李·德福雷斯特生平简介:三极管的发明者、无线电之父

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李·德福雷斯特生平简介

1873年8月26日,李·德福雷斯特出生于美国中西部爱荷华州,他从小就很少与人交往,养成了较孤僻的性格。孩提时期的德福雷斯特并不出众,被老师认为是个平庸的孩子。他平时唯一的喜好是拆装各种机械小玩意儿。由于他的坚持,13岁便发明了好几种小机器。虽然父亲希望儿子将来成为一名牧师,但德福雷斯特暗自决定以科学研究作为自己一生的奋斗目标。20岁那年,他考取了耶鲁大学谢菲尔德理学院的奖学金,班上的同学都叫他“学校里最平庸、最神经质的学生”,除了电学,特别是电磁波传播之外,他似乎对其他事情都不感兴趣。由于奖学金很少,德福雷斯特不得不在学习之余去打工。

毕业后的德福雷斯特本应留在大学任教,但有一件事情却改变了他的人生轨迹。

1899年秋,德福雷斯特正在撰写博士论文《平行导线两端赫兹波的反射作用》,其内容可能是当时美国所有大学里第一篇涉及无线电波的文章。在此期间,一年一度的国际快艇比赛就要在纽约揭开序幕,可这一盛大赛事因意大利无线电发明家马可尼的来访显得黯然失色。连篇累牍的宣传报道,把马可尼将要进行无线电表演的消息搅得沸沸扬扬,德福雷斯特决定前往。

那天清晨,马可尼准时登上了停泊在港口的一艘军舰,及时地把比赛的消息用无线电报拍发回来。整整5个小时,《纽约先驱论坛报》的总部收到了马可尼发来的四千多字的新闻报道,使美国新闻记者们大开眼界,叹为观止。

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观众簇拥着马可尼走下军舰,热情的人们要求“无线电之父”马可尼在港口为他们做一次现场演示。德福雷斯特大胆走到马可尼的身后,仔细研究起无线电设备来。马可尼毫无保留地向这个青年学生讲解了无线电发报机的原理,并且告诉他,由于“金属屑检波器”的灵敏度太差,严重影响收发效果。正是与马可尼的这次谈话,使德福雷斯特立下了发明创新的宏图大志。

毕业后,德福雷斯特首先在芝加哥西方电气公司实验室工作,不久后便发明了电解检波器和交流发射机。1902年,他在纽约泰晤士街租了间破旧的小屋,创办了德福雷斯特无线电报公司,一心一意想要发明出更先进的无线电检波装置。同时,他也要以自己的发明,向美国公众展示无线电应用前景。

就在研究进展不太顺利的时候,英国人弗莱明发明了真空二极管的消息传来,像闪电一般照亮了他前行的道路。德福雷斯特再也坐不住了,他一路小跑穿街走巷,选购玻璃管,添置真空抽气机,为自制电子管寻找材料。他一边跑一边思考,等到材料凑齐,设计方案也基本构思成熟。他选择了一段白金丝制作灯丝,在灯丝附近安装了一小块金属屏板,把玻璃壳抽成真空通电后,果然也“追寻”到电子的踪迹。德福雷斯特不愿就此中止有趣的实验。他沉思了一会儿,突然抓起一根导线,弯成“Z”型,小心翼翼地把它安装到灯丝与金属屏板之间的位置。这根导线,或许他想用来同时接收灯丝发射的电子,或许还想派上其他什么用途。殊不知他装上的这根小小的导线,竟会影响到20世纪电子技术的发展进程。

德福雷斯特极其惊讶地发现,Z型导线装入真空管内之后,只要把一个微弱的变化电压加在它的身上,就能在金属屏板上接收到更大的变化电流,其变化的规律完全一致——德福雷斯特发现的正是电子管的“放大”作用。后来,他又把导线改用像栅栏形状的金属网,于是,他的电子管就有了三个“极”——丝极、屏极和栅级,其中栅极承担着控制放大电信号的任务。1907年,德福雷斯特向美国专利局申报了真空三极管(电子管)的发明专利。真空三极管诞生了。

真空三级管主要用在无线电装置里,可是,人们不久还发现,真空三极管除了可以处于放大状态外,还可充当开关器件,其速度要比继电器快上万倍。真空三级管很快受到计算机研制者的青睐,计算机历史也因德福雷斯特而跨进了电子的纪元。

真空三极管的发明和应用在电子技术史上具有划时代意义,它为通信、广播、电视、计算机等技术的发展铺平了道路,并奠定了近代电子工业的基础。

1961年7月30日,88岁高龄的李·德福雷斯特在加利福尼亚的好莱坞去世,下葬于绿树环绕的圣弗朗多公墓。

德福雷斯特是一位多产的发明家,一生获得了多达300项专利。除了电子管之外,他的发明还包括在电影胶片边缘录制声音的技术,医学上使用的高频电热理疗机等。但德福雷斯特在商业上却屡屡失败,技术发明并没有给他带来什么经济效益,许多重要的专利都以低价卖给了美国电话电报公司,就连电子管放大器的专利,也只卖了39万美元。但是,他的发明却为他赢得了“无线电之父”“电视始祖”和“电子管之父”的称号。

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德福雷斯特因为发明了三极管,所以也被称为“无线电之父”,但在他的研制初期,他的日子是艰难竭蹶的。有一次,他为了给此项发明筹措多一些的现金,使用了欺骗人的邮件,从而被捕入狱。像许多发明家一样,他不是一个很成功的生意人,常常忙于诉讼,他的钱财是左手进右手出的。然而,掌握着900亿美元电子工业的德福雷斯特三极管,保持了整整一代的发明地位,直到肖克利晶体管的问世,才使它相形失色。

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