1883年，聞名世界的大發明家愛迪生在發明電燈的過程中，還發現了一個奇特的現象：一塊燒紅的鐵會散發出電子云，後人稱之為「愛迪生效應」。遺感的是，由於當時技術條件的限制，人們並沒有發現這一效應的實用性。
20世紀初，有線電報問世了。這一發明給人們帶來了很多便利。有線電報發生的信號是高頻無線電波，收信台必須進行整流，才能從聽筒中聽出聲音來。當時的整流器結構複雜，功效又差，亟待改進。而這時，一位叫弗來明的英國發明家正在研究高頻整流器，他想，如果把「愛迪生效應」應用在檢波器上，結果會怎樣呢?
1904年弗萊明在真空中加熱的電絲(燈絲)前加了一塊板極，從而發明了第一隻電子管。他把這種裝有兩個極的電子管稱為二極管。利用新發明的電子管，可以給電流整流，使電話受話器或其他記錄裝置工作起來。如今，打開一架普通的電子管收音機，我們很容易看到燈絲燒得紅紅的電子管。它是電子設備工作的心臟，是電子工業發展的起點。
弗萊明的二極管是一項嶄新的發明。它在實驗室中工作得非常好，可是，不知為什麼，它在實際用於檢波器上卻還不如同時發明的礦石檢波器可靠。因此，二級管並沒有對當時無線電的發展產生什麼衝擊。
此後不久，美國發明家德福雷斯特在二極管的燈絲和板極之間巧妙地加了一個柵板，從而發明了第一隻真空三極管。這一小小的改動，竟帶來了意想不到的結果。它不僅反應更為靈敏，能夠發出聲響和振動，而且，集檢波、放大和振蕩三種功能於一體。因此，三極管的發明被看做電子工業誕生真正的起點。德福雷斯特自己也非常驚喜，認為「我發現了一個看不見的空中帝國」。
電子管的發明，推動了無線電電子學的蓬勃發展。到1960年前後，西方國家的無線電工業年產10億隻無線電電子管。電子管除應用於電話放大器、海上和空中通訊外，也廣泛滲透到家庭娛樂領域，將新聞、教育節目、文藝和音樂播送到千到萬戶。就連飛機、雷達、火箭的發明和進一步發展，也有電子管的一臂之力。
面臨挑戰另闢蹊徑
電子管出世後就一直雄居科學領地，活躍於電子技術的各個領域。電子計算機用上它，如同猛虎添翼，運算速度空前提高，將人們從繁複苦惱的機械運算中解放了出來，然而，電子管在使用的期間，逐漸暴露出它自身的一些弱點。
第一，使用壽命較短。一般為幾千小時到一萬小時，用在電報、收音機、電視機上還湊合得過去。因為在此類電器中，電子管用得並不多，一台機器上，三五個到十來個即可，可在電子計算機里，情況就完全不同了。一台電子計算機中，往往需要成千上萬個電子管。如果有一個出了問題，整台計算機就要「犯病」。如果某隻電子管壽終正寢，科學家很難一時查明，判斷究竟該調換哪只電子管，如果全體「大換血」，其代價又甚為慘重。
第二，耗電量大。電子計算機大量使用電子管，是只名副其實的「電老虎」。蓄電池或小型發電機等電源輸送出來的電力，無法滿足電子計算機的用電需求，因此，電子計算機不能到戶外使用。
第三，體積龐大，體重超常。由於耗電量大，電子計算機散發的熱量巨大，因此一台計算機還必須裝備臃腫、笨重的散熱裝置。
第四，玉體脆弱，玻璃管稍受觸及，便會破碎。如受到較大的衝擊，整個計算機便會散架。
電子計算機「神機妙算」的優勢，不幸被它的心臟部件——電子管的弱點大大削減，其發展自然受到嚴重限制。
1895年，無線電報發明以後，不少人為改進接收機中的金屬屑檢波器進行了反覆的實驗。直到1906年，人們才發明了礦石檢波器。礦石檢波有別於金屬屑檢波，儘管其導電性能遠遠不如金屬屑，但其檢波性能卻優於金屬屑，其因何在?這就引發出了甚多的人積極地去研究半導體材料。不過，天然礦石檢波器性能並不穩定，很快，它便讓位給性能更好的真空二極管。半導體於是被打入「冷宮」。不過，半導體仍在無線電領地中保留着一小塊陣地——氧化銅整流器的硒整流器。
20世紀30年代，由於無線電、電視和雷達的發展，通信中開始用到「微波」。微波的電流頻率高得驚人，使得真空二極管內的電子流跟不上信號變化節奏的步伐，這就迫使人們重新請出棄置在「冷宮」中的礦石檢波器。可是，天然礦石的檢波性質不穩定，實在難擔此重任。科學家們不得不對它做一番深入研究，以探明其奧妙之所在。
1940年，性能優良的「人造礦石」——半導體二極管問世了，它性能穩定，而且能在頻率很高的情況下工作，比起真空二極管來，顯然技高一籌。那麼，人造礦石和天然礦石的區別究竟在何處呢?原來，天然礦石里含雜質太多，純度不高，使半導體的性能大大降低。而冶煉和結晶技術則可剔除天然礦石中的雜質，制出純度極高的半導體——鍺、硅等。
進而，人們又認識到：既然在電子二極管的基礎上，可以產生電子三極管，順理成章，在半導體二極管的基礎上，也就應該研製出半導體三極管。
一個全新的歷史由是而生!
