上一篇：第一个可编程的电子计算机—（计算机基础课六)

晶体管

 

为了降低成本和大小，同时提高可靠性和速度，我们需要一种新的电子开关。1947 年，贝尔实验室科学家 \N John Bardeen，Walter Brattain，William Shockley 发明了晶体管。

 

一个全新的计算机时代诞生了！

 

晶体管的物理学相当复杂，牵扯到量子力学。所以我们只讲基础，晶体管 就像之前提过的"继电器"或"真空管"。它是一个开关，可以用控制线路来控制开或关，晶体管有两个电极，电极之间有一种材料隔开它们，这种材料有时候导电，有时候不导电，这叫"半导体"。控制线连到一个 "门" 电极，通过改变 "门" 的电荷。我们可以控制半导体材料的导电性，来允许或不允许电流流动，就像之前的水龙头比喻。

 

 

贝尔实验室的第一个晶体管就展示了巨大的潜力，每秒可以开关 10,000 次而且，比起玻璃制成，小心易碎的真空管，晶体管是固态的。晶体管可以远远小于继电器或真空管，导致更小更便宜的计算机，比如1957年发布的IBM 608—第一个完全用晶体管，而且消费者也可以买到的计算机。它有 3000 个晶体管，每秒执行 4500 次加法，每秒能执行 80 次左右的乘除法。

 

IBM 很快把所有产品都转向了晶体管，把晶体管计算机带入办公室，最终引入家庭。如今，计算机里的晶体管小于 50 纳米- 而一张纸的厚度大概是 10 万纳米。

 

硅谷

 

晶体管不仅小，还超级快，每秒可以切换上百万次，并且能工作几十年，很多晶体管和半导体的开发在"圣克拉拉谷"，这个地方在加州，位于"旧金山"和"圣荷西"之间，而生产半导体最常见的材料是 "硅"，所以这个地区被称为 "硅谷"

 

 

甚至 William Shockley 都搬了过去，创立了"肖克利半导体"，里面的员工后来成立了"仙童半导体"，这里面的员工后来创立了英特尔 - 当今世界上最大的计算机芯片制造商。

 

好了，我们从"继电器"到"真空管"到"晶体管"，我们可以让电路开闭得非常非常快，但我们是如何用晶体管做计算的？我们没有马达和齿轮啊？

 

我们接下来会讲。