開始，布拉頓和巴丁在研究晶體管時，采用的是肖克利提出的場效應概念。場效應設想是人們提出的第一個固體放大器的具體方案。根據這一方案，他們仿照真空三極管的原理，試圖用外電場控製半導體內的電子運動。但是事與願違，實驗屢屢失敗。
人們得到的效應比預期的要小得多。人們困惑了，為什麼理論與實際總是矛盾的呢？
問題究竟出在那裏呢？經過多少個不眠之夜的苦苦思索，巴丁又提出了一種新的理論——表麵態理論。這一理論認為表麵現象可以引起信號放大效應。表麵態概念的引入，使人們對半導體的結構和性質的認識前進了一大步。布拉頓等人乘勝追擊，認真細致地進行了一係列實驗。結果，他們意外地發現，當把樣品和參考電極放在電解液裏時，半導體表麵內部的電荷層和電勢力發生了改變，這不正是肖克利曾經預言過的場效應嗎?這個發現使大家十分振奮。在極度興奮中，他們加快了研究步伐，利用場效應又反複進行了實驗。誰知繼續實驗中突然發生了與以前截然不同的效應。這接踵而至的新情況大大出乎實驗者的預料。
人們的思路被打斷了，製作實用器件的原計劃不能不改變了，漸趨明朗的形勢又變得撲朔迷離了。然而肖克利小組並沒有知難而退。他們緊緊循著茫茫迷霧中的一絲光亮，改變思路，繼續探索。經過多次地分析、計算、實驗，1947年12月23日，人們終於得到了盼望已久的“寶貝”。這一天，巴丁和布拉頓把兩根觸絲放在鍺半導體晶片的表麵上，當兩根觸絲十分靠近時，放大作用發生了。世界第一隻固體放大器——晶體管也隨之誕生了。在這值得慶祝的時刻，布拉頓按捺住內心的激動，仍然一絲不苟地在實驗筆記中寫道：“電壓增益100，功率增益40，電流損失1\/2.5……親眼目睹並親耳聽聞音頻的人有吉布尼、摩爾、巴丁、皮爾遜、肖克利、弗萊徹和包文。”在布拉頓的筆記上，皮爾遜、摩爾和肖克利等人分別簽上了日期和他們的名字表示認同。
巴丁和布拉頓實驗成功的這種晶體管，是金屬觸絲和半導體的某一點接觸，故稱點接觸晶體管。這種晶體管對電流、電壓都有放大作用。
晶體管發明之後基於嚴謹的科學態度，貝爾實驗室並沒有立即發表肖克利小組的研究成果。他們認為，還需要時間弄清晶體管的效應，以便編寫論文和申請專利。此後一段時間裏，肖克利等人在極度緊張的狀態中忙碌地工作著。他們心中隱藏著一絲憂慮。如果別人也發明了晶體管並率先公布了，他們的心血就付之東流了。他們的擔心絕非多慮，當時許多科學家都在潛心於這一課題的研究。1948年初，在美國物理學會的一次會議上，柏杜大學的布雷和本澤報告了他們在鍺的點接觸方麵所進行的實驗及其發現。當時貝爾實驗室發明晶體管的秘密尚未公開，它的發明人之一——布拉頓此刻就端坐在聽眾席上。布拉頓清楚地意識到布雷等人的實驗距離晶體管的發明就差一小步了。因此，會後布雷與布拉頓聊天時談到他們的實驗時，布拉頓立刻緊張起來。他不敢多開口，隻讓對方講話，生怕泄密給對方，支吾幾句就匆匆忙忙地走開了。後來，布雷曾惋惜地說過：“如果把我的電極靠近本澤的電極，我們就會得到晶體管的作用，這是十分明白的。”由此可見，當時科學界的競爭是多麼的激烈！實力雄厚的貝爾實驗室在這場智慧與技能的角逐中，也不過略勝一籌。
晶體管發明半年以後，在1948年6月30日，貝爾實驗室首次在紐約向公眾展示了晶體管。這個偉大的發明使許多專家不勝驚訝。然而，對於它的實用價值，人們大都表示懷疑。當年7月1日的《紐約時報》隻以8個句子、201個文字的短訊形式報道了本該震驚世界的這條新聞。在公眾的心目中，晶體管不過是實驗室的珍品而已。估計隻能做助聽器之類的小東西，不可能派上什麼大用場。
的確，當時的點接觸晶體管同礦石檢波器一樣，利用觸須接點，很不穩定，噪聲大，頻率低，放大功率小，性能還趕不上電子管，製作又很困難。難怪人們對它無動於衷。然而，物理學家肖克利等人卻堅信晶體管大有前途，它的巨大潛力還沒有被人們所認識。於是，在點接觸式晶體管發明以後，他們仍然不遺餘力，繼續研究。又經過一個多月的反複思索，肖克利瘦了，眼中也布滿了血絲。一個念頭卻在心中越來越明晰了，那就是以往的研究之所以失敗，根本原因在於人們不顧一切地盲目模仿真空三極管。這實際上走入了研究的誤區。晶體管同電子管產生於完全不同的物理現象，這就暗示晶體管效應有其獨特之處。明白了這一點，肖克利當即決定暫時放棄原來追求的場效應晶體管，集中精力實現另一個設想——晶體管的放大作用。正確的思想終於開出了最美的花朵。1948年11月，肖克利構思出一種新型晶體管，其結構像“三明治”夾心麵包那樣，把N型半導體夾在兩層P型半導體之間。這是一個多麼富有想象力的設計啊！可惜的是，由於當時技術條件的限製，研究和實驗都十分困難。直到1950年，人們才成功地製造出第一個PN結型晶體管。
電子技術發展史上一座裏程碑晶體管的出現，是電子技術之樹上綻開的一朵絢麗多彩的奇葩。同電子管相比，晶體管具有諸多優越性：
其一：晶體管的構件是沒有消耗的。無論多麼優良的電子管，都將因陰極原子的變化和慢性漏氣而逐漸劣化。由於技術上的原因，晶體管製作之初也存在同樣的問題。隨著材料製作上的進步以及多方麵的改善，晶體管的壽命一般比電子管長100～1000倍，稱得起永久性器件的美名。
其二：晶體管消耗電子極少，僅為電子管的十分之一或幾十分之一。它不像電子管那樣需要加熱燈絲以產生自由電子。一台晶體管收音機隻要幾節幹電池就可以半年、一年地聽下去，這對電子管收音機來說，是難以做到的。
其三：晶體管不需預熱，一開機就工作。例如，晶體管收音機一開就響，晶體管電視機一開就很快出現畫麵。電子管設備就做不到這一點。開機後，非得等一會兒才聽得到聲音，看得到畫麵。顯然，在軍事、測量、記錄等方麵，晶體管是非常有優勢的。
其四：晶體管結實可靠，比電子管可靠100倍，耐衝擊、耐振動，這都是電子管所無法比擬的。
另外，晶體管的體積隻有電子管的十分之一到百分之一，放熱很少，可用於設計小型、複雜、可靠的電路。晶體管的製造工藝雖然精密，但工序簡便，有利於提高元器件的安裝密度。正因為晶體管的性能如此優越，晶體管誕生之後，便被廣泛地應用於工農業生產、國防建設以及人們日常生活中。1953年，首批電池式的晶體管收音機已投放市場，就受到人們的熱烈歡迎，人們爭相購買這種收音機。接著，各廠家之間又展開了製造短波晶體管的競賽。此後不久，不需要交流電源的袖珍“晶體管收音機”開始在世界各地出售，又引起了一個新的消費熱潮。