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半導體的故事:發展與現況

半導體的故事:發展與現況

  • 作者:李雅明
  • 出版日期:2013/12/19
內容連載 頁數 9/10
用整流器來偵測電磁波,並不是最初偵測電磁波的方法。最初用來偵測無線電波的,是一種稱為金屬屑檢波器(coherer)的奇怪元件,這種元件是一八九○年由一個法國人布蘭利(Edouard Branley, 1844-1940)所發明的。後來,英國的物理學家洛奇(Oliver Lodge, 1851-1940)也繼續發展了這種器件。布蘭利是一個得過醫學學位的物理學家,後來成為物理教授。金屬屑檢波器包括一個玻璃管,玻璃管兩頭有金屬接觸,玻璃管中間一部分用金屬屑填滿。整個檢波器還包括電池和記錄儀器的線路。平常這個玻璃管裡的金屬屑是很鬆散的,因此不導電。當有電磁波進來的時候,就會讓金屬填充物合攏(cohere)起來,使得玻璃管導通。當訊號停止後,金屬屑檢波器不會自己回到非導通狀態,必須要輕輕拍一下,讓金屬填充物鬆開。在設計得最好的金屬屑檢波器當中,這個輕拍的動作可以由記錄器來觸發。訊號進來了,接受到了,也記錄下來了,輕拍一下金屬屑檢波器,然後再等下一個訊號,這幾個動作可以一氣呵成。但是金屬屑檢波器這個器件實在太臃腫了,只使用了一段短暫的時期就作廢了。
 
第一個整流偵測器也是第一個真正的固態電子元件,是俗稱為貓鬍子(cat’s whisker)的偵測器。我們前面已經提到過,一八七四年當時在烏茲堡大學任物理教師的布勞恩,發現通過一根金屬線跟方鉛礦石(galena)之間的電流有整流特性,即只能由一個方向導電。一八九九年,他又發明了調頻電路(tuned circuit),可以只接受一個單一頻率的電波,而排斥其他電波。隨著調頻電路的發明,所有無線電通訊的先決條件都齊備了。
 
一九○四年,印度植物生理學家,也是物理學家的玻色(Jagadis Bose, 1858-1937)使用半導體的非線性整流功能來偵測電磁波,這比起過去使用金屬屑檢波器的偵測的方法是一個重大的進步,因為這是用非機械器件的方法來偵測電磁波。讀物理的朋友們一定知道有另外一位印度的物理學家玻色,那就是與愛因斯坦一起發展了一種玻色──愛因斯坦統計理論的玻色(Satyendra Nath Bose, 1894-1974)。不過,這兩位玻色先生不是同一個人。
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