1883年,發(fā)明大王托馬斯·愛迪生正在為尋找電燈泡最佳燈絲材料,曾做過一個(gè)小小的實(shí)驗(yàn)。他在真空電燈泡內(nèi)部碳絲附近安裝了一小截銅絲,希望銅絲能阻止碳絲蒸發(fā)。但是他失敗了,他無意中發(fā)現(xiàn),沒有連接在電路里的銅絲,卻因接收到碳絲發(fā)射的熱電子產(chǎn)生了微弱的電流。當(dāng)時(shí)愛迪生正潛心研究城市電力系統(tǒng),沒重視這個(gè)現(xiàn)象。但他為這一發(fā)現(xiàn)申請了專利,并命名為“愛迪生效應(yīng)”。1904年,世界上第一只電子二極管在英國物理學(xué)家弗萊明的手下誕生了,這使愛迪生效應(yīng)具有了實(shí)用價(jià)值。弗萊明也為此獲得了這項(xiàng)發(fā)明的專利權(quán)。1906年,美國發(fā)明家德福雷斯特(De Forest Lee),在二極管的燈絲和板極之間巧妙地加了一個(gè)柵板,從而發(fā)明了第一只真空三極管.1947年,美國物理學(xué)家肖克利、巴丁和布拉頓三人合作發(fā)明了晶體管——一種三個(gè)支點(diǎn)的半導(dǎo)體固體元件.
1904年,世界上第一只電子管在英國物理學(xué)家弗萊明的手下誕生了。弗萊明為此獲得了這項(xiàng)發(fā)明的專利權(quán)。人類第一只電子管的誕生,標(biāo)志著世界從此進(jìn)入了電子時(shí)代。世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)用1.8萬只電子管,占地170m*2,重30t,耗電150kW。說起電子管的發(fā)明,我們首先得從“愛迪生效應(yīng)”談起。愛迪生這位舉世聞名的大發(fā)明家,在研究白熾燈的壽命時(shí),在燈泡的碳絲附近焊上一小塊金屬片。結(jié)果,他發(fā)現(xiàn)了一個(gè)奇怪的現(xiàn)象:金屬片雖然沒有與燈絲接觸,但如果在它們之間加上電壓,燈絲就會(huì)產(chǎn)生一股電流,趨向附近的金屬片。這股神秘的電流是從哪里來的?愛迪生也無法解釋,但他不失時(shí)機(jī)地將這一發(fā)明注冊了專利,并稱之為“愛迪生效應(yīng)”。后來,有人證明電流的產(chǎn)生是因?yàn)闊霟岬慕饘倌芟蛑車l(fā)射電子造成的。但最先預(yù)見到這一效應(yīng)具有實(shí)用價(jià)值的,則是英國物理學(xué)家和電氣工程師弗萊明。
弗萊明的二極管是一項(xiàng)嶄新的發(fā)明.它在實(shí)驗(yàn)室中工作得非常好.可是,不知為什么,它在實(shí)際用于檢波器上卻很不成功,還不如同時(shí)發(fā)明的礦石檢波器可靠.因此,對當(dāng)時(shí)無線電的發(fā)展沒有產(chǎn)生什么沖擊.此后不久,貧困潦倒的美國發(fā)明家德福雷斯特,在二極管的燈絲和板極之間巧妙地加了一個(gè)柵板,從而發(fā)明了第一只真空三極管.這一小小的改動(dòng),竟帶來了意想不到的結(jié)果.它不僅反應(yīng)更為靈敏、能夠發(fā)出音樂或聲音的振動(dòng),而且,集檢波、放大和振蕩三種功能于一體.因此,許多人都將三極管的發(fā)明看作電子工業(yè)真正的誕生起點(diǎn).德福雷斯特自己也非常驚喜,認(rèn)為“我發(fā)現(xiàn)了一個(gè)看不見的空中帝國”.電子管的問世,推動(dòng)了無線電電子學(xué)的蓬勃發(fā)展.到1960年前后,西方國家的無線電工業(yè)年產(chǎn)10億只無線電電子管.電子管除應(yīng)用于電話放大器、海上和空中通訊外,也廣泛滲透到家庭娛樂領(lǐng)域,將新聞、教育節(jié)目、文藝和音樂播送到千家萬戶.就連飛機(jī)、雷達(dá)、火箭的發(fā)明和進(jìn)一步發(fā)展,也有電子管的一臂之力.三條腿的魔術(shù)師電子管在電子學(xué)研究中曾是得心應(yīng)手的工具.電子管器件歷時(shí)40余年一直在電子技術(shù)領(lǐng)域里占據(jù)統(tǒng)治地位.但是,不可否認(rèn),電子管十分笨重,能耗大、壽命短、噪聲大,制造工藝也十分復(fù)雜.因此,電子管問世不久,人們就在努力尋找新的電子器件.第二次世界大戰(zhàn)中,電子管的缺點(diǎn)更加暴露無遺.在雷達(dá)工作頻段上使用的普通的電子管,效果極不穩(wěn)定.移動(dòng)式的軍用器械和設(shè)備上使用的電子管更加笨拙,易出故障.因此,電子管本身固有的弱點(diǎn)和迫切的戰(zhàn)時(shí)需要,都促使許多科研單位和廣大科學(xué)家,集中精力,迅速研制成功能取代電子管的固體元器件. [3] 電子管的替代產(chǎn)品叫晶體管。
隨著科技的發(fā)展,人們對生產(chǎn)的機(jī)械在體積上向體積越來越小的方向發(fā)展,由于電子管的體積大,而且在移動(dòng)過程中容易損壞,越來越多的表現(xiàn)出其的弊端,于是人們開始尋找和開發(fā)電子管的可替代產(chǎn)品.隨著后來的晶體管的出現(xiàn),已越來越多的機(jī)械不再使用電子管.晶體管的出現(xiàn)是人類在電子方面一個(gè)大的飛躍.早在30年代,人們已經(jīng)嘗試著制造固體電子元件.但是,當(dāng)時(shí)人們多數(shù)是直接用模仿制造真空三極管的方法來制造固體三極管.因此這些嘗試毫無例外都失敗了