约翰·巴丁
当人类早期电脑的核心元件—电子管逐渐被晶体管取代后，人类才真正开始了数字化革命。
沃尔特·布拉顿
威廉·肖克利
三人因发明了晶体管而获得1956年诺贝尔物理学奖
1947年12月23日，威廉·肖克利领导的贝尔实验室固体物理研究小组要向领导汇报一个他们最新的进展。其核心成员约翰·巴丁和沃尔特·布拉顿在一周前获得了突破性进展，他们利用难以形容的极小的锗元素晶片、轻薄的塑料楔和光亮的金箔条，使电信号放大了几乎100倍。
那天上午，巴丁和布拉顿还在实验室忙得不可开交，他们在对自己研制的放大器进行最后一分钟的测试。他们将一小条金箔绕着三角形塑料楔的一边粘牢，然后，用纸夹做成的临时弹簧将楔和箔都压进暗灰色的锗表面。这个不到一英寸高的精巧的新发明被一块竖直安置在两支架之一上的U形塑料片夹在一起。焊接在金箔上的两根铜线蜿蜒地与电池、变压器、示波器以及其他用来发动这个小设计和检验其性能的装置相连接。
向来宾们稍作介绍后，布拉顿为现场实验室设备接通了电源。当他用一只叉簧开关使这个奇特发明的电路时通时断时，其余人均在注视着示波器荧屏上出现的忽上忽下的亮点。从脉冲变化中他们不难看出，每当这个新发明的器件接入回路时，输入信号就会被放大若干倍。
布拉顿当时通过麦克风即席讲了几句话，当听众通过耳机听到布拉顿那低沉的声音时，他们脸上露出一副异常惊讶的神情。
对贝尔实验室来说，这是一个神圣的时刻。据此七十多年前，一个相似的事件发生在麻省波士顿的一所公寓的顶层。当时，贝尔就是通过电话发出这样的声音的：“沃森先生，到这儿来，我需要你。”
贝尔实验室于1948年6月30日宣布了该项发明。那时贝尔实验室总部设在面向哈得孙河的西大街上。那天，在这里举行的新闻发布会上，贝尔实验室主任鲍恩郑重宣布：“我们将该项发明称之为晶体管，”他慢慢地将这一新词汇逐一拼出来，接着说：“它是一种电阻或半导体器件，它能将通过它的电信号进行放大。”他告诉记者，与当时在各种电子电路中适于此种目的的笨重的电子管相比，晶体管可实现同样的功能，且可做的更好，它可大大降低能耗。
晶体管就像一颗重磅炸弹，很快就在电脑领域引来一场晶体管革命，电子计算机将此将大步跨进第二代的门槛。
探索性实验
1936年6月来到贝尔实验室的肖克利被分到了物理学研究部，集中研究固体物理学。但是肖克利的注意力很快转移到了他的同事布拉顿和贝克尔此前所从事过的氧化铜检波器的研究工作中去了。这两个小组曾经都在考虑借助于将第三种元素掺入检波器的铜与铜氧化层之间的势垒区以制造出放大器的可能性问题。
1938年～1939年期间，肖特基和莫特各自独立发表了论文，首次解释了这个势垒是如何形成的，以及为什么它仅允许电子沿一个方向流动的问题。
肖克利研读了肖特基和莫特的论文，文中说道，如果把正电压加到金属一边，使壁垒的高度降低，那么，势垒就会向半导体层内坍塌。肖克利意识到这种坍塌的势垒可以用作“一种阀门”，用来控制固体放大器中的电流。
1939年12月29日星期五下午，在新泽西州吉勒特市家中工作的肖克利在一张纸上写道：“今天我忽然想到，使用半导体材料，而不是真空管来制造放大器原则上是可行的。”
他将两根导线分别连到了氧化了的布满精细网眼的铜屏的两侧。他在放置这两根导线时是如此的小心翼翼，以便于使之与铜屏两边的绿色氧化层恰好保持接触。他希望通过调整加在铜屏两边的电压，控制从一根导线流向另一根导线的电流，如同将电压加在真空管放大器的栅极上以控制从灼热的灯丝到极片的电流一样。随着加在铜屏两边电压的升高，金属铜与氧化层交界面之间形成的势垒开始在氧化层一边出现坍塌现象，并对发生在两根导线之间的电流产生一定的阻碍作用。
肖克利意识到完成这项工作需要他人在实验技术上的大力协助。他找到布拉顿，说：“如果我们能以正确的方式研制氧化铜检波器的话，那么我们也许能以此种方式研制放大器。”布拉顿答应试一试，他按照肖克利的技术方案，在一张薄铜板片上刻了几道深槽，然后将其表面氧化，以使铜条埋在氧化层之中。
他在此后数月内先后做了两三个这样的元件，可没有一个是成功的。肖克利期待地在一旁看着，布拉顿把导线接在铜条上并加上适当的电压，看看是否有电信号放大的迹象。但是这些构造没有显示出任何控制功能，根本就没有控制功能。
不久后，第二次世界大战爆发，肖克利和布拉顿丢下固体物理学的研究工作，转向研究与开发诸如雷达、潜水艇探测地雷及鱼雷等军用武器上来。
扫清障碍
当第二次世界大战临近结束之际，贝尔实验室进行了机构大改组。固态物理组就是其中一个新成立的部门。贝尔的总裁凯利猜测固态科学也许能够提供一种新的放大器来取代贝尔实验室电话系统中的真空管。
