它好在哪里

电子管的发明使人类进入了电子学时代,没有它就不可能在 20 年代推广无线电声音广播,让亿万人听到音乐、新闻等种种丰富多采的节目,也不可能在 40 年代出现“电视爆炸”也就是电视的迅速普及。显然,在电子技术的发展史上,电子管的里程碑地位是无可否认的,但在现实需要与电子管的缺陷之间的矛盾日益尖锐时,晶体管的出现无疑使无线电殿堂的主宰慢慢由电子管移到了晶体管上,电子管的缺陷看来一夜之间全部得以克服了。

每天清晨在公园里、马路边我们总能见到一些鹤发童颜的老人一边散步,一边聆听收音机里播送的早间节目。他们可以把收音机拿在手上或者就把它放在口袋里,这个玩意是这样轻巧,丝毫不让这些年长的人感到累赘。凭什么能这样呢?因为有了晶体管,这种便携式的东西在真空管时代还是难以想象的,体积小和重量轻无疑是晶体管最值得夸耀的资本。晶体管的核心是块小晶片,加上电极和封装也要比普通的电子管小巧几百倍。即使到了 60 年代出现了超小型电子管,可就是早期的个头相对来讲还很笨重的晶体管与之相比,也只能说是小巫见大巫了。

晶体管的另一个长处是它的性能要稳定得多了,能够适用在那些震动很厉害的场合,譬如运输过程中,而电子管却不行。为什么呢?我们平时骑自行车上马路的时候,总会很小心地避开那些坑坑洼洼,其中的一个原因当然是使自己感觉舒适平稳些,而另外一个方面是震动小能很好地维护自行车, 因为自行车是用螺丝把各种组件紧固在一起的。电子管的结构也是很复杂的,组装起来的东西一经震动没准就会出现接触问题了。而新发明的电子管的电气性能的连接是在具有两个 P—N 结的晶片的内部完成的,三个极是一个整体,因而没有这种因震动而引起的麻烦,如果有也只出现在晶体管外部的引出线上。这样的结构使得它的性能要可靠得多。

而且晶体管电信号的传递靠的是掺杂半导体内部的电子和空穴,不用再像真空管那样费劲地加热灯丝去发射电子了,因此耗电量也大幅度降了下来。发射电子的氧化钡涂层现在也不再需要,因而器件理论上的使用寿命值也不复存在了。

对生产厂家来说,他们最关心的是生产的成本,而晶体管显然要比真空管更对他们的胃口了。首先是作为原材料的硅是地球上仅次氧的最丰富的元素,我们见到的沙石瓦砾中都有它的原子;并且它的生产工序也很简单,非常有利于实现自动化生产。成本低廉的晶体管使各种电子设备价格变得越来越低廉,收音机自不必说,电视机也走进了更多的家庭。在晶体管问世不到

15 年后,在广播收音机中几乎全部取代了真空三极管,在电视机里唯一幸存的电子管就是显像管了。

从 50 年代后半期开始,整个无线电世界掀起了一场波澜壮阔的电子设备晶体管化运动,并由此带动了其它元件如电阻、电容、线圈、继电器和各种电路接插件的小型化工作,在电子设备小型化的征途上,人们取得了空前的突破,设备的性能也有了大幅度的提高。整个世界的面貌完全焕然一新,继电子管王朝之后人类终于又跨入了一个新的阶段——半导体的时代。并且由这个时代直接导致了后来更为辉煌灿烂的集成世界的诞生。

谁也想象不出没有晶体管的发明这个世界会怎么样,也许更好,也许更糟,但这都不重要,重要的是它诞生了,世界就变了。