最近数个工作日的兴趣是回顾电子基础器件的发明/发展历史, 期待夯实技术基础的底蕴. 在学习与搜索资料的过程中, 顺便对知乎的一个同学的基础问题,
进行了回复.不小心回复一下就成了千字文, 觉得挺有趣的也在博文留下记录叭.1900年前后电力(电动机)技术与无线电通讯(意大利马可尼与俄罗斯波波夫 1894年同时发明无线电报)的发展, 标志电力/电子时代到来.
无线电通讯使信号放大与检波成为必须. 而首先大规模应用(大约 1920 年代, 恰好是100年前), 却是基于当时电子管的科学研究基础上的,
真空电子管器件.二战时点接触式的二极管则开始取代真空管, 其原因根据对资料的查阅, 大概是高频性能(或当时雷达技术等领域), 稳定性, 体积等限制,
促进肖特基二极管的应用.PN结/三极管的发明, 亦源于当时以肖特基二极管作为基础装置的, 创造性实验结果.1947年, 美国贝尔实验室(Brattain与Bardeen)基于两个(头对头)并联模式的肖特基二极管, 构成了首个点接触式的三极管实验装置.从装置上看并非真的两个独立二极管并联, 它们实际构建于一整块锗块(根据图示, 我目视推测约 1cm 厚度),
但三角形结构的(两个斜边各粘贴的)金箔的顶点被弹簧压在锗块上, 顶点处即被理解为极近距离的两个并联肖特基二极管的连接点.Bardeen 在上个世纪末的一次采访中曾说, 他们的发明可能是个意外, 当时电子业界科研发展的方向, 明显是模仿真空电子管的场效应管 FET
器件(今天集成电路广泛使用的就是 MOSFET). 这导致了三极管与MOS管, 即使在今天的设计中,
作为分立器件都被广泛使用(特别是模拟电路常使用三极管).题外话, 想想看, 三极管工作模式很微妙 -- 极近距离(大约 10um 是关键), 使得基础电路能够将(比较而言)极少量的正电荷载流子注入到放大电路中,
并且以稳定比例模式进行信号放大. 怎么就通过这个看似脑洞大开的创造性的装置实现了?根据电子历史趣闻回顾, 作为贝尔实验室相关部门的领导, Shockley 博士, 他被其组员 Brattain 与 Bardeen 极大刺激.
作为能力极强的技术型领导, 他在 1948~1950年, 发明了 PN 的结型结构的三极管, 并设计了 PN 结理论(三人小组因此同获诺贝尔奖).讨论1: 如果我没有理解错, 今天我们每位同学, 都得学习 Shockley 的 "多子"与"少子"理论入门(想想看, "空穴"导电或本质上并不存在,
都应是电子在结构中脱离形成了"空穴", 导电性也都是电子到处奔波的结果). 因为空穴理论(我理解这是 Dr. Shockley
发明的协助理解的一种合理理论解构), 所以 PN 结有了两个载流子的流动, 形成了"双极型(双极性)". 这里似又产生疑问, 我理解本意指"双极性",
但"双极性"很容易让人混淆整流的方向的极性, 所以称"双极型"可区分这个混淆. 但中文世界的网络资料, 看似双极性, 双极型都在混用着.讨论2: 所以, BJT 按本意, 似应翻译为: 双极型(区分肖特基的仅多数载流子导电)结型(区分肖特基点接触模式)传导电阻器( transistor
似被中文世界译为"晶体管", 真奇怪啊...我们前辈们都是怎么脑洞大开来翻译的?), 才是正确的中文译名. 但 "双极型结型传导电阻器"可能名字太长,
中文世界又不能用首字母大写 BJT 来简单称呼. 所以, 最早哪位前辈管它叫"三极管"来着? 因为它的大规模市售的规格有三条腿腿? ^O^讨论3: Dr. Shockley 必将在人类历史不朽. 不仅是 PN 结/三极管的发明, 而且或因他带动了今天的半导体电子的产业繁荣. 作为科研领袖,
Shockley 带领数位科学家回到了他的老家(硅谷)干事业, 最终可能因科研发向的不同坚持而导致团队动摇(或者与他固执认为团队成员中有精神病人存在,
并要求每位团队成员去看医生作精神检查). 其团队分离组成了仙童和Intel. Shockley 黯然离开硅谷(他要是把团队带去别的风景区,
"硅谷"就得换个地方). 晚年作为大学教授, Shockley 发表的论文可谓精彩纷呈, 黑人的智商低, 具体低到某个百分比就是他的大作...
这就不知道该怎么往下讨论了...肖特基二极管并没有因为 PN结 的出现, 就导致消亡. 今天的设计中, 仍然被大量使用. 我就用过肖特基二极管的低压降特性试图在设计中降低功耗. 而且
DCDC(非同步模式)典型应用, 外围还必须用肖特基二极管(利用其快恢复特性).(1) 由于锗的小电流特点, 或反向电流特性, 或温度特性等弱点, 另外可能就是锗金属价格比较贵. 现代一般使用硅替代锗.(2) 金属端也变化, 不再使用纯金属, 而或使用多晶硅.(3) 由于点接触的不稳定(或表面层 SiO2) 之影响, 现代工艺一般使用了溅射模式. 我理解实际上, 也不存在传统的点接触,
而实际上也成型为"结型".以上, 肖特基二极管有趣的讨论就此结束. 更多创造性的新电子器件, (集成或电路)设计一定还在新的路途中, 期待着期待着!作者：allen_zhan， 来源：面包板社区
链接：https://mbb.eet-china.com/blog/1238440-439519.html
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