面临困境

自从德·福雷斯特发明了真空三极管后，在大约半个世纪内，它几乎独占了电子学的舞台。无线电广播的普及使电子管王朝的领域极剧膨胀，全世界每年生产的各种电子管可达数亿只以上。但是，随着电子技术的进一步发展和实际需要的不断增长，电子管性能上的不足使它面临日益严竣的困境。最突出的矛盾是电子管过于膨胀的体积使得各种复杂设备的体积变得过

于庞大以致不堪承受。人们也一直在寻找电子管小型化的方法，早期的电子管封装就像我们现在的灯泡一样，是梨形玻壳，电子管的管芯安置在作为芯柱的玻璃管上，玻璃管的末端与玻壳封接。到 30 年代后期，人们把梨形改成

柱形，体积缩小了不少。之后，由于工艺的提高，到 1961 年时，电子管的栅

极与阴极之间的距离已从 1928 年的 1 毫米缩短到 0.05 毫米以下，体积缩小的程度是非常可观的。然而电子管复杂的机械结构使得体积的继续大幅度缩小成为不可能，这使整个电子领域内的工程师们都感到头疼。

不仅于此，电子管的缺陷还在于它的耗电量过大。为使电子管的阴极发射出电子，人们不得不通电把阴极加热至相当温度才能促成其发射，而这部分功率并不构成电子管输出的有效功率，甚至可以认为是白白损耗掉了。

另一个问题是电子管的使用寿命。为发射电子，在阴极的表面涂有一层氧化钡。电子管工作时，阻极和灯丝处于炽热状态，氧化钡会逐渐蒸发，也就是说电子发射源会逐渐衰竭，这从理论上表明它一定是有寿命的。而实际中很可能不用等到氧化钡蒸发完，因为电子管的结构很复杂，经历的处理工序太多，期间任何一道工序的不严格都会导致管子的寿命缩短。这样由大量电子管为核心组成的大型电子设备性能就很受影响了。尽管通过工艺改进使电子管的寿命从 1000 小时延长到 1～2 万小时，但仍难以满足很多场合的需要。

以上的几个缺陷在世界上第一台电子计算机上表现得最为充分。1946 年，美国宾夕法尼亚大学莫尔电气工程学院的摩赫利博士与另一位研究人员艾克特共同制造出这台具有历史意义的名为 ENIAC 的计算机。它能在一分钟内完成数以千次的计算，这在当时的确是一个令人吃惊的速度。但同样令人吃惊的是 ENIAC 总重量达到 30 吨，一些 9 英尺高的金属柜足足装满了一小间体育馆；这台机器还产生如此之大的热量，只有开动工业用冷风机才能防止线路熔化，盘上共耗用 1.8 万支真空管，耗电之大据说 ENIAC 一旦开动，整座费城的灯光立刻昏暗；更麻烦的是平均每 7 分钟就会损耗一只真空管。这样的情况令甚至 IBM 这样的大公司当时也断言对计算机的需求永远不会太大。

现实的需要使电子管陷入越来越大的困境，看来是需要一种新的器件来改变整个无线电世界面貌的时候了。