现代场效应晶体管(FET)的发明先驱

东沛评科技 2025-01-21 19:00:44

虽然第一个工作的场效应晶体管(FET)直到1945年才出现,但这个想法早在近20年前,即朱利叶斯·埃德加·利利恩菲尔德(Julius Edgar Lilienfeld)的一项专利中就已显现。

尽管利利恩菲尔德从未制造出实物原型,但他在推动半导体技术未来突破方面发挥了决定性作用。他1925年申请的专利被广泛认为是世界上第一个场效应晶体管(几乎所有电子设备的关键组件)的理论概念。

Julius Edgar Lilienfeld

Lilienfeld 1882年出生于奥匈帝国的伦贝格(今乌克兰利沃夫),他在柏林的弗里德里希-威廉大学(现为洪堡大学)学习物理学,师从量子理论的关键人物马克斯·普朗克。1905年,Lilienfeld获得博士学位,这一年可以说是物理学最具变革性的一年之一——阿尔伯特·爱因斯坦发表了一系列论文,从根本上改变了人们对空间、时间、质量和能量的看法。

获得博士学位后,Lilienfeld开始在莱比锡大学的物理研究所担任非终身教授。他早期的工作集中在真空中的电放电物理,并很快开始发表关于辉光放电和高输出汞低压灯特性的论文。尽管这项工作并非研究所的标准研究,但得到了德国著名物理学家奥托·维纳的支持。

从1910年起,Lilienfeld在真空中金属电极间的电放电方面进行了重要的早期工作。他发现了场致电子发射——一种电子在电场作用下从固体表面逸出的过程,并将其称为“自电子发射”。如今,这一过程被称为场致电子发射。这些观察后来成为理论模型发展的基本原理。

为FET创新铺路的专利

1912年至1931年间,利利恩菲尔德开发了多项专利。他的第一项专利描述了一种从热灯丝发射电子产生X射线的X射线管。1914年,他对此进行了改进,申请了第二项专利,即一种伦琴射线管。

然而,Lilienfeld最为人所知的或许是他描述了一种与现代FET非常相似的设备的专利。该专利描述了一种使用硫化铜半导体材料的三电极结构。具体来说,它详细描述了:

两个紧密间隔的金属电极之间的一层具有“单向导电性”的薄膜位于另外两个电极之间的第三个电极,用于施加静电力以控制电流流动

Lilienfeld1930年专利中的插图展示了一种控制电流的设备。图片由Espacenet提供

Lilienfeld提出硫化铜作为半导体薄膜的合适化合物,并描述了包括真空溅射在内的几种沉积方法。该设备在理论上通过在两个电极端子之间建立第三个电势来控制电流流动。

推动晶体管革命

由于材料限制,利利恩菲尔德无法制造出功能性原型,但他的想法为今天的晶体管技术奠定了基础。

20世纪40年代,贝尔实验室的科学家约翰·巴丁、沃尔特·布拉顿和威廉·肖克利开发出了第一个实用的晶体管,但由于Lilienfeld之前的专利,他们在专利申请上遇到了挑战。Lilienfeld类似FET的设备迫使他们改进设计和方法。他们的法律纠纷中引用了Lilienfeld的专利,这些专利是理解晶体管原理的早期蓝图。例如,Lilienfeld的理论展示了固态设备如何在没有真空管的情况下放大和控制电流。尽管材料和制造技术花了数十年才赶上,但他的概念为实用晶体管的发展奠定了基础。

尽管Lilienfeld在有生之年他的工作鲜为人知,但随着晶体管技术的创新,他的遗产也随之增长。如今,美国物理学会于1988年设立的朱利叶斯·埃德加·利利恩菲尔德奖,旨在表彰在物理学领域做出重大贡献并擅长向公众传达其科学成果的物理学家。

利利恩菲尔德于1963年8月去世,享年81岁。

原文:

https://www.allaboutcircuits.com/news/how-engineer-julius-edgar-lilienfeld-laid-groundwork-modern-fets

0 阅读:29
评论列表
  • 2025-01-21 21:43

    量子纠缠干啥啦?

