礦石檢波器——無線電技術的恐龍時代

大多數人都認為,電子技術的發展,經歷了電子管、晶體管、集成電路、超大規模集成電路四個階段的發展。其中電子管是真空器件,而從晶體管開始,進入了半導體時代。然而實際上,半導體在無線電領域的應用,遠早於晶體管的發明,甚至早於電子管的發明。

早期的無線電接收機十分的簡單,甚至不需要電源。這是美軍早期生產的BC-14A型軍用接收機,在一戰時大量使用。

礦石檢波器——無線電技術的恐龍時代

這類接收機的核心器件是一個玻璃管子,裡面有著一塊小小的石頭。這個器件就是大名鼎鼎的“礦石檢波器”,又叫“貓須檢波器”。礦石檢波器的發明使無線電通信變得實用化,開始廣泛的應用於商業和軍事領域,在全世界範圍內掀起了一股研究無線電技術的熱潮,那時也被稱為無線電技術的“恐龍時代”。

直到今天,仍有遍佈世界各地的愛好者熱衷於製作礦石收音機,是業餘無線電運動的重要組成部分。我國在上世紀60年代時,礦石收音機曾風靡一時,包括中學生在內的很多人都會組裝,這些學生後來很多都走上了電子技術的道路,成為了80年代後電子工業領域的中堅力量。

礦石檢波器——無線電技術的恐龍時代

故事要從十九世紀,無線電發明之前說起。1874年卡爾·費迪南德·布勞恩(Karl Ferdinand Braun)發現了金屬硫化物的單向導電性,這是人類第一次發現半導體的整流特性。

1894年,賈格迪什·錢德拉·博斯(Jagadish Chandra Bose)利用方鉛礦的單向導電性,製成了世界上第一個檢波器——礦石檢波器。

十年後,在1904年馬可尼發明無線電報之後,經過Henry H.C.Dunwoody和G.W.Pickard的改進,礦石檢波器逐漸成熟,從此無線電技術開始實用化,走向了快速發展的道路。也正是無線電技術的飛速發展,衍生出了通信和電子技術,改變了當今世界。

礦石檢波器——無線電技術的恐龍時代

這裡要重點說一下布勞恩這個人,他在無線電技術上有很多發明。他發明了調諧電路並改進了馬可尼的無線電發射機;發現了硫化物的單向導電性,這後來用於無線電接收機,因此他於1909年與無線電報的發明者馬可尼共享了當年的諾貝爾物理學獎。他最重要的發明是陰極射線管(CRT),為後來的示波器、電視、雷達、電子顯微鏡奠定了基礎,這是在液晶顯示技術出現之前最重要的顯示部件。

而博斯利用布勞恩的發現製成了礦石檢波器(crystal detector),英文中通常叫:crystal detector ——貓須檢波器。因為他是用一根細金屬絲,與方鉛礦進行接觸,利用接觸點的單向導電性進行檢波的。當時人們並沒有理解這個現象的內在機理,直到20世紀30年代,人們才意識到礦石檢波器實際上是利用金屬-半導體接觸點形成的肖特基勢壘具有的單向導電性進行檢波的。

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