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晶體管與電子管相比的優越性

admin @ 2014-03-17 , reply:0

概述

晶體管的出現,是電子技術之樹上綻開的一朵絢麗多彩的奇葩。同電子管相比,晶體管具有諸多優越性:①晶體管的構件是沒有消耗的。無論多麼優良的電子管,都將因陰極原子的變化和慢性漏氣而逐漸劣化。由於技術上的原因……

晶體管的出現,是電子技術之樹上綻開的一朵絢麗多彩的奇葩。

同電子管相比,晶體管具有諸多優越性:

①晶體管的構件是沒有消耗的。無論多麼優良的電子管,都將因陰極原子的變化和慢性漏氣而逐漸劣化。由於技術上的原因,晶體管製作之初也存在同樣的問題。隨著材料製作上的進步以及多方面的改善,晶體管的壽命一般比電子管長 100到1000倍,稱得起永久性器件的美名。

②晶體管消耗電子極少,僅為電子管的十分之一或幾十分之一。它不像電子管那樣需要加熱燈絲以產生自由電子。一台晶體管收音機只要幾節乾電池就可以半年一年地聽下去,這對電子管收音機來說,是難以做到的。

④晶體管結實可靠,比電子管可靠 100倍,耐衝擊、耐振動,這都是電子管所無法比擬的。另外,晶體管的體積只有電子管的十分之一到百分之一,放熱很少,可用於設計小型、複雜、可靠的電路。晶體管的製造工藝雖然精密,但工序簡便,有利於提高元器件的安裝密度。

正因為晶體管的性能如此優越,晶體管誕生之後,便被廣泛地應用於工農業生產、國防建設以及人們日常生活中。1953年,首批電池式的晶體管收音機一投放市場,就受到人們的熱烈歡迎,人們爭相購買這種收音機。接著,各廠家之間又展開了製造短波晶體管的競賽。此後不久,不需要交流電源的袖珍“晶體管收音機”開始在世界各地出售,又引起了一個新的消費熱潮。

由於硅晶體管適合高溫工作,可以抵抗大氣影響,在電子工業領域是最受歡迎的產品之一。從1967年以來,電子測量裝置或者電視攝像機如果不是“晶體管化”的,那麼就別想賣出去一件。輕便收發機,甚至車載的大型發射機也都晶體管化了。

另外,晶體管還特別適合用作開關。它也是第二代計算機的基本元件。人們還常常用硅晶體管製造紅外探測器。就連可將太陽能轉變為電能的電池——太陽能電池也都能用晶體管製造。這種電池是遨遊於太空的人造衛星的必不可少的電源。晶體管這種小型簡便的半導體元件還為縫紉機、電鑽和熒光燈開拓了電子控制的途徑。

從1950年至1960年的十年間,世界主要工業國家投入了巨額資金,用於研究、開發與生產晶體管和半導體器件。例如,純凈的鍺或硅半導體,導電性能很差,但加入少量其它元素(稱為雜質)后,導電性能會提高許多。但是要想把定量雜質正確地熔入鍺或硅中,必須在一定的溫度下,通過加熱等方法才能實現。而一旦溫度高於攝氏75度,晶體管就開始失效。為了攻克這一技術難關,美國政府在工業界投資數百萬美元,以開展這項新技術的研製工作。在這樣雄厚的財政資助下,沒過多久,人們便掌握了這種高熔點材料的提純、熔煉和擴散的技術。特別是晶體管在軍事計劃和宇宙航行中的威力日益顯露出來以後,為爭奪電子領域的優勢地位,世界各國展開了激烈的競爭。為實現電子設備的小型化,人們不惜成本,紛紛給電子工業以巨大的財政資助。

自從1904年弗萊明發明真空二極體,1906年德福雷斯特發明真空三極體以來,電子學作為一門新興學科迅速發展起來。但是電子學真正突飛猛進的進步,還應該是從晶體管發明以後開始的。尤其是PN結型晶體管的出現,開闢了電子器件的新紀元,引起了一場電子技術的革命。在短短十餘年的時間裡,新興的晶體管工業以不可戰勝的雄心和年輕人那樣無所顧忌的氣勢,迅速取代了電子管工業通過多年奮鬥才取得的地位,一躍成為電子技術領域的排頭兵。

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