  • 2025-01-21 21:30

    ❌以太的小胆太小了!!!以太是波动学派的托辞遮羞布,悖论斯坦干脆厚脸皮直接骗,让波搞独立单干/和物质质量说拜拜,来个二象性指鹿为马,无源场也用上!再诠释诠释,高速低速搞区别对待,宏观微观弄成不同,质量尺寸时间都弄成可以变,能量搞成数学能量,,,还不行?绝对时空也不要了,相对运动搞成残废/让光绝对运动,相对时空更美妙可惜惯性系不同意。又不行了??什么能难住骗子呢?换个假说继续骗,搞广义的,把空间也搞弯,轨道电子不干就不管它了,,,用假说无中生有(🍎哈哈,我说有鬼谁能证无?)号称证明全称命题,脸厚怕啥?坚决把革命进行彻底/1955/game over?

  • 2025-01-21 21:30

    ❌质能方程是一个鬼把戏!!!———能量的具体内涵是动能和势能,是物理公理规定的物理概念。物质质量是其不变的内在本质,能量(动能和势能)都是物质相互作用和相对运动变化的度量(质量不变),是变化现象。能量不是物质的本质,咋能与孤立质量等效???场无质量居然有能量?………数学(包括逻辑)都是基于物理公理的演绎,超越物理公理的数学能量理解当然是虚幻(1+1=2是自然哲学/物理公理,牛顿定义自然哲学公理作为数学原理)。………🍎🍎物质的本质是带电质量体,物质不灭,电荷守恒,电磁力与万有引力统一于物质的不变本质。能量,力,场,波等宇宙一切自然现象,都是物质/粒子相互作用相对运动的变化现象,变化现象当本质(不变现象)是思维错乱丧心病狂。号称物质是波/波是物质/物质是能量,都是搞骗。质能等效是脱离基本公理的数学虚幻,欺师灭祖&蔑视自然,祸害基本概念和认知方法。———有人知道悖论斯坦的狗屁能量内涵是啥吗???狗屎核弹方程是如何应用的???………有趣的是木星象太阳一样自发光,它们的大气也相似。木星是裂变发光还是聚变发光??木星大气中的氦和氢有没有可能是裂变反应释放的???

  • 2025-01-21 21:30

    真理不证自明(不变现象)无法证明(全称命题/可证伪),悖论诠释百年号称证明(全称命题)。古希腊哲学对真理(科学知识)的理解——真理是不变的现象。水流现象千变万化是真实/不是真理。水往低处流现象不变,太阳东升西落现象不变,都是有用的真理/知识。物质不灭,能量守恒,电荷守恒,1+1=2,绝对时空,相对速度,……都是不变的现象/真理。居然有人号称人人不知的空间弯曲是真理,还胡编人人可知的时间是虚幻!!当然都是缺德笑话。几何学与微积分方法符合绝对时空/可微可积,弯曲不均匀空间可积分吗?面积与面积等效吗?科学/哲学追求确定性(知道)是生存的必须,鼓吹不确定是鬼迷心窍❌,科学是观测归纳不是假说证明不是解释稀奇。所有物质100%由带电质量体/粒子构成(不变现象,本质),电子质子结合成中子,正负光子结合成中微子。……不显电性的中子,中微子,穿透材料/等离子体/微观电磁结构的能力强大,中微子极其微小,必然是穿透物质材料的冠军——惯性运动天才。电子质子光子都带电,穿透力当然不行。——物体材料边缘亚原子尺度正负电场密集分布,带电光子电子受引力斥力作用,分裂成双缝干涉条纹,边缘衍射条纹,奇怪吗???

  • 2025-01-21 21:35

    真理知识都是确定性,与不确定的量子鬼学有关系吗?我喘口气和宇宙现象都有关系!!你能用狗屎造核弹???

  • 2025-01-21 22:01

    悖论斯坦跟你一样,他说他反对核武器,所以后悔发明了质能方程!笑死人[呲牙笑]

东沛评科技

简介:感谢大家的关注