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18新利最新登入摩尔定律是如何起作用的

半导体,晶体管和集成电路

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第一个晶体管的复制品
美联社照片/信息。

发现半导体在美国,晶体管的发明和集成电路的发明使摩尔定律(Moore’s Law)——以及引申为现代电子学——成为可能。在晶体管发明之前,电子学中使用最广泛的元件是晶体管真空管.电气工程师使用真空管来放大电信号。但是真空管有损坏的倾向,而且它们也会产生大量的热量。

贝尔实验室开始寻找真空管的替代品,以稳定和加强日益增长的国家电话20世纪30年代的网络。1945年,实验室集中精力研究如何利用半导体.半导体是一种既能作为半导体又能作为半导体的材料导体和一个绝缘子.导体是允许电子流动的材料——它们导电。绝缘体具有抑制电子流动的原子结构。半导体可以两者兼备。

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电子学的工作原理是对电子流的控制。找到一种方法来利用半导体的独特性质成为贝尔实验室的首要任务。1947年,约翰·巴丁和沃尔特·布拉顿建造了第一个工作晶体管.晶体管是一种设计用来控制电子流的装置——它有一个当它关闭时,就会阻止电子流过晶体管。这一基本思想实际上是所有电子工作方式的基础。

与今天制造商生产的晶体管相比,早期的晶体管体积巨大。第一个有半英寸(1.3厘米)高。但一旦工程师们学会了如何制造一个工作晶体管,就开始了制18新利最新登入造更好更小晶体管的竞赛。最初几年,随着工程师们不断改进设计,晶体管只存在于科学实验室中。

1958年,杰克·基尔比(Jack Kilby)对电子学做出了另一个巨大的贡献集成电路.早期的电路由一系列独立的元件组成。电气工程师会把每一个部件都组装好,然后把它们连接到一个叫做底物.基尔比尝试建造一个电路由单一的半导体材料和覆盖必要的金属部分,以连接不同的电路在其上。结果就是一个集成电路。

下一个重大发展是平面晶体管.为了制造平面晶体管,元件被直接蚀刻在半导体基板上。这使得基材的某些部分比其他部分高。然后在基材上涂上一层蒸发的金属薄膜。薄膜附着在半导体材料凸起的部分上,将其涂上金属。金属在不同的组件之间建立了连接,允许电子从一个组件流向另一个组件。这几乎就像直接在半导体晶圆上打印电路一样。

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