晶体管：60花甲宝刀不老！

60年前，科学家们在贝尔实验室证明了20世纪最重要的发明：第一只真正的晶体管。

很难说电子时代起源于何时，但是，WilliamSturgeon在1825年对电磁石的发展，为JosephHenry在1830年发明粗糙的电报机播 下了种子，那是第一个被用于远程通信(1英里)的电气系统。仅仅过了14年，SamuelMorse通过连接华盛顿特区以及巴尔的摩之间的40英里链路发 送了一则消息。

尽管那时候电报机的特性简单，令人惊讶的是需求增长相当快。到了1851年，西联公司开始商业运营，也就是在同一个十年内，CyrusField通过一根 易碎的电缆连接了新旧世界，尽管这根电缆在传输了第一条消息之后起码中断了三个星期。然而，后来的努力取得了成功。瞬间实现的跟大西洋彼岸的通信旋即使这 种技术家喻户晓。

尽管AlexanderGrahamBell在1875年发明的电话现今仍然受到普遍的赞誉，但是，它成为实用器件还是在ThomasEdison两年以后发明碳麦克风之时。扬声器的语音通过一包碳颗粒进行调制，通过改变电路的电阻，从而把信号发送到接收器。

不久之后，许多发明家提出了无线通信的设想，GuglielmoMarconi在1896年申请的专利以及后续的实证中进行了整理。像电话以及电报机一 样，早期的无线电既没有采用CPU、晶体管，也没有采用真空管。Marconi在其它发明家-特别是NikolaTesla-研究的基础之上，利用高电压 和火花隙把电磁波引入一只线圈和天线。那个信号在整个频谱上辐射，以现今的标准看是难以想像地吵杂，但是，它们管用。实际上，泰坦尼克著名的SOS信号就 是利用马可尼无线电报公司制造的5KW火花隙装置广播出去的。

电路与电有关，但不是电子电路。

尽管电话信号随着距离的增加而快速退化，与此同时，那时候的无线电设备仍然简陋，通信距离有限。全世界特别强烈地需要能够控制当时新发现的电子的流动的器 件。大概就是在那个时候，AmbroseFleming实现了电流在真空管中不可思议的流动，Edison无意中发现它能够调整交变的电流，这对于检测无 线电波恰到好处，因此，他发明了第一只简单的真空二极管。然而，因成本高且灯丝需要大电流，它并没有取得大规模商业成功。

在新世纪的第一个十年，LeedeForest往电子管的阳极和阴极之间插入一层栅格。利用这种新的元件，电路能够实现放大、振荡和开关。那些就是任何二 进制电子电路的基本操作。利用电子管，工程师们认识到他们能够创建具有奇异灵敏度的无线电，通过几千英里的电缆发送语音，并在几毫秒内切换"0"和 "1"。在第一次世界大战的四年期间，单单西电公司一家就为美国军队生产了500百万只电子管。到了1918年，美国一年的电子管产品就超过了一百万只， 超过战前该数字的五倍。

电子学的诞生

电子学被定义为"解决涉及电子在真空管、气体介质以及半导体中流动的器件和系统的开发及应用的科学，"这个定义几乎与电子管的发明同时出现。然而，那是一 个很糟的定义。我认为，电气和电子电路之间的差异在于，后者采用"有源"元件，即执行调整、开关或放大的元器件。第一个真正的有源器件可能是触须线晶体， 其中，一点弹性线接触到作为原始二极管的原质方铅矿厚片。但是，我找不到更多关于它们的起源的资料，看起来这些晶体第一次出现的时间应该稍微早于 Fleming所做的先驱电子管研究。具有讽刺意义的是，第一只有源元件-早于电子管-是半导体，但是，几乎又花了半个世纪的时间，科学家才宣称"发现" 半导体。

无线电最初仅仅采用几只电子管，但是，不久高端设备采用了一打电子管。在1960年代末，我有一台军用剩余的1940年代的RBC无线电接收机，其中，采用了19只电子管。据说，在1940年代它价值2400美元(超过现今的3.3万美元)。

在那时候-现今一如既往-日益增加的性能导致人们不断地迫切需要更多的特色、速度和功能。在第二次世界大战中，雷达的发明对有源电子学产生了更为巨大的需 求。一些雷达采用了几百只电子管。或许，真空电子管技术的最高成就是1946年诞生的ENIAC，其中采用了大约1万8000只电子管，这台机器每隔两天 发生一次故障。显然，数字技术的来临已经把电子管逼到了极限。人们需要新型的有源元件，这些器件产生的热量更低、消耗的功率大为降低并且可靠性高。

在1956年，JohnBardeen和WilliamShockley赢得了与半导体工作相关的诺贝尔奖。正是在接下来的一年， WalterBrattain与JohnBardeen发明了晶体管。虽然一些人声称，