在上篇文章中，小编给大家提到，电子管虽然能够实现检波和放大，但是存在很多缺点，例如体积大、故障率高、容易损坏（玻璃管子）、发热大、能耗高等等。

　　正因为有这些缺点，专家们一直在思考，是不是有性能更好、缺点更少的元器件，可以取代电子管，支撑电子产业的长远发展。

　　矿石检波器比电子管历史更加悠久。它利用的，是一些天然矿石（金属硫化物）的电流单向导通特性（详见上篇）。

　　1782年，意大利著名物理学家亚历山德罗·伏特（Alessandro Volta），经过实验总结，发现固体物质大致可以分为三种：

　　第三种材料的奇葩特性，伏特将其命名为“Semiconducting Nature”，也就是“半导体特性”。这是人类历史上第一次出现“半导体”这一称呼。

　　1833年，迈克尔·法拉第（Michael Faraday）发现，硫化银在温度升高时，电阻反而会降低（半导体的热敏特性）。

　　1839年，法国科学家亚历山大·贝克勒尔（Alexandre Edmond Becquerel）发现，光照可以使某些材料的两端产生电势差（半导体的光伏效应）。

　　1873年，威勒毕·史密斯（Willoughby Smith）发现，在光线的照射下，硒材料的电导率会增加（半导体的光电导效应）。

　　1874年，德国科学家卡尔·布劳恩（Karl Ferdinand Braun）发现了前面所说的天然矿石（金属硫化物）的电流单向导通特性。这是一个巨大的里程碑。

　　可惜的是，布劳恩并没有重视这个发现，反而转去研究阴极射线管（也就是CRT，它是现代显示技术的基础）。

　　后来，海因里希·赫兹（Heinrich Rudolf Hertz）成功证实了无线电磁波的存在，布劳恩又转回无线电的研究。他与马可尼合作，大幅改进了早期的无线通信系统。两人共同获得了1909年的诺贝尔物理学奖。

　　1906年，美国工程师格林里夫·惠特勒·皮卡德（Greenleaf Whittier Pickard），基于黄铜矿石晶体，发明了著名的矿石检波器（crystal detector），也被称为“猫胡须检波器”（检波器上有一根探针，很像猫的胡须，因此得名）。

　　矿石检波器是人类最早的半导体器件。它的出现，是半导体材料的一次“灵光乍现”。尽管它存在一些缺陷（品控差，工作不稳定，因为矿石纯度不高），但有力推动了无线电通信的发展。基于矿石检波器制造的收音机产品大量普及，极大加强了人类信息的传递。

　　人们使用着矿石检波器，却始终想不明白它的工作原理。在此后的30余年里，人们反复思考——为什么会有半导体材料？为什么半导体材料可以实现单向导电？

　　早期的时候，很多人甚至怀疑半导体材料是否真的存在。著名物理学家泡利（Pauli）曾经表示：“人们不应该研究半导体，那是一个肮脏的烂摊子，有谁知道是否有半导体的存在。”

　　1904年，世界上第一个电子管（真空管）诞生，标志着人类进入了电子管时代。电子管的崛起，降低了人们对矿石检波器和半导体技术的关注热情。

　　1928年，德国物理学家、量子力学创始人之一，马克斯·普朗克（Max Karl Ernst Ludwig Planck），在应用量子力学研究金属导电问题中，首次提出了固体能带理论。

　　他认为，在外电场作用下，半导体导电分为“空穴”参与的导电（即P型导电）和电子参与的导电（即N型导电）。半导体的许多奇异特性，都是由“空穴”和电子所共同决定的。

　　1931年，英国物理学家查尔斯·威尔逊（Charles Thomson Rees Wilson）在能带论的基础上，提出半导体的物理模型，奠定了半导体学科的理论基础。

