们的导电性极差,几乎就是绝缘体。”
“但是,当我们稍微提高环境温度,或者给它们施加光照。最奇妙的是,当我们在这些纯净的晶体中,人为地,微量地‘掺入’一些其他特定的元素,比如磷或者硼之后……”
“它们的内部结构会被打破。磷会多出一个自由电子,而硼则会抢走一个电子,留下一个渴望被填补的空洞。这种微观层面的改变,让它们的导电性发生了千万倍的变化!”
“它们不再是绝缘体,但也不同于金属那样的良导体。它们介于两者之间,且导电的方向和能力,完全可以通过我们人为的‘掺杂’来进行精确控制。”
林华博士给出了一个物理学上的定义,“我们称这种物质为,半导体。”
沈平戴上厚厚的近视眼镜,仔细端详着桌上那两块不起眼的灰黑色晶体。
作为搞逻辑运算的专家,他敏锐地察觉到了其中的潜力,但并没有立刻明白这东西如何取代庞大的电子管。
“这是极其美妙的材料特性。”沈平问道,“但林博士,它究竟能用来做什么?怎么做开关?”
林华没有去解释,他转过身,从一个铺着天鹅绒的防静电木盒里,用镊子小心翼翼地夹起了一个微小的物件。
那是一个只有黄豆大小的,被封装在黑色绝缘胶木里的固体元件。
它的底部,伸出了三根比头发丝粗不了多少的金属引脚。
“这是我们用掺杂了不同杂质的半导体材料,像三明治一样,一层一层紧密拼接起来的实验品。”
林华将这个微小的元件,接入了实验台上一个精密的测试电路中。
电路的两端分别连接着电源和一台灵敏的指针式电流计。
“沈所长,您是最了解电子管的。在传统的玻璃真空管里,我们需要用几百摄氏度的高温烧红阴极,释放电子,然后用中间那个金属网栅极的微弱电压,去控制阴极飞向阳极的强大电流,从而实现信号的放大和逻辑的通断。这就是计算机计算的本质。”
林华一边解释,一边手指轻轻搭在了一个小型的变阻器旋钮上。
“现在,我们抛弃了真空,抛弃了高温,抛弃了玻璃。我们将同样的,甚至更微弱的电压,施加在这个半导体元件的中间那层夹心上。”
说完,林华轻轻转动旋钮。
“唰——”
几乎没有任何延迟,甚至不需要像电子管那样等待几分钟的预热。
旁边的仪表盘
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