龐大體積。
“真空管的下一代,電晶體!”相曉桐點選滑鼠,ppt翻入新章節。
“真空管的時代打了一戰,而電晶體是二戰催生出來的。”
“一戰時期的戰鬥機還非常原始,搖搖晃晃的大玩具,上下兩個翼,很多戰鬥機連像樣的武器都沒有,最初靠飛行員背一把槍上去打,後來才慢慢發展出戰鬥機上的機槍和投彈裝置,依舊很笨拙,火力基本屬於刮痧。”
“二戰時期的戰鬥機劇烈進化,尺寸大,飛行效能強,高難度狗鬥或者炸彈大串大串往下扔,空襲殺傷力直線上升,於是雷達就變得無比重要。戰時燈塔投入雷達研發的費用是30億刀,比原子彈的開銷都高。”
“但是,雷達波的頻率比無線電高很多,真空管整流器的效能跟不上了,必須得有更高效的整流器,於是當時科學家們把目光瞄準了半導體。”
“很多年前,漢斯國的布勞恩曾偶然發現,用細金屬絲去碰方鉛礦,偶爾會出現電流,但布勞恩搞不明白為什麼。”
“實際上還是咱們最開始講的那個能量斜坡,電子會從坡頂往坡底去,當時經典物理學大廈上烏雲密佈,量子物理學誕生,一些電子特性被量子物理學家解釋出來。隨後有三個人幾乎同時做出了方鉛礦電流的原理解釋,分別是莫特、肖特基和達維多夫。”
“題外話,莫特收了一個留學生黃昆,黃昆後來去北大辦了國內第一個半導體物理專業,咱們今天能在這裡學半導體相關知識,就是從他開始的。”
“祖師爺!”有學生喊。
“考試前知道該拜誰了!”又有學生喊。
教室裡一片笑聲,比起昨天上課的快節奏高強度,今天神童們明顯放鬆許多,有心情說笑。
“莫特的論文解釋了原理之後,接力棒交到了貝爾實驗室的肖克利手上。”
“肖克利讀過論文後覺得,他可以模仿當年真空三極體的做法,在氧化銅半導體和銅金屬之間加一個柵極,應該也能達到放大訊號的效果。”
“他的同事布拉頓笑話他,說他也看過論文,也知道加柵極這種做法,但感覺肯定不現實,因為氧化銅和銅的交介面才一微米,什麼都放不進去。”
“後來做了很久實驗,果然是不行,恰好大不列顛有同行在矽半導體上有了點突破,於是肖克利和布拉頓放棄了銅半導體,轉向研究矽。”
“一次非常偶然和幸運的機會,同事發現了一根特殊的矽棒,用手電筒一照矽棒,就會產生單向電流。布拉頓非常震驚,按理說純矽棒不該有電流的,他猜測是矽棒質量不過關,裡面摻了雜質,是雜質導致的