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1989 ) 、 布拉頓 ( Walter Brattain , 1902 - 1987 ) 和 巴丁 ( John Bardeen , 1908 - 1991 ) 發明 的 電晶體 , 彷彿 用力 一 拍 , 就 消滅 了 所有 真空管 的 「 蟲 」 。 電晶體 是 某 種 全新 的 東西 , 使用 半導體 ︵ semiconductor , 導電 能力 介於 金屬 與 絕緣體 之間 的 固體 ︶ 的 材枓 — — 例如 矽 和 鍺 等 具有 不尋常 電子 特性 的 元素 。 藉由 一 塊 固體 半導體 材料 內部 設計好 的 路徑 移動 電荷 , 電晶體 和 真空管 同樣 可以 執行 兩 項 有用 的 功能 , 即 「 放大 」 及 「 快速 的 開關 切換 」 。 但是 電晶體 沒有 玻璃 燈泡 , 不必 真空 , 啟動 時 不 需要 暖機 , 沒有 高熱 , 不會 燒壞 什麼 ; 和 真空管 比起來 , 電晶體 更 輕 、 更 小 而且 更 快 — — 即使 是 最 早期 的 電晶體 , 從 開到 關 的 切換 也 比 真空管 快 了 大約 二十 倍 。 這 簡直 是 天賜給 電子 產業 的 禮物 。 到 了 一九五 g 年代 中期 , 固態 元件 逐漸 成為 無線電 、 助聽器 及 其他 大部分 電子 裝置 的 標準 元件 。 迅速 發展 的 電腦業 欣然 擁抱 電晶體 , 而 軍方 也 需要 體積 小 、 耗 電 低 、 壽命 持久 的 零件 , 用 在 彈道 飛彈 以及 剛 萌芽 的 太空 研究 。 電晶體 吸引 了 大眾 的 想像 , 在 第二次世界 大戰 後 , 還 沒有 任何 其他 科技 能 有 這 種 魅力 。 核 裂變 、 火箭 技術 和 遺傳學 等 當代 科學 進展 , 雖然 是 報紙 上 令 人 望 之 敬畏 的 閱讀 材料 , 卻 與 日常 生活 距離 甚 遠 。 相形之下 , 電晶體 是 一般人 用得著 的 一 種 突破 。 採用 電晶體 的 攜帶型 收音機 , 剛好 趕上 一九五四年 的 耶誕節 推出 , 幾乎 立即 變成 零售史 上 最 熱門 的 新 產品 。 這 有 部分 原因 是 市場 綜效 的 結果 ( 在 口袋型 收音機 面市 的 時候 , 有 幾 個 前衛 的 電台 音樂 節目 主持人 正在 推廣 一 種 稱為 「 搖滾樂 」 的 新型 音樂 ) , 還 有 部分 原因 是 它 具備 全新 的 功能 優勢 。 第一 台 電晶體 收音機 「 雷京 」 比 從前 任何 收音機 更 小 、 更 省電 , 而且 可靠 得多 , 也 便宜 得多 , 它 只 要 價 四九‧九五 美元 。 這 個 革命性 的 新 概念 , 學術界 一 開始 抱 著 忿忿不平 的 懷疑 態度 , 但 經過 一 兩 年 之後 , 物理學家 和 電子學 工程師 逐漸 開始 接受 , 也 更 著迷 於 半導體 電子學 裡 廣闊 、 新奇 的 待 開發 研究 。 到 了 一九五三年 , 《 工程 索引 》 ︵ The Engineering Index ︶ 這 本 技術 領域 學術 專題 論文 年度 概要集 , 列出 了 超過 五百 篇 電晶體 及 相關 半導體 裝置 方面 的 論文 。 一 年 後 , 論文 數目 加倍 , 再 過 一 年 又 更多 。 論文 的 數量 反映出 這 項 新 科技 刺激 學術 研究 的 強烈 程度 , 以及 它 橫掃 全球 的 勝利 。 不過 有 些 論文 他 反映出 學者 有時 會 有 根本 不 像 學者 的 熱情 , 例如 : 《 成功 案例 : 電晶體 的 可靠 程度 》 、 《 電晶體 : 簡化 電子 設備 的 關鍵 》 、 《 應用 在 微小型化 的 最佳化 方法 》 、 《 奇妙 的 小東西 》 。 