他所谓
“固态阀门”理论，在他笔记本上画出
块连接在90伏电池上硅。他假设，如果在硅这样半导体材料上施加电场，就可以吸引其内部“自由电子”聚集在半导体边缘附近。如果电场吸引足够多电子，半导体边缘就会变成导电材料（如同存在大量自由电子金属样），这样电流就可以流经之前根本不导电材料。肖克利很快就搭建这样个装置，他希望在硅片上施加和移除电场，打开和关闭硅片上电子流，使其可以像阀门样工作。但在进行这个实验时，他无法检测到结果。“什
都没有测到，”他解释道，“相当怪异。”实际上，其原因是20世纪40年代简单仪器不够精确，无法测量出微小电流。
这篇关于晶体管文章大量引用里奥丹和霍德森所著《晶体之火》，以及德里克·张和埃里克·布拉奇所著《征服电子》。两年后，肖克利两位贝尔实验室同事设计另种装置，进行类似实验。与肖克利自傲和令人厌恶不同，他同事沃尔特·布喇顿（WalterBrattain）和约翰·巴丁（JohnBardeen）很谦虚温和。前者是来自华盛顿农村牧场杰出实验物理学家；后者是普林斯顿大学毕业科学家，后来成为唯位获得两次诺贝尔物理学奖人。受肖克利理论启发，布喇顿和巴丁制造种装置，将连接电源两条细金箔线设法放到锗材料上，与锗接触两条金箔线间距不到毫米，并在锗片底面接上电极。1947年12月16日下午，在贝尔实验室总部，布喇顿和巴丁打开电源，观测到流过锗电流可以被控制并放大，从而证明肖克利关于半导体材料理论是正确。
拥有贝尔实验室美国电话电报公司（AT&T）从事是电话业务，而不是计算机业务，因而很快将这种器件命名为“晶体管”，因为它可以用于放大传输电话信号。由于晶体管可以放大电流，人们很快就意识到晶体管可以用于助听器和收音机等产品，从而取代不太可靠真空管。贝尔实验室很快就开始为这种新器件安排专利申请。
德里克·张和埃里克·布拉奇，《征服电子》，第206-207页。肖克利却对他同事们发明实验来证明他理论感到不快，他下定决心要超越他们。在圣诞节期间两周，他把自己关在芝加哥家酒店房间里，根据对半导体物理无与伦比理解，开始设计不同晶体管结构。到1948年1月，他构想出种由三块掺有不同杂质半导体材料组成新型结构：外部两块有多余电子，夹在中间那块缺少电子。如果将个微小电流施加到“三明治”中间层，它就会使流过整个器件电流增大很多。这种将小电流转换为大电流过程与布喇顿和巴丁晶体管所展示放大原理相同。但肖克利开始意识到其他用途，就像他之前理论
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