電晶體(Transistor)#
物品名稱#
電晶體(transistor),以半導體控制電流開關與放大的三端元件,是 20 世紀最重要的電子元件——一切現代電子產品的積木。
發明者#
美國貝爾實驗室的蕭克利(William Shockley)、巴丁(John Bardeen)與布拉頓(Walter Brattain),三人共獲 1956 年諾貝爾物理獎。
發明年份#
1947 年 12 月 23 日(點接觸電晶體示範)。
特性#
- 功能:以微小基極電流(或電壓)控制大電流——兼具開關與放大。
- 優勢:無真空管的體積、發熱、脆弱與高耗電;固態可靠、可微型化。
- 演進:點接觸 → 接面電晶體 → MOSFET(1959–60)→ 積體電路(1958–59)→ 奈米級 FinFET/GAA,單晶片電晶體數已逾千億。
用途#
- 數位邏輯:0 與 1 的開關,CPU、記憶體的基本單元。
- 放大:音響、通訊前端。
- 功率與感測:電源轉換、馬達驅動。
歷史#
- 1947 年:貝爾實驗室發明點接觸電晶體。
- 1956 年:諾貝爾獎。
- 1958–59 年:基爾比與諾伊斯發明積體電路。
- 1965 年:摩爾提出「摩爾定律」。
- 1971 年:Intel 4004 微處理器(2,300 顆電晶體)。
- 今日:先進晶片單顆電晶體數超過千億,製程達 3 奈米以下;台積電等晶圓廠成為地緣政治焦點。
影響#
電晶體以「用半導體當開關」取代真空管,使電腦、手機、網路與 AI 成為可能;它讓運算力遵循摩爾定律指數成長,被稱為 20 世紀最偉大的發明之一。
相關條目#
- 貝爾實驗室、積體電路、摩爾定律