早期電子產品的主要元件「真空管」，因為體積大，電阻大，壽命短，讓工程師又愛又恨。舉例來說，最早的電腦因為使用大量的真空管元件，重27噸，佔地167平方公尺，消耗功率高達15萬瓦。 人們一直想發明更省電、更小、更輕的元件來取代真空管；而真空管的主要功能包括把交流電變成直流電，控制電流的大小等。 於是有人想到，半導體不就是這樣嗎？所謂的半導體，除了導電度介於導體和絕緣體之間，還有一個重要性質，就是它的導電度，可能受到電壓、微量雜質或其他因素的影響而變化。而導電度則會影響電流，這樣說來，確實可能利用半導體做出取代真空管的元件。

1898年出生的科學家羅素‧歐爾，大學時代曾接觸過礦石收音機，聽人說起操作它而收到船隻求救信號的故事，讓他充滿了興趣。但是礦石收音機收訊不穩定，時好時壞，其中的原因令人費解，歐爾覺得可能跟半導體的特性有關。1927年，歐爾調查了許多由半導體做成的器械，從中歸納出一個結論；就是，他應該去找高純度的矽晶體(就是今天製作矽晶片的矽)來做實驗，或許會有更好的效果。 二次大戰期間，歐爾歷經千辛萬苦，終於獲得高純度的矽。這時候，意想不到的事情發生了！他發現純度高、沒有瑕疵的晶體，運作起來效果比較差，反而是有雜質的晶體運作比較良好。真是令人意外！ 後來，他發現有兩類含雜質的矽晶體，一種是N型半導體，容易把自由電子游離出去；一種是P型半導體，傾向於接收自由電子；從中他還發現了P、N兩型接面的一些性質。科學家亨利‧塞若告訴他，P型的雜質是硼元素，就是硼砂的硼，歐爾也經過實驗證實，並把成果分享給貝爾實驗室的同事們。 這時候，貝爾實驗室的威廉‧肖克利認為可以藉由外加的電壓，控制半導體的導電度和電流。經過約翰‧巴丁和沃爾特‧布拉頓等人不斷努力，克服許多困難；終於在1947年，利用跟矽元素同族的鍺元素，做出了全世界第一個電晶體，可以用電壓控制電流，跟真空管有類似的效果。

肖克利後來又進一步改良，把P型、N型半導體的接面組合起來，組成PNP或NPN，所謂「三明治」型的電晶體，稱為接面型電晶體，體積更小、品質更穩定。肖克利、巴丁和布拉頓三人，也因此獲得1956年的諾貝爾獎。 科學的發現，雖然常常有意外的成分造成，但是歐爾卻能把握住意外的發現，繼續研究半導體的性質。另外，肖克利、巴丁和布拉頓更透過半導體技術的改進，發明出電晶體，因此促成了整個電子工業立即且巨大的改變。