秋妍信息科技 2021-12-08 13:27:01 47 0
在我国不少地方，“半导体”和收音机，说的是一个东西。
半导体（Semi-conductor）不是集成电路（IC，Integrated Circuits）所用的材料吗？为什么收音机会叫“半导体”呢？
早在1835年，摩尔斯在美国发明了最早的电报机，摩尔斯用电流的“通”“断”和“长短”来代替文字进行文字的电传送，这种编码也是鼎鼎大名的摩尔斯电码。虽然电报机可以实现远地相互通信，但还是必须依赖“导线”来连接，非常不方便。
1887年，德国物理学家赫兹，用实验证明了电磁波的存在。电磁波的发现为无线传输找到了传播途径，也开启了无线通信的新纪元。为了纪念赫兹的伟大贡献，电磁波频率的国际制单位也以赫兹的名字来命名。
在随后的几十年时间里，电磁波被应用到无线通信中：
-1894年，意大利电气工程师马可尼开始进行实验，并于1899年实现跨越英吉利海峡传输。
-1906年，美国33岁发明家德福雷斯特设计了历史上第一个收音机。这个收音机将真空电子管放大器与马可尼的无线电发明相结合，利用无线电传送人的声音。
-1919年，被誉为美国广播通讯业之父的大卫·萨尔诺夫，参与创立美国无线电公司（Radio Corporation of America, RCA），RCA是商用无线电和广播电视的起源。而RCA公司的收音机产品也成为当时最为流行的无线接收设备。
在早期的收音机中，采用真空电子管进行收音机的设计。
图：一些典型真空电子管图片
二极管是最简单的电子管器件。电子管二极管由阴极Cathode和阳极Anode构成。电子管工作时，位于阴极的灯丝上有电流通过就会发热，当阴极到达一定温度后，就会有电子获得足够的能量而从上面发射出来，这些电子将被在阳极的屏极（Plate）吸收。而由于在阴极的灯丝只能发射电子而不吸收电子，所以这个方向不能被反过来，这个单向导电特性使此电子管形成了二极管。
图：电子管二极管原理
三极管是在二极管的阴极和阳极之间增加了一个栅极（Control grid），以控制电子的运动，而正是栅极的控制作用，使得电子管拥有了放大电压信号的能力。同时，还有四极管、五极管等，是在三极管的基础上增加第二栅极（帘栅极）以及第三栅极（抑制栅极）。
图：电子管二极管、三极管、四极管、五极管结构
利用电子管形成的不同器件，就可以设计成不同的电路。采用电子管设计的放大器如下图所示：
图：RCA公司采用电子管设计的放大器
利用真空电子管，可以设计实现检波、变频、放大等电路，通过以上电路的搭配，就可以实现收音机功能。
图：采用电子管实现的收音机电路
20世纪20到30年代，RCA公司正是利用电子管，设计实现了如下图所示的电子管收音机，利用无线广播的方式将音乐、信息等无线传输到全球各个地方。
图：RCA公司设计的收音机
型号Model T10-1 Tombstone Radio (1935)
采用电子管可以实现无线通信和放大功能，并且有良好的大功率及线性度特性。但电子管的缺点也显而易见：体积大、功耗大、发热厉害、寿命短，并且需要高压电源。所以，电子管收音机只应用在政府、军事部门以及无线电爱好者中。
为了克服电子管的局限性，第二次世界大战结束后，贝尔实验室加紧了对固体电子器件的基础研究。肖克莱等人决定集中研究硅、锗等半导体材料，探讨用半导体材料制作放大器件的可能性。
1945
