為了提高電子管的放大系數,在三極管的陽極和控制柵極之間另外加入壹個柵極稱之為簾柵極,而構成四極管,由於簾柵極具有比陰極高很多的正電壓,因此也是壹個能力很強的加速電極,它使得電子以更高的速度迅速到達陽極,這樣控制柵極的控制作用變得更為顯著.因此比三極管具有更大的放大系數.但是由於簾柵極對電子的加速作用,高速運動的電子打到陽極,這些高速電子的動能很大,將從陽極上打出所謂二次電子,這些二次電子有些將被簾柵吸收形成簾柵電流,使簾柵電流上升這會導致簾柵電壓的下降,從而導致陽極電流的下降,為此四極管的放大系數受到壹定而限制.www.ShareDIY.net
為了解決上述矛盾,在四極管簾柵極外的兩側再加入壹對與陰極相連的集射極,由於集射極的電位與陰極相同,所以對電子有排斥作用,使得電子在通過簾柵極之後在集射極的作用下按壹定方向前進並形成扁形射束,這扁形電子射束的電子密度很大,從而形成了壹個低壓區,從陽極上打出來的二次電子受到這個低壓區的排斥作用而被推回到陽極,從而使簾柵電流大大減少,電子管的放大能力得而加強.這種電子管我們稱為束射四極管,束射四極管不但放大系數較三極管為高,而且其陽極面積較大,允許通過較大的電流,因此現在的功放機常用到它作為功率放大
電子技術發展的裏程碑——晶體管
談到晶體管，也許很多人會感到很陌生．然而，就是小小的晶體管的發明給電子學帶來了壹場革命．這場革命發展之迅速、波及範圍之廣泛，完全超出了人們的想象．
現在晶體管和微型電路幾乎無所不能，無處不在．小到人們日常生活中的助聽器、收音機、錄音機和電視機，大到實驗室儀器、工業生產及國防設備、計算機、機器人、宇宙飛盤等，都離不開晶體管．可以毫不誇張地說，晶體管奠定了現代電子技術的基礎．
可是，晶體管究竟是什麽樣的?它又是怎樣發明出來的?必不可少的壹步——電子管的問世1883年，聞名世界的大發明家愛迪生發明了第壹只白熾照明燈．電燈的發明，給壹直生活在黑暗之中的人們送去了光明和溫暖．就在這個過程中，愛迪生還發現了壹個奇特的現象：壹塊燒紅的鐵會散發出電子雲．後人稱之為愛迪生效應．1884年的壹天，壹位叫弗萊明的英國發明家，遠涉重洋，風塵仆仆地來到美國，拜會了他慕名已久的愛迪生．就在這兩位大發明家的會見中，愛迪生再次展示了愛迪生效應．遺憾的是，由於當時技術條件的限制，不論是愛迪生，還是弗萊明，都對這壹效應百思不得其解，不知道利用這壹效應能做些什麽．
20世紀初，有線電報問世了．這壹發明給人們帶來了很多便利．有線電報發出的信號是高頻無線電波，收信臺必須進行整流，才能從聽筒中聽出聲音來．當時的整流器結構復雜，功效又差，亟待改進．正在研究高頻整流器的弗萊明靈機壹動，他想，如果把愛迪生效應應用在檢波器上，結果會怎樣呢?就這樣，引出了壹個新的發明．
1904年弗萊明在真空中加熱的電絲(燈絲)前加了壹塊板極，從而發明了第壹只電子管．他把這種裝有兩個極的電子管稱為二極管．利用新發明的電子管，可以給電流整流，使電話受話器或其它記錄裝置工作起來．如今，打開壹架普通的電子管收音機，我們很容易看到燈絲燒得紅紅的電子管．它是電子設備工作的心臟，是電子工業發展的起點．
弗萊明的二極管是壹項嶄新的發明．它在實驗室中工作得非常好．可是，不知為什麽，它在實際用於檢波器上卻很不成功，還不如同時發明的礦石檢波器可靠．因此，對當時無線電的發展沒有產生什麽沖擊．
