晶体管的发明是固体物理学理论指导实践的产物，也是科学家长期探索的结果。在短短的几十年里，新兴的晶体管工业以不可战胜的雄心和气势，迅速取代了电子管工业，一跃成为电子技术领域的佼佼者。
电子管问世之后，获得了广泛的应用，但是电子管有体积大、耗电多、价格昂贵、寿命短等缺点，促使人们设法寻找能代替它的新器件。
人们设想，在半导体整流器内“插入”一个栅极，就能跟三极真空管一样，做成三极半导体管。
1938年，德国的希尔胥和R·W·波尔在一片溴化钾晶体内成功地安放了一个栅极。可惜，他们的“晶体三极管”工作频率极低。
而在1931年，A·H·威尔逊就提出了固体导电的量子力学模型，用能带理论能够解释绝缘体、半导体和导体之间的导电性能的差别。接着，他在1932年，又提出了杂质（及缺陷）能级的概念，这是认识掺杂半导体导电机理的重大突破。
1939年，前苏联的达维多夫首先认识到半导体中少数载流子的作用，而英国的肖特基和莫特提出了着名的“扩散理论”。
至此，晶体管的理论基础已经准备就绪，于是，美国贝尔实验室成立的固体物理研究组将这一理论付诸了实践。这个组共有7人，有肖克利、巴丁、皮尔逊、摩尔等等。
巴丁提出了半导体表面态和表面能级的概念，把半导体理论又提高了一步，使半导体器件的试制工作得以走上正确的方向。
肖克利提出了所谓的“场效应”，是以后的场效应管的理论基础。
可是，当人们按照其理论实验时，却得不到明显的效果。后来才认识到，除了材料的备制还有缺陷之外，肖克利的场效应理论也还不够成熟。
巴丁的表面态的引入，使这项研究登上了一个新的台阶。经过讨论，他们认识到，表面态和能级理论正是肖克利预言的“场效应”。
巴丁提出了一个新方案。他们用薄薄的一层石蜡封住金属针尖，再把针尖压进已经处理成n型的p型硅表面，在针尖周围加一滴水，水与硅表面接触。带有蜡层的针同水是绝缘的。加在水和硅之间的电压，会改变从硅流向针尖的电流。
这一实验使他们第一次实现了功率放大。后来，用n型锗做实验，效果更好。然而，这样的装置没有实用价值，因为水滴会很快被蒸发掉。
最后，实验能手布拉坦想出了一条妙计，即在锗表面安置两个靠得非常近的触点。终于，世界上第一个晶体管——接触型晶体管制成了。1950年4月，他们又根据肖克利的方案做成了结型晶体管。