元件——晶體管的收音機(jī).雖然人們對這架收音機(jī)顯露出濃厚的興趣.然而，他們對晶體管本身卻不以為然.美國《紐約先驅(qū)論壇報(bào)》的記者在報(bào)道中寫道：“這一器件還在實(shí)驗(yàn)室階段，工程師們都認(rèn)為它在電子工業(yè)中的革新是有限的.”事實(shí)上，晶體管發(fā)明以后，在不長的時(shí)間內(nèi)，它的深遠(yuǎn)影響便很快地顯示出來.它在電子學(xué)領(lǐng)域完成了一場真正的革命.什么是晶體管呢?通俗地說，晶體管是半導(dǎo)體做的固體電子元件.像金銀銅鐵等金屬，它們導(dǎo)電性能好，叫做導(dǎo)體.木材、玻璃、陶瓷、云母等不易導(dǎo)電，叫做絕緣體.導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)，就叫半導(dǎo)體.晶體管就是用半導(dǎo)體材料制成的.這類材料最常見的便是鍺和硅兩種.

半導(dǎo)體是19世紀(jì)末才發(fā)現(xiàn)的一種材料.當(dāng)時(shí)人們并沒有發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體的價(jià)值，也就沒有注重半導(dǎo)體的研究.直到二次大戰(zhàn)中，由于雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體器件——微波礦石檢波器的應(yīng)用日趨成熟，在軍事上發(fā)揮了重要作用，這才引起了人們對半導(dǎo)體的興趣.許多科學(xué)家都投入到半導(dǎo)體的深入研究中.經(jīng)過緊張的研究工作，美國物理學(xué)家肖克利、巴丁和布拉頓三人捷足先登，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.晶體管被人們稱為“三條腿的魔術(shù)師”.它的發(fā)明是電子技術(shù)史中具有劃時(shí)代意義的偉大事件，它開創(chuàng)了一個(gè)嶄新的時(shí)代——固體電子技術(shù)時(shí)代.他們?nèi)艘惨蜓芯堪雽?dǎo)體及發(fā)現(xiàn)晶體管效應(yīng)而共同獲得1956年最高科學(xué)獎(jiǎng)——諾貝爾物理獎(jiǎng).

肖克利小組與晶體管美國人威廉·肖克利，1910年2月13日生于倫敦，曾在美國麻省理工學(xué)院學(xué)習(xí)量子物理，1936年得到該校博士學(xué)位后，進(jìn)入久負(fù)盛名的貝爾實(shí)驗(yàn)室工作.貝爾實(shí)驗(yàn)室是電話發(fā)明人貝爾創(chuàng)立的.在電子、特別在通訊領(lǐng)域是最有名氣的研究所，號稱“研究王國”.早在1936年，當(dāng)時(shí)的研究部主任，后來的貝爾實(shí)驗(yàn)室總裁默文·凱利就對肖克利說過，為了適應(yīng)通訊不斷增長的需要，將來一定會用電子交換取代電話系統(tǒng)的機(jī)械轉(zhuǎn)換.這段話給肖克利留下了不可磨滅的印象，激起他滿腔熱情，把畢生精力投入到推進(jìn)電子技術(shù)進(jìn)步的事業(yè)中.沃爾特·布拉頓也是美國人，1902年2月10日出生在中國南方美麗的城市廈門，當(dāng)時(shí)他父親受聘在中國任教.布拉頓是實(shí)驗(yàn)專家，1929年獲得明尼蘇達(dá)大學(xué)的博士學(xué)位后，進(jìn)入貝爾研究所從事真空管研究工作.溫文儒雅的美國人巴丁是一個(gè)大學(xué)教授的兒子，1908年在美國威斯康星州的麥迪遜出生，相繼于1928年和1929年在威斯康星大學(xué)獲得兩個(gè)學(xué)位.后來又轉(zhuǎn)入普林斯頓大學(xué)攻讀固體物理，1936年獲得博士學(xué)位.1945年來到貝爾實(shí)驗(yàn)室工作.默文·凱利是一位頗有遠(yuǎn)見的科技管理人員.他從30年代起，就注意尋找和采用新材料及依據(jù)新原理工作的電子放大器件.在第二次世界大戰(zhàn)前后，敏銳的科研洞察力促使他果斷地決定加強(qiáng)半導(dǎo)體的基礎(chǔ)研究，以開拓電子技術(shù)的新領(lǐng)域.于是，1945年夏天，貝爾實(shí)驗(yàn)室正式?jīng)Q定以固體物理為主要研究方向，并為此制定了一個(gè)龐大的研究計(jì)劃.發(fā)明晶體管就是這個(gè)計(jì)劃的一個(gè)重要組成部分.1946年1月，貝爾實(shí)驗(yàn)室的固體物理研究小組正式成立了.這個(gè)小組以肖克利為首，下轄若干小組，其中之一包括布拉頓、巴丁在內(nèi)的半導(dǎo)體小組.在這個(gè)小組中，活躍著理論物理學(xué)家、實(shí)驗(yàn)專家、物理化學(xué)家、線路專家、冶金專家、工程師等多學(xué)科多方面的人才.他們通力合作，既善于汲取前人的有益經(jīng)驗(yàn)，又注意借鑒同時(shí)代人的研究成果，博采眾家之長.小組內(nèi)部廣泛開展有益的學(xué)術(shù)探討.