此後不久，貧困潦倒的美國發明家德福雷斯特，在二極管的燈絲和板極之間巧妙地加了壹個柵板，從而發明了第壹只真空三極管．這壹小小的改動，竟帶來了意想不到的結果．它不僅反應更為靈敏、能夠發出音樂或聲音的振動，而且，集檢波、放大和振蕩三種功能於壹體．因此，許多人都將三極管的發明看作電子工業真正的誕生起點．德福雷斯特自己也非常驚喜，認為“我發現了壹個看不見的空中帝國”．電子管的問世，推動了無線電電子學的蓬勃發展．到1960年前後，西方國家的無線電工業年產10億只無線電電子管．電子管除應用於電話放大器、海上和空中通訊外，也廣泛滲透到家庭娛樂領域，將新聞、教育節目、文藝和音樂播送到千家萬戶．就連飛機、雷達、火箭的發明和進壹步發展，也有電子管的壹臂之力．
三條腿的魔術師電子管在電子學研究中曾是得心應手的工具．電子管器件歷時40余年壹直在電子技術領域裏占據統治地位．但是，不可否認，電子管十分笨重，能耗大、壽命短、噪聲大，制造工藝也十分復雜．因此，電子管問世不久，人們就在努力尋找新的電子器件．第二次世界大戰中，電子管的缺點更加暴露無遺．在雷達工作頻段上使用的普通的電子管，效果極不穩定．移動式的軍用器械和設備上使用的電子管更加笨拙，易出故障．因此，電子管本身固有的弱點和迫切的戰時需要，都促使許多科研單位和廣大科學家，集中精力，迅速研制成功能取代電子管的固體元器件．
早在30年代，人們已經嘗試著制造固體電子元件．但是，當時人們多數是直接用模仿制造真空三極管的方法來制造固體三極管．因此這些嘗試毫無例外都失敗了．
年6月的壹天，在美國貝爾實驗室的壹個房間裏，壹架樣式很普通的收音機正在播放著輕柔的音樂，許多參觀者在它面前駐足不前．為什麽大家都對這臺收音機情有獨鐘呢？原來這是第壹架不用電子管，而代之以壹種新的固體元件——晶體管的收音機．雖然人們對這架收音機顯露出濃厚的興趣．然而，他們對晶體管本身卻不以為然．美國《紐約先驅論壇報》的記者在報道中寫道：“這壹器件還在實驗室階段，工程師們都認為它在電子工業中的革新是有限的．”事實上，晶體管發明以後，在不長的時間內，它的深遠影響便很快地顯示出來．它在電子學領域完成了壹場真正的革命．
什麽是晶體管呢？通俗地說，晶體管是半導體做的固體電子元件．像金銀銅鐵等金屬，它們導電性能好，叫做導體．木材、玻璃、陶瓷、雲母等不易導電，叫做絕緣體．導電性能介於導體和絕緣體之間的物質，就叫半導體．晶體管就是用半導體材料制成的．這類材料最常見的便是鍺和矽兩種．
半導體是19世紀末才發現的壹種材料．當時人們並沒有發現半導體的價值，也就沒有註重半導體的研究．直到二次大戰中，由於雷達技術的發展，半導體器件——微波礦石檢波器的應用日趨成熟，在軍事上發揮了重要作用，這才引起了人們對半導體的興趣．許多科學家都投入到半導體的深入研究中．經過緊張的研究工作，美國物理學家肖克利、巴丁和布拉頓三人捷足先登，合作發明了晶體管——壹種三個支點的半導體固體元件．晶體管被人們稱為“三條腿的魔術師”．它的發明是電子技術史中具有劃時代意義的偉大事件，它開創了壹個嶄新的時代——固體電子技術時代．他們三人也因研究半導體及發現晶體管效應而***同獲得1956年最高科學獎——諾貝爾物理獎．