知難而進「寶貝」誕生
研究新型電子器件，當時有名的固體物理學家肖克利提議以半導體為研究方向。早在1925年，就有科學家發現了半導體的場效應特性，也就是在半導體的兩端施加電場，就會改變半導體中電荷的濃度，從而改變半導體的導電能力。肖克利從加州理工學院物理系畢業之後，進入麻省理工學院取得物理學博士學位，然後於1936年進入貝爾實驗室。他一直從事固體物理的研究，想搞清楚場效應的物質結構，並推斷可以利用場效應進行信號放大。他曾和實驗高手布拉頓一起嘗試着做場效應器件，但完全失敗了。
1945年夏天，貝爾實驗室決定成立一個專門研究小組搞清楚半導體的機理，並探討利用半導體來做放大器的可能性。
1946年1月，貝爾實驗室的固體物理研究小組正式成立了。這個小組以肖克利為首，下轄若干小組，活躍着多學科多方面的人才。他們通力合作，充滿熱情，完全投入到理論物理領域的研究與探索中。
開始，布拉頓和巴丁在研究晶體管時，採用的是肖克利提出的場效應概念。場效應設想是人們提出的第一個固體放大器的具體方案。根據這一方案，他們仿照真空三極管的原理，試圖用外電場控制半導體內的電子運動。但是事與願違，實驗屢屢失敗。人們得到的效應比預期的要小得多。經過多少個不眠之夜的苦苦思索，巴丁又提出了一種新的理論——表面態理論。這一理論認為表面現象可以引起信號放大效應。表面態概念的引入，使人們對半導體的結構和性質的認識前進了一大步。布拉頓等人乘勝追擊，認真細緻地進行了一系列實驗。結果，他們意外地發現，當把樣品和參考電極放在電解液里時，半導體表面內部的電荷層和電勢發生了改變，而這正是肖克利曾經預言過的「場效應」。
大家在極度興奮中，加快了研究步伐，利用場效應又反覆進行了實驗。誰知，繼續實驗中突然發生了與以前截然不同的效應，形勢又變得撲朔迷離了。
然而肖克利小組堅持迎難而上。他們緊緊循着茫茫迷霧中的一絲光亮，改變思路，繼續探索。經過多次地分析、計算、實驗，1947年12月23日，人們終於得到了盼望已久的「寶貝」。這一天，巴丁和布拉頓把兩根觸絲放在鍺半導體晶片的表面上，當兩根觸絲十分靠近時，放大作用發生了。世界第一隻固體放大器——晶體三極管也隨之誕生了，這也正是人們習慣稱為的「晶體管」。
巴丁和布拉頓實驗成功的這種晶體管，是金屬觸絲和半導體的某一點接觸，故又稱點接觸晶體管。這種晶體管對電流、電壓都有放大作用。
電子奇葩後來居上
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：
第一，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。隨着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，配得上「永久性器件」的美名。
第二，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。
第三，晶體管不需預熱，一開機就工作。例如，晶體管收音機一開就響，晶體管電視機一開機就很快出現畫面，而電子管設備就做不到這一點，開機後，非得等一會兒才聽得到聲音，看得到畫畫。顯然，在軍事、測量、記錄等方面，晶體管是非常有優勢的。
第四，晶體管結實可靠，比電子管可靠100倍，耐衝擊、耐振動這些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。晶體管製造工藝精密，而且工序簡便，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，晶體管誕生之後很快就在許多領域取代了電子管，並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。在電視、雷達、錄音機、錄像機、無線電話機等幾乎所有電子領域裏大顯神通。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。接着，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，又引起了一股新的消費熱潮。#頭條創作挑戰賽#
自從1904年弗萊明發明真空二極管，1906年德福雷斯特發明真空三極管以來，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裏，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，一躍而成為電子技術領域的排頭兵。#科普#
