真空电子管、晶体管&DRAM

文章目录

1. 导读
- 读完这篇文章，你可以回答什么？
2. 起源
3. Q1->A1
4. Q2->A2
5. Q3->A3
6. Reference
7. 声明

1. 导读

读完这篇文章，你可以回答什么？

什么是真空电子管？真空电子管的基本原理？为什么后来不研究真空电子管了，改成去研究晶体管？
谁发明了晶体管？晶体管的类型以及发展历程？
谁发明了DRAM？为什么？

2. 起源

1800年伏达（vlota）发明了电池，因此我们可以对电进行学习，但在这之前我们只知道静电的存在，自从电池被发明之后，我们就可以更系统的学习相关的东西。世界上，有很多奇怪的人，在这样的人当中有人制造了玻璃管，为什么发明玻璃管呢？现在想，应该是为了控制灯耗而发明，爱迪生在研究灯泡的时候想的是延长灯亮的时间，那么讲究通过排空灯中的空气，之后，和电相连。如果不是特别古怪的人应该不会有这种想法，因此会产生独特的想法。阴极发出了光，形成光线，人们第一次看到这个会感到特别神奇。如果不感到神奇，那这个人有问题。之后，就有了真空管，从爱迪生到弗莱明再到弗雷斯特，都有着巨大的贡献。

3. Q1->A1

真空电子管是由美国的发明家德·弗雷斯特发明的，他被人们誉为真空三极管之父。其主要受到弗莱明发现的“真空电子二极管（具有单向导电性）”的启发，在阴极和阳极之间加了一个栅极，使得其起到一个控制电流的作用。真空电子管主要的作用是放大。
在这里插入图片描述

lLee de Forest, 1906.
lPrinciple: Based on the Vacuum Tube, the additional electrode has been added between the negative and positive electrode plate. That is called the Gate Electrode to realized the amplification of signal.
l(Vpositive> Vgate> Vnegative)

真空电子管大概由三个部分组成，分别是灯丝（Header）、金属板（Plate）和网格（Grid）。灯丝的作用是产生电子，金属板的作用是接收通过Grid的电子，而网格的作用是控制通过其相应的电子数量，类似于电吉他的拾音器（Pick-up）。正常情况下，灯丝部分产生的是负电子，之后我们给金属板部分加上正电级，那么自然而然地电子会流到金属板去，但如果我们想要加快电子的流速，那么我们就向网格部分也加正电，这就会加速电子的流动。

真空电子管经过很长时间的发展期，不断地优化其大小，降低其功率的损耗，但最终还是放弃了继续优化，其中最具有代表性的就是苏联在上世纪一直延续使用真空电子管；除此之外，电子管的散热性比较差，容易出现过热的现象；成本比较高。反观transistor，体积比较小，工作电压也比较低，方便快捷。真空管制作困难、体积大、耗能高且使用寿命短，使得业界开始期望电子管替代品的出现。

4. Q2->A2

贝尔实验室成立半导体研发小组，其中威廉·肖克利(William Shockley) 担任组长，成员包括约翰·巴丁 (John Bardeen) 和沃尔特·布拉顿 (Walter Brattain)。

起初，晶体管是一种点触式的，称为Point-contact Transistor（1947）；之后改进成为双端级型晶体管BJT（Bipolar JunctionTransistor ）；再后来就有了FET（Field Effect Transistor），其中包扩JFET（Junction Field Effect Transistor）(1948, William-Shockley)和MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor） (1959, D. Kahng and M.Atalla)

下边是对这几种常见的晶体管做了一个对比得到的：

在这里插入图片描述