肖克利小組與晶體管美國人威廉·肖克利，1910年2月13日生於倫敦，曾在美國麻省理工學院學習量子物理，1936年得到該校博士學位後，進入久負盛名的貝爾實驗室工作．貝爾實驗室是電話發明人貝爾創立的．在電子、特別在通訊領域是最有名氣的研究所，號稱“研究王國”．早在1936年，當時的研究部主任，後來的貝爾實驗室總裁默文·凱利就對肖克利說過，為了適應通訊不斷增長的需要，將來壹定會用電子交換取代電話系統的機械轉換．這段話給肖克利留下了不可磨滅的印象，激起他滿腔熱情，把畢生精力投入到推進電子技術進步的事業中．沃爾特·布拉頓也是美國人，1902年2月10日出生在中國南方美麗的城市廈門，當時他父親受聘在中國任教．布拉頓是實驗專家，1929年獲得明尼蘇達大學的博士學位後，進入貝爾研究所從事真空管研究工作．溫文儒雅的美國人巴丁是壹個大學教授的兒子，1908年在美國威斯康星州的麥迪遜出生，相繼於1928年和1929年在威斯康星大學獲得兩個學位．後來又轉入普林斯頓大學攻讀固體物理，1936年獲得博士學位．1945年來到貝爾實驗室工作．默文·凱利是壹位頗有遠見的科技管理人員．他從30年代起，就註意尋找和采用新材料及依據新原理工作的電子放大器件．在第二次世界大戰前後，敏銳的科研洞察力促使他果斷地決定加強半導體的基礎研究，以開拓電子技術的新領域．於是，1945年夏天，貝爾實驗室正式決定以固體物理為主要研究方向，並為此制定了壹個龐大的研究計劃．發明晶體管就是這個計劃的壹個重要組成部分．1946年1月，貝爾實驗室的固體物理研究小組正式成立了．這個小組以肖克利為首，下轄若幹小組，其中之壹包括布拉頓、巴丁在內的半導體小組．在這個小組中，活躍著理論物理學家、實驗專家、物理化學家、線路專家、冶金專家、工程師等多學科多方面的人才．他們通力合作，既善於汲取前人的有益經驗，又註意借鑒同時代人的研究成果，博采眾家之長．小組內部廣泛開展有益的學術探討．“有新想法，新問題，就召集全組討論，這是習慣”．在這樣良好的學術環境中，大家都充滿熱情，完全沈醉在理論物理領域的研究與探索中．
開始，布拉頓和巴丁在研究晶體管時，采用的是肖克利提出的場效應概念．場效應設想是人們提出的第壹個固體放大器的具體方案．根據這壹方案，他們仿照真空三極管的原理，試圖用外電場控制半導體內的電子運動．但是事與願違，實驗屢屢失敗．
人們得到的效應比預期的要小得多．人們困惑了，為什麽理論與實際總是矛盾的呢？
問題究竟出在那裏呢？經過多少個不眠之夜的苦苦思索，巴丁又提出了壹種新的理論——表面態理論．這壹理論認為表面現象可以引起信號放大效應．表面態概念的引入，使人們對半導體的結構和性質的認識前進了壹大步．布拉頓等人乘勝追擊，認真細致地進行了壹系列實驗．結果，他們意外地發現，當把樣品和參考電極放在電解液裏時，半導體表面內部的電荷層和電勢力發生了改變，這不正是肖克利曾經預言過的場效應嗎?這個發現使大家十分振奮．在極度興奮中，他們加快了研究步伐，利用場效應又反復進行了實驗．誰知，繼續實驗中突然發生了與以前截然不同的效應．這接踵而至的新情況大大出乎實驗者的預料．
人們的思路被打斷了，制作實用器件的原計劃不能不改變了，漸趨明朗的形勢又變得撲朔迷離了．然而肖克利小組並沒有知難而退．他們緊緊循著茫茫迷霧中的壹絲光亮，改變思路，繼續探索．經過多次地分析、計算、實驗，1947年12月23日，人們終於得到了盼望已久的“寶貝”．這壹天，巴丁和布拉頓把兩根觸絲放在鍺半導體晶片的表面上，當兩根觸絲十分靠近時，放大作用發生了．世界第壹只固體放大器——晶體管也隨之誕生了．在這值得慶祝的時刻，布拉頓按捺住內心的激動，仍然壹絲不茍地在實驗筆記中寫道：“電壓增益100，功率增益40，電流損失1/2.5……親眼目睹並親耳聽聞音頻的人有吉布尼、摩爾、巴丁、皮爾遜、肖克利、弗萊徹和包文．”在布拉頓的筆記上，皮爾遜、摩爾和肖克利等人分別簽上了日期和他們的名字表示認同．
