上一篇认识了 1947 年的点接触晶体管。听到“放大器”，我们容易想到收音机里的声音；听到“计算机”，又会想到 0 和 1。它们看起来像两回事，其实都用到了同一个本领：让一个电信号控制另一个电信号。

先把电想成水，把信号想成水流的变化

这个比喻不完全等同于真实电路，但有助于入门。电线像水管，电流像水流。晶体管可以像一个受控制的阀门：控制端稍微变化，另一条通道里的电流就跟着变化。它不是凭空制造能量；放大器所需的大能量来自电源，小信号负责指挥这份能量怎样变化。

如果控制信号连续地变化，输出也可以跟着连续变化。麦克风把说话声变成变化的电信号，放大器里的晶体管让这份变化变得更明显，再交给扬声器变回声音。这就是晶体管作为放大元件的直观用法。

把水阀只用成开和关

计算机通常不需要晶体管把声音放大成任意大小，而更喜欢把它用作开关。把控制信号分成两个范围：低的一边当作‘关’，高的一边当作‘开’。真实电路里电压并非完美的 0 和 1，中间还有过渡区域；设计者会规定安全范围，让电路把可靠的低电压认作 0、可靠的高电压认作 1。

把一个晶体管想成受控制的门控制信号低  → 通道关闭 → 输出被拉到低电压（常表示 0）
控制信号高  → 通道导通 → 输出被拉到高电压（常表示 1）

实际电路还需要电源、负载和周边元件；
晶体管不是一颗自己会思考的魔法豆。

单独一只开关只能做很简单的事。把开关按规则连起来，就能做出逻辑门。逻辑门是最基本的判断小单元，例如 AND（与）门只有在两个输入都为 1 时才输出 1；NOT（非）门则把 0 变 1、把 1 变 0。

从开关到加法：许多小规则接成一条路

把逻辑门继续组合，就能比较数字、选择路线、保存暂时的结果，还能组成加法器。加法器处理的不是纸上的阿拉伯数字，而是用一串 0 和 1 表示的电路状态。晶体管负责让这些状态按规则改变，控制逻辑负责安排先做哪一步。

可以把它比作一排门卫。每位门卫只照着简单规则放行或拦住人；但规则排得足够好，整座城就能完成复杂工作。计算机芯片里的晶体管数量很多，彼此形成有组织的电路，于是看起来像是机器在‘算’和‘记’。

别把所有晶体管都想成同一种

历史上的晶体管有不同做法。第一只点接触晶体管结构特殊；后来广泛发展的双极型晶体管（BJT），可以粗略理解为控制端的小电流帮助控制较大的电流；另一大类是场效应晶体管（FET），控制端的电压改变半导体通道的导电情况。今天常见的 MOSFET 就属于场效应晶体管。

这些简单说法只帮助建立直觉，不能拿来替代电路知识。不同类型的晶体管有不同的材料、端子和工作方式。但它们共同提供了一种可重复制造的小型控制元件，工程师可以把它们连成放大器、逻辑门和存储单元。

一个开关很容易，一百万个呢？

晶体管刚出现时，人们获得了比真空管更小的元件。可是电路功能越多，需要的元件和连接线就越多。每个零件要焊好，每根线都要接对；线一多，电路就难做、难检查，也会占很多地方。

难题从‘怎样做出更小的开关’变成了‘怎样可靠地连接成千上万个小元件’。下一篇我们会去看 1950 年代的这个瓶颈，以及杰克·基尔比和罗伯特·诺伊斯如何从不同方向想出集成电路。