“有新想法，新問題，就召集全組討論，這是習(xí)慣”.在這樣良好的學(xué)術(shù)環(huán)境中，大家都充滿熱情，完全沉醉在理論物理領(lǐng)域的研究與探索中.開始，布拉頓和巴丁在研究晶體管時(shí)，采用的是肖克利提出的場效應(yīng)概念.場效應(yīng)設(shè)想是人們提出的第一個(gè)固體放大器的具體方案.根據(jù)這一方案，他們仿照真空三極管的原理，試圖用外電場控制半導(dǎo)體內(nèi)的電子運(yùn)動(dòng).但是事與愿違，實(shí)驗(yàn)屢屢失敗.人們得到的效應(yīng)比預(yù)期的要小得多.人們困惑了，為什么理論與實(shí)際總是矛盾的呢?問題究竟出在那里呢?經(jīng)過多少個(gè)不眠之夜的苦苦思索，巴丁又提出了一種新的理論——表面態(tài)理論.這一理論認(rèn)為表面現(xiàn)象可以引起信號放大效應(yīng).表面態(tài)概念的引入，使人們對半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的認(rèn)識前進(jìn)了一大步.布拉頓等人乘勝追擊，認(rèn)真細(xì)致地進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn).結(jié)果，他們意外地發(fā)現(xiàn)，當(dāng)把樣品和參考電極放在電解液里時(shí)，半導(dǎo)體表面內(nèi)部的電荷層和電勢力發(fā)生了改變，這不正是肖克利曾經(jīng)預(yù)言過的場效應(yīng)嗎?這個(gè)發(fā)現(xiàn)使大家十分振奮.在極度興奮中，他們加快了研究步伐，利用場效應(yīng)又反復(fù)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn).誰知，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)中突然發(fā)生了與以前截然不同的效應(yīng).這接踵而至的新情況大大出乎實(shí)驗(yàn)者的預(yù)料.人們的思路被打斷了，制作實(shí)用器件的原計(jì)劃不能不改變了，漸趨明朗的形勢又變得撲朔迷離了.然而肖克利小組并沒有知難而退.他們緊緊循著茫茫迷霧中的一絲光亮，改變思路，繼續(xù)探索.經(jīng)過多次地分析、計(jì)算、實(shí)驗(yàn)，1947年12月23日，人們終于得到了盼望已久的“寶貝”.這一天，巴丁和布拉頓把兩根觸絲放在鍺半導(dǎo)體晶片的表面上，當(dāng)兩根觸絲十分靠近時(shí)，放大作用發(fā)生了.世界第一只固體放大器——晶體管也隨之誕生了.在這值得慶祝的時(shí)刻，布拉頓按捺住內(nèi)心的激動(dòng)，仍然一絲不茍地在實(shí)驗(yàn)筆記中寫道：“電壓增益100，功率增益40，電流損失1/2.5……親眼目睹并親耳聽聞音頻的人有吉布尼、摩爾、巴丁、皮爾遜、肖克利、弗萊徹和包文.”在布拉頓的筆記上，皮爾遜、摩爾和肖克利等人分別簽上了日期和他們的名字表示認(rèn)同.巴丁和布拉頓實(shí)驗(yàn)成功的這種晶體管，是金屬觸絲和半導(dǎo)體的某一點(diǎn)接觸，故稱點(diǎn)接觸晶體管.這種晶體管對電流、電壓都有放大作用.晶體管發(fā)明之后基于嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，貝爾實(shí)驗(yàn)室并沒有立即發(fā)表肖克利小組的研究成果.他們認(rèn)為，還需要時(shí)間弄清晶體管的效應(yīng)，以便編寫論文和申請專利.此后一段時(shí)間里，肖克利等人在極度緊張的狀態(tài)中忙碌地工作著.他們心中隱藏著一絲憂慮.如果別人也發(fā)明了晶體管并率先公布了，他們的心血就付之東流了.他們的擔(dān)心絕非多慮，當(dāng)時(shí)許多科學(xué)家都在潛心于這一課題的研究.1948年初，在美國物理學(xué)會的一次會議上，柏杜大學(xué)的布雷和本澤報(bào)告了他們在鍺的點(diǎn)接觸方面所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)及其發(fā)現(xiàn).當(dāng)時(shí)貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明晶體管的秘密尚未公開，它的發(fā)明人之一——布拉頓此刻就端坐在聽眾席上.布拉頓清楚地意識到布雷等人的實(shí)驗(yàn)距離晶體管的發(fā)明就差一小步了.因此，會后布雷與布拉頓聊天時(shí)談到他們的實(shí)驗(yàn)時(shí)，布拉頓立刻緊張起來.他不敢多開口，只讓對方講話，生怕泄密給對方，支吾幾句就匆匆忙忙地走開了.后來，布雷曾惋惜地說過：“如果把我的電極靠近本澤的電極，我們就會得到晶體管的作用，這是十分明白的.”由此可見，當(dāng)時(shí)科學(xué)界的競爭是多么的激烈!實(shí)力雄厚的貝爾實(shí)驗(yàn)室在這場智慧與技能的角逐中，也不過略勝一籌.