巴丁和布拉頓實驗成功的這種晶體管，是金屬觸絲和半導體的某壹點接觸，故稱點接觸晶體管．這種晶體管對電流、電壓都有放大作用．
晶體管發明之後基於嚴謹的科學態度，貝爾實驗室並沒有立即發表肖克利小組的研究成果．他們認為，還需要時間弄清晶體管的效應，以便編寫論文和申請專利．此後壹段時間裏，肖克利等人在極度緊張的狀態中忙碌地工作著．他們心中隱藏著壹絲憂慮．如果別人也發明了晶體管並率先公布了，他們的心血就付之東流了．他們的擔心絕非多慮，當時許多科學家都在潛心於這壹課題的研究．1948年初，在美國物理學會的壹次會議上，柏杜大學的布雷和本澤報告了他們在鍺的點接觸方面所進行的實驗及其發現．當時貝爾實驗室發明晶體管的秘密尚未公開，它的發明人之壹——布拉頓此刻就端坐在聽眾席上．布拉頓清楚地意識到布雷等人的實驗距離晶體管的發明就差壹小步了．因此，會後布雷與布拉頓聊天時談到他們的實驗時，布拉頓立刻緊張起來．他不敢多開口，只讓對方講話，生怕泄密給對方，支吾幾句就匆匆忙忙地走開了．後來，布雷曾惋惜地說過：“如果把我的電極靠近本澤的電極，我們就會得到晶體管的作用，這是十分明白的．”由此可見，當時科學界的競爭是多麽的激烈！實力雄厚的貝爾實驗室在這場智慧與技能的角逐中，也不過略勝壹籌．
晶體管發明半年以後，在1948年6月30日，貝爾實驗室首次在紐約向公眾展示了晶體管．這個偉大的發明使許多專家不勝驚訝．然而，對於它的實用價值，人們大都表示懷疑．當年7月1日的《紐約時報》只以8個句子、201個文字的短訊形式報道了本該震驚世界的這條新聞．在公眾的心目中，晶體管不過是實驗室的珍品而已．估計只能做助聽器之類的小東西，不可能派上什麽大用場．
的確，當時的點接觸晶體管同礦石檢波器壹樣，利用觸須接點，很不穩定，噪聲大，頻率低，放大功率小，性能還趕不上電子管，制作又很困難．難怪人們對它無動於衷．然而，物理學家肖克利等人卻堅信晶體管大有前途，它的巨大潛力還沒有被人們所認識．於是，在點接觸式晶體管發明以後，他們仍然不遺余力，繼續研究．又經過壹個多月的反復思索，肖克利瘦了，眼中也布滿了血絲．壹個念頭卻在心中越來越明晰了，那就是以往的研究之所以失敗，根本原因在於人們不顧壹切地盲目模仿真空三極管．這實際上走入了研究的誤區．晶體管同電子管產生於完全不同的物理現象，這就暗示晶體管效應有其獨特之處．明白了這壹點，肖克利當即決定暫時放棄原來追求的場效應晶體管，集中精力實現另壹個設想——晶體管的放大作用．正確的思想終於開出了最美的花朵．1948年11月，肖克利構思出壹種新型晶體管，其結構像“三明治”夾心面包那樣，把N型半導體夾在兩層P型半導體之間．這是壹個多麽富有想象力的設計啊！可惜的是，由於當時技術條件的限制，研究和實驗都十分困難．直到1950年，人們才成功地制造出第壹個PN結型晶體管．
電子技術發展史上壹座裏程碑晶體管的出現，是電子技術之樹上綻開的壹朵絢麗多彩的奇葩．同電子管相比，晶體管具有諸多優越性：①晶體管的構件是沒有消耗的．無論多麽優良的電子管，都將因陰極原子的變化和慢性漏氣而逐漸劣化．由於技術上的原因，晶體管制作之初也存在同樣的問題．隨著材料制作上的進步以及多方面的改善，晶體管的壽命壹般比電子管長100到1000倍，稱得起永久性器件的美名．②晶體管消耗電子極少，僅為電子管的十分之壹或幾十分之壹．它不像電子管那樣需要加熱燈絲以產生自由電子．