然後 , 就 在 工程 設計師 學習 如何 利用 這 奇妙 小 東西 的 特性 時 , 數量 暴行 卻 開始 浮現 。 熱情 逐漸 變成 挫折 , 甚至 轉為 絕望 。 一九五 g 年代 後 半 , 這 個 問題 已 日漸 加劇 , 《 工程 索引 》 上 的 標題 反映出 技術界 普遍 有 一 種 失望 , 甚至 可 說 是 絕望 的 情緒 : 《 電晶體 電路 的 開關 損失 》 、 《 電子 設備 對 飛行器 重量 與 體積 的 不利 之 處 》 、 《 電晶體 製造 過程 問題 的 解決 方法 》 、 《 半導體 元件 的 設計 極限 》 。 最後 一 個 標題 並 不 精確 。 這 個 「 設計 極限 」 並 不 是 電晶體 或 其他 元件 本身 固有 的 極限 , 而是 源自 所有 電路 的 基本 設計 結構 。 電晶體 就 是 答案 ? 建構 電路 很 像 造句 。 一 句 話 裡面 有 某些 標準 元件 , 包括 名詞 、 動詞 、 形容詞 ; 而 電路 則 包含 電阻器 、 電容器 、 二極體 和 電晶體 , 它們 各 有 其 獨特 的 功能 。 電阻器 是 某 種 噴嘴 , 可以 限制 電 的 流動 , 讓 電路 設計師 能夠 精確 控制 任何 一 點 上 的 電流 。 電視機 的 音量 控制 其實 就 是 一 種 電阻 控制 。 調整 音量 就 是 調整 電阻器 ; 噴嘴 一 縮緊 , 就 會 限制 通往 擴音器 的 電流 , 因此 能 降低 音量 大小 。 電容器 是 一 塊 海綿 , 先 吸收 電能 , 再 視 需要 逐漸 或 突然 釋放出來 。 照相機 內 的 電容器 會 從 一 個 小 電池 吸取 電力 , 然後 迅速 突然 倒出來 , 力量 大 得 足以 點亮 閃光燈 。 如果 你 必須 等到 照相機 上 的 指示燈 亮 起來 , 告訴 你 閃光燈 已經 準備好 可以 用 了 , 你 其實 是 在 等 裡面 的 電容器 吸收 足夠 的 能量 , 好 讓 那 個 東西 發出 閃光 。 二極體 是 一 種 水壩 , 在 某些 條件 之下 會 阻擋 電流 , 而 當 條件 改變 的 時候 , 就 會 打開 水壩 , 讓 電流 通過 。 例如 保全 監視器 的 「 電眼 」 即 是 將 一 道 光 的 波束 , 集中 在 一 個 二極體 。 要是 有 哪 個 竊賊 踏過 波束 , 就 會 擋住 射 向 二極體 的 光 , 因此 它 打開 水壩 , 將 電流 導向 一 個 大聲 吵嚷 的 警報器 。 電晶體 則 是 一 種 水龍頭 , 它 可以 將 電流 打開 或 關上 。 因此 能 使 數位 信號 透過 電腦 的 電路 系統 傾瀉出來 , 或是 將 電流 開大 , 即可 放大 收音機 發出 的 聲音 。 每 一 個 電路 幾乎 都 是 由 這 幾 個 基本 元件 ( 噴嘴 、 海綿 、 水壩 和 水龍頭 ) 所 構成 , 但是 各 個 元件 可能 有 許多 不同 速度 和 大小 。 只要 用 不同 的 方式 連接 這些 標準 元件 , 就 可以 讓 電路 ( 句子 ) 執行 不同 的 功能 。 造句 的 時候 , 老師 總是 教 我們 句子 的 設計 愈 短 愈 好 , 而且 盡可能 簡單 。 但 這 個 規則 可 不 適用 於 電子學 。 某些 最 有用 的 電路 既 龐大 又 複雜 , 內含 幾十萬 個 互相 連結 的 元件 。 在 真空管 的 年代 , 設計師 雖 不 曾 言明 , 但 確實 知道 電力 、 熱和 大小 等 因素 會 限制 任何 電路 設計 的 範圍 ; 若是 設計 一 台 機器 , 開動 之後 沒 多久 就 會 熔解成 幾 堆 破銅爛鐵 , 根本 就