真空三極管的發明者是美國科學家德弗雷斯特。他幼年時的理想是做個機械技師,但很快被19世紀末科技的飛速發展所激勵,科學研究成了他一生的奮鬥目標。
德弗雷斯特讀大學時參觀了在芝加哥舉行的世界博覽會,博覽會上那絢爛的燈光讓他著迷,德弗雷斯特由此發現了電學的魅力,他決心把電學作為自己的終生奮鬥目標。從此,德弗雷斯特如饑似渴地學習電學知識。
有一次,他在一本雜誌上讀到介紹無線電收發報機發明人馬可尼的文章。德弗雷斯特很佩服馬可尼,夢想著拜馬可尼為師。機會很快就來了,1899年,馬可尼來到美國,他要用自己的無線電裝置報道國際快艇比賽的實況。馬可尼在成功地報道比賽盛況之後,在美國的一艘軍艦上做了無線電通訊表演。
表演結束後,德弗雷斯特抓住機會向馬可尼做了自我介紹。馬可尼從談話中感到德弗雷斯特的電學基礎不錯,並且很有創造思想,便指著發報機裏的小玻璃管對他說:“要進一步增大通訊距離,必須改進金屬檢波器。我現在還沒有想出好辦法,希望你能在這方麵做出貢獻!”
馬可尼的話對德弗雷斯特的啟發很大,他為自己確定了一個研究方向。為了一心一意地做好這個課題,他辭去了原來的工作,從舊貨攤上買來電瓶、電鍵、線圈等裝置和組件,開始做實驗。由於德弗雷斯特原本家境就不富裕,再加上辭去工作,因此,生活變得十分貧寒。為了維持生活,他給富家子弟補習功課,到餐廳去洗盤子……盡管艱苦,但這些都沒能動搖德弗雷斯特的信心和決心。
1904年的一天,德弗雷斯特正在實驗室裏做真空管檢波試驗。忽然,一位朋友氣喘籲籲地跑來,告訴德弗雷斯特英國的弗萊明博士發明了真空二極管的消息。對德弗雷斯特來說,這仿佛是一個晴天霹靂,經過短暫的猶豫和思想鬥爭,德弗雷斯特果斷而堅定地選擇了繼續。於是,德弗雷斯特又一頭紮進了研究工作中。他請一位技師製作了幾個真空管,對真空管的性能進行檢測,以尋找進一步提高的方法。
幸運總會垂青有毅力的人。一天,德弗雷斯特為了試試屏極距陰極遠近對檢波的影響。在真空二極管的燈絲和屏極之間封進了第三個電極,即一片不大的錫箔。他驚奇地發現:在第三極上施加一個不大的電信號,就會使屏極電流產生相應變化。第三極對屏極電流具有控製作用!這也正是德弗雷斯特長久以來夢寐以求的信號放大作用!
這一發現讓德弗雷斯特備受鼓舞,為了驗證準確,他又重複做了幾遍實驗,結果證實這種物理效果確實存在。他還發現,用金屬絲代替小錫箔,效果更好。於是,他把一根白金絲製成網狀,封裝在燈絲和屏極之間。就這樣,世界上的第一個真空三極管誕生了!
1906年6月26日,德弗雷斯特發明的真空三極管獲得美國專利。後來,人們把這一天當做真空三極管的誕生日。
十八、計算機的發明
計算機是數字運算工具之一。原為機械結構,用以做加、減、乘、除、開平方、開立方等運算,按傳動結構分類,可分為手搖、自動、半自動三種;按用途分類,又有各種專用計算機,如自動加法機、櫃式收銀機等,目前已淘汰。隨著電子技術的發展,出現了電子計算器和電子計算機,結構輕巧,運算速度快,功能多。
世界上第一台電子計算機是美國的莫克萊和埃克特在1946年發明的,名為“埃尼阿克”,裝有18000多支電子管和大量的電阻、電容,第一次用電子線路實現運算。計算機重30噸,占地170平方米。主要用於計算彈道和氫彈的研製。
第一代:(1946~1958年)以電子管為主要組件,使用機器語言,存儲量小,但運算速度已達到每秒幾千次到幾萬次,主要用於科學計算。
第二代:(1958~1964年)以晶體管為主要組件,使用高級程序設計語言,運算速度每秒幾萬次到幾十萬次,除用於科學計算外,還擴大到數據處理和工業控製方麵。