肖克利被任命为这个新部门的主管。其他一些贝尔实验室的研究人员，例如布拉顿也调到了这个组，为弥补人手不足，固态组还很快进行了招聘，巴丁就是此时应召进来的。
肖克利又一次就半导体放大器提出了新的设计方案，可他还是失败了，肖克利不能理解这是为什么。他泄气了，调头转向其他项目，将这一不解之谜留给了巴丁和布拉顿。
在历时近两年的研究工作中，巴丁和布拉顿偶然发明了一种不同的却是成功的方法，最终研制出了晶体管放大器。
1947年11月17日, 布拉顿把一个热水瓶装满了水，然后在水中做了他的实验。他用硅做了一个小装置。
这个小玩意儿可以帮助他来研究半导体表面的电子活动，从而找出为什么不论他们怎么尝试都无法造出一个放大器的原因。
但是硅上不停地凝结的小水珠把实验搞得一团糟。按照正常的做法，布拉顿大概只能把硅放到真空中才能去除凝结问题。但那个硅装置是专门为放入保温瓶而设计的。即使想用真空设备也不容易。布拉顿灵机一动，不就是要消除凝结吗?把整个实验装置都沉到水下去，这样就绝对没有凝结的问题了。
这个湿淋淋的装置产生了他所看到的最大的放大效应。他看着实验结果，都不敢相信自己的眼睛。摆弄不同的旋钮和按钮: 增加正电压，放大效应增强;而当施加负电压的时候，放大效应就彻底消失了。看起来，制造放大器的最大障碍—半导体表面电子对放大的阻碍，被水给解决了。
随后巴丁知道了这个实验结果。他想出了一个制造放大器的新方法。11月21日, 巴丁建议把一个金属点压在硅中，并在表面用蒸馏水包住这个点。这个装置最困难之处在于接触点只能接触硅而不能接触水。当这个放大器做好后，它就产生了预期的放大效果。尽管放大倍数只有很可怜的一点点，但是它管用。
于是他们尝试了不同的材料，不同设置和不同电解液代替水来试图获得更大的电流。12月8日, 巴丁 建议用锗取代硅。于是他们得到了一个巨大的电流跃升—电流放大了约330倍。
很可惜，这个放大器只适用于非常低频的电流。它无法处理电话系统中的人声信号所包含的频率。所以下一步工作就是要使得放大器可以在各种频率下工作。
布拉顿围着几个金电极点转，看看是否存在什么效应。12月15日，他碰巧将正电压加在了金电极上，而将负电压加在了边缘的点接触处，突然他开始有了结果。尽管在功放系数方面没有获得什么进展，但输出的信号电压加倍了。不仅如此，他还在高频条件下获得了同样的结果。这种电压放大过程完全是独立于频率的，它在10～10000赫之间工作时均可以产生同样的放大效果。
至此，他们解决了摆在他们面前的最大问题，设计出了点接触半导体放大器，也就是他们后来演示给领导们看的小装置。
研究者间关系紧张
布拉顿和巴丁的发明刺激肖克利进入一阵发狂的行动之中。他因为未能成为其中的主角而被激怒了。在一个多月的时间里，除了半导体之外，他几乎别无所思，他几乎每时每刻都在试图设计一种更好的固体放大器，一种更易于制作和使用的器件。
1948年2月下旬，肖克利就他自己这套方案的重要之处给出了详细描绘，他的方法是使用了一片条型半导体材料—硅或锗，用三根导线与其连接，两端各一根，另一根在中间。
他放弃了由巴丁和布拉顿发明的那种棘手的“点接触”装置。肖克利指出，这种点接触放大器不仅在制造上是困难的，而且在使用中还会引起怪异的表现行为。
而在他自己的设计中，边界或“接合点”是设置在半导体材料自身之内的，因此，他认为他的放大器应该是更易于批量生产的，且性能更加可靠。
与此同时，贝尔实验室的工程师们，在巴丁和布拉顿粗陋发明的基础上，开发出了点接触晶体管。到20世纪50年代中期，基于这种器件的上百万美元的新设备将进入到电话系统中。
肖克利仍然坚信他的结型方法将占据绝对优势地位，他每每遇到巴丁和布拉顿就喋喋不休。
巴丁和布拉顿同这位令人讨厌的上司之间的关系迅速恶化。巴丁于1951年离开了贝尔实验室，在伊利诺伊大学找到了一份研究工作，布拉顿则去了贝尔实验室内别的地方，潜心于自己的研究。这三个人后来在斯德哥尔摩再次相遇，在那里，他们因共同发明了晶体管而共享了1956年的诺贝尔物理学奖。他们之间的紧张气氛虽得以暂时缓和，但还是没有获得多大改善。
势垒释义
假设空间中的势能处处给定了，可以把势垒理解成特定的空间区域，势垒就是该空间区域的势能比附近的势能都高。
在两层金属导体之间夹一薄绝缘层，就构成一个电子的隧道结。实验发现电子可以通过隧道结，即电子可以穿过绝缘层，这便是隧道效应。使电子从金属中逸出需要逸出功，这说明金属中电子势能比空气或绝缘层中低.于是电子隧道结对电子的作用可用一个势垒来表示。
点接触晶体管
点接触晶体管原理图
肖克利(坐)在检查巴丁(左)和布拉顿(右)的实验结果