壹臺晶體管收音機只要幾節幹電池就可以半年壹年地聽下去，這對電子管收音機來說，是難以做到的．③晶體管不需預熱，壹開機就工作．例如，晶體管收音機壹開就響，晶體管電視機壹開就很快出現畫面．電子管設備就做不到這壹點．開機後，非得等壹會兒才聽得到聲音，看得到畫面．顯然，在軍事、測量、記錄等方面，晶體管是非常有優勢的．④晶體管結實可靠，比電子管可靠100倍，耐沖擊、耐振動，這都是電子管所無法比擬的．另外，晶體管的體積只有電子管的十分之壹到百分之壹，放熱很少，可用於設計小型、復雜、可靠的電路．晶體管的制造工藝雖然精密，但工序簡便，有利於提高元器件的安裝密度．正因為晶體管的性能如此優越，晶體管誕生之後，便被廣泛地應用於工農業生產、國防建設以及人們日常生活中．1953年，首批電池式的晶體管收音機壹投放市場，就受到人們的熱烈歡迎，人們爭相購買這種收音機．接著，各廠家之間又展開了制造短波晶體管的競賽．此後不久，不需要交流電源的袖珍“晶體管收音機”開始在世界各地出售，又引起了壹個新的消費熱潮．
由於矽晶體管適合高溫工作，可以抵抗大氣影響，在電子工業領域是最受歡迎的產品之壹．從1967年以來，電子測量裝置或者電視攝像機如果不是“晶體管化”的，那麽就別想賣出去壹件．輕便收發機，甚至車載的大型發射機也都晶體管化了．
另外，晶體管還特別適合用作開關．它也是第二代計算機的基本元件．人們還常常用矽晶體管制造紅外探測器．就連可將太陽能轉變為電能的電池——太陽能電池也都能用晶體管制造．這種電池是遨遊於太空的人造衛星的必不可少的電源．晶體管這種小型簡便的半導體元件還為縫紉機、電鉆和熒光燈開拓了電子控制的途徑．從1950年至1960年的十年間，世界主要工業國家投入了巨額資金，用於研究、開發與生產晶體管和半導體器件．例如，純凈的鍺或矽半導體，導電性能很差，但加入少量其它元素(稱為雜質)後，導電性能會提高許多．但是要想把定量雜質正確地熔入鍺或矽中，必須在壹定的溫度下，通過加熱等方法才能實現．而壹旦溫度高於攝氏75度，晶體管就開始失效．為了攻克這壹技術難關，美國政府在工業界投資數百萬美元，以開展這項新技術的研制工作．在這樣雄厚的財政資助下，沒過多久，人們便掌握了這種高熔點材料的提純、熔煉和擴散的技術．特別是晶體管在軍事計劃和宇宙航行中的威力日益顯露出來以後，為爭奪電子領域的優勢地位，世界各國展開了激烈的競爭．為實現電子設備的小型化，人們不惜成本，紛紛給電子工業以巨大的財政資助．
自從1904年弗萊明發明真空二極管，1906年德福雷斯特發明真空三極管以來，電子學作為壹門新興學科迅速發展起來．但是電子學真正突飛猛進的進步，還應該是從晶體管發明以後開始的．尤其是PN結型晶體管的出現，開辟了電子器件的新紀元，引起了壹場電子技術的革命．在短短十余年的時間裏，新興的晶體管工業以不可戰勝的雄心和年輕人那樣無所顧忌的氣勢，迅速取代了電子管工業通過多年奮鬥才取得的地位，壹躍成為電子技術領域的排頭兵．現代電子技術的基礎誠然，電子管的發明使電子設備發生了革命性變化．但是電子管體大易碎，費電又不可靠．因此，晶體管的問世被譽為本世紀最偉大的發明之壹，它解決了電子管存在的大部分問題．可是單個晶體管的出現，仍然不能滿足電子技術飛速發展的需要．隨著電子技術應用的不斷推廣和電子產品發展的日趨復雜，電子設備中應用的電子器件越來越多．比如二次世界大戰末出現的B29轟炸機上裝有1千個電子管和1萬多個無線電元件．