　　1939年，苏联物理学家А.С.达维多夫（А.С.Давыдов）、英国物理学家内维尔·莫特（Nevill Francis Mott）、德国物理学家华特‧肖特基（Walter Hermann Schottky），纷纷为半导体基础理论添砖加瓦。达维多夫首先认识到半导体中少数载流子的作用，而肖特基和莫特提出了著名的“扩散理论”。

　　矿石检波器诞生之后，科学家们就发现，这款检波器的性能，和矿石纯度有极大的关系。矿石纯度越高，检波器的性能就越好。

　　因此，很多科学家们进行了矿石材料（例如硫化铅、硫化铜、氧化铜等）的提纯研究，提纯工艺不断精进。

　　后来，因为认识到电子管这类基础研究的价值，AT&T在1925年收购了西方电气（Western Electric）的研究部门，并在此基础上，专门成立了“贝尔实验室”。

　　20世纪30年代，贝尔实验室的科学家罗素·奥尔（Russell Shoemaker Ohl）提出，使用提纯晶体材料制作的检波器，将会完全取代电子二级管。（要知道，当时电子管处于绝对的市场统治地位。）

　　经过对100多种材料的逐一测试，他认为，硅晶体是制作检波器的最理想材料。为了验证自己的结论，他在同事杰克·斯卡夫（Jack Scaff）的帮助下，提炼出了高纯度的硅晶体熔合体。

　　因为贝尔实验室不具备硅晶体的切割能力，奥尔将这块熔合体送到珠宝店，切割成不同大小的晶体样品。没想到，其中一块样品，在光照后，一端表现为正极（positive），另一端表现为负极（negative），奥尔将其分别命名为P区和N区。就这样，奥尔发明了世界上第一个半导体PN结（p–n junction）。

　　默文·凯利是半导体发展史上的一个重要人物。1917年，他就加入了AT&T，从事电子管的研究。 30年代末，电子管研究逐渐进入瓶颈。 默文·凯利发现 ，半导体晶体材料，才是未来的发展方向。

　　1939年9月，二战爆发。为了合作对抗德国，英国全面加强了和美国的技术合作。其中，英国带来的一项重要合作课题，就是1935年他们发明的雷达技术。

　　雷达技术，其实就是无线电技术的一个延伸。雷达性能的好坏，和电子器件有着密切的关系。当时，电子管是行业主流，但它信噪比差、工作不稳定，又容易坏，所以备受军方的嫌弃。

　　二战期间，AT&T旗下的西方电气公司，基于提纯的半导体晶体，制造了一批硅晶体二极管。这些二极管体积小巧、故障率低，大大改善了盟军雷达系统的工作性能和可靠性。

　　奥尔的PN结发明，以及硅晶体二极管的优异表现，坚定了默文·凯利发展晶体管技术的决心。他暗下决定，要带领贝尔实验室，all in 半导体。

　　1945年7月，二战临近结束。为了适应战后研究方向的调整，贝尔实验室进行了各个研究部门的改组。

　　当时，默文·凯利已经是贝尔实验室的执行副总裁。在他的推动下，贝尔实验室成立了3个研究组。其中之一，就是固体物理研究组。

　　按默文·凯利的设想，固体物理研究组的成立目的，是要在固体物理理论的指导下，“寻找物理和化学方法，以控制构成固体的原子和电子的排列和行为，以产生新的有用的性质”。

　　固体物理研究组的内部，分为半导体和冶金两个小组。担任半导体小组组长的，是来自麻省理工大学的博士，威廉·肖克利（William Shockley）。

　　肖克利是一个颇具传奇色彩的人。他1910年2月13日生于英国伦敦，后来考入美国麻省理工学院，学习量子物理。

　　1936年，肖克利拿到博士学位后，受默文·凯利的专门邀请，加入贝尔实验室，从事固体物理的研究。1939年，肖克利根据莫特-肖特基的整流理论，结合自己的实验结果，提出了非常重要的“场效应”理论。

　　1942年，肖克利曾经短暂离开了贝尔实验室，加入了军队研究。