電子計算機就更不用說了．1960年上市的通用型號計算機有10萬個二極管和2.5萬個晶體管．壹個晶體管只能取代壹個電子管，極為復雜的電子設備中就可能要用上百萬個晶體管．壹個晶體管有3條腿，復雜壹些的設備就可能有數百萬個焊接點，稍壹不慎，就極有可能出現故障．為確保設備的可靠性，縮小其重量和體積，人們迫切需要在電子技術領域來壹次新的突破．1957年蘇聯成功地發射了第壹顆人造衛星．這壹震驚世界的消息引起了美國朝野的極大震動，它嚴重挫傷了美國人的自尊心和優越感，發達的空間技術是建立在先進的電子技術基礎上的．為奪得空間科技的領先地位，美國政府於1958年成立了國家航空和宇航局，負責軍事和宇航研究，為實現電子設備的小型化和輕量化，投入了天文數字的經費．就是在這種激烈的軍備競賽的刺激下，在已有的晶體管技術的基礎上，壹種新興技術誕生了，那就是今天大放異彩的集成電路．有了集成電路，計算機、電視機等與人類社會生活密切相關的設備不僅體積小了，功能也越來越齊全了，給現代人的工作、學習和娛樂帶來了極大便利．那麽，什麽是集成電路呢？集成電路是在壹塊幾平方毫米的極其微小的半導體晶片上，將成千上萬的晶體管、電阻、電容、包括連接線做在壹起．真正是立錐之地布千軍．它是材料、元件、晶體管三位壹體的有機結合．
集成電路的問世是離不開晶體管技術的，沒有晶體管就不會有集成電路．本質上，集成電路是最先進的晶體管——外延平面晶體制造工藝的延續．集成電路設想的提出，同晶體管密切相關．1952年，英國皇家雷達研究所的壹位著名科學家達默，在壹次會議上曾指出：“隨著晶體管的出現和對半導體的全面研究，現在似乎可以想象，未來電子設備是壹種沒有連接線的固體組件．”雖然達默的設想並未付諸實施，但是他為人們的深入研究指明了方向．
後來，壹個叫基爾比的美國人步達默的後塵，走上了研究固體組件這條崎嶇的小路．基爾比畢業於伊利諾斯大學電機工程系．1952年壹個偶然機會，基爾比參加了貝爾實驗室的晶體管講座．富於創造性的基爾比壹下子就被晶體管這個小東西迷住了．
當時，他在壹家公司負責壹項助聽器研究計劃．心系晶體管的基爾比不由自主地想把晶體管用在助聽器上，他果然獲得了成功．他研究出壹種簡便的方法，將晶體管直接安裝在塑料片上，並用陶瓷密封．初步的成功使他對晶體管的興趣與日俱增．為尋求更大的發展，基爾比於1958年5月進入得克薩斯儀器公司．當時，公司正參與美國通信部隊的壹項微型組件計劃．基爾比非常希望能在這壹計劃中壹顯身手．強烈的自尊促使他決心憑自己的智慧和努力進入這壹計劃．於是，他常常壹個人埋頭在工廠，思考采用半導體制造整個電路的途徑．記不清多少次苦苦思索，多少回實驗，多少次挫折，經過長時間的孤軍奮戰，到1959年，壹塊集成電路板終於在基爾比的手中誕生了．
同年3月，這壹產品被拿到無線電工程師協會上展出．得克薩斯公司當時的副總裁謝潑德自豪地宣布，這是“矽晶體管後得克薩斯儀器公司最重要的開發成果”．在晶體管技術基礎上迅速發展起來的集成電路，帶來了微電子技術的突飛猛進．
微電子技術的不斷進步，極大降低了晶體管的成本，在1960年，生產1只晶體管要花10美元，而今天，1只嵌入集成電路裏的晶體管的成本還不到1美分．這使晶體管的應用更為廣泛了．
不僅如此，微電子技術通過微型化、自動化、計算機化和機器人化，將從根本上改變人類的生活．它正在沖擊著人類生活的許多方面：勞動生產、家庭、政治、科學、戰爭與和平．
回答者：jewiceljasy - 經理 五級