威廉．蕭克利（William Shockley）一直認為，如果要找到更好的「開關」，那應該是借助1一種叫「半導體」的東西。蕭克利生於倫敦，父親是經常在世界各地奔走的礦業工程師，他在靜謐的加州小鎮帕羅奧圖（Palo Alto）成長，當時那裡到處都是果園。身為獨子，他始終深信自己高人一等，而且他會讓每個人都知道這點。他在南加州的加州理工學院取得學士學位，接著到麻省理工學院取得物理學博士學位，之後到紐澤西州的貝爾實驗室工作。當時，貝爾實驗室是全球最頂尖的科學與工程中心之一。所有的同事都覺得蕭克利很高傲，但他們也承認，他確實是很出色的理論物理學家。他的直覺非常精準，一位同事形容，他彷彿可以真的看到電子在金屬中穿梭或2把原子結合起來。
半導體是蕭克利的專業領域，那是一種獨特的材料。多數材料只能讓電流自由地流動（如銅線），或是阻止電流（如玻璃）。半導體則不同，矽與鍺之類的半導體材料本身像玻璃一樣，幾乎不導電。但是加入某些材料並導入電場後，電流就會開始流動。例如，在矽或鍺等半導體材料中加入磷或銻，就會產生負電流。
把其他的元素「摻入」半導體材料中，為新型的裝置提供了一個機會，讓它們能夠產生及控制電流。然而，只要矽或鍺等半導體材料的電子性質依然神秘難解，想掌握電子在半導體材料中的流動就是一個遙遠的夢想。1940年代後期以前，儘管貝爾實驗室累積了大量的物理智慧，仍沒有人能解釋為什麼半導體材料會以如此令人費解的方式運作。
1945年，蕭克利首次提出他所謂的3「固態開關」理論，他在筆記本上畫了一塊連接在90伏特電池上的矽片。他假設，把矽那樣的半導體材料放在電場中，可以吸引裡面的「自由電子」（即離域電子）聚在半導體的邊緣附近。如果電場吸引了夠多的電子，半導體的邊緣就會轉變成像金屬那樣的導電材料（金屬總是有大量的自由電子）。如此一來，電流就可以開始流經一種本來不導電的材料。蕭克利很快打造出那樣的裝置，他希望在矽片上導入及移除電場可以產生類似開關的效果：打開及關閉穿過矽片的電流。然而，當他實際做這項實驗時，卻無法偵測到結果。「完全測不到東西，」他解釋道：「很神秘。」事實上，是因為1940年代的簡單儀器太不精確了，量不到流動的微小電流。
兩年後，蕭克利在貝爾實驗室的兩位同事在一種不同類型的裝置上，設計了一個類似的實驗。蕭克利為人高傲，令人討厭，但沃特．布萊頓（Walter Brattain）與約翰．巴丁（John Bardeen）則是謙虛又隨和。布萊頓來自華盛頓鄉下的牧牛場，是一位出色的實驗物理學家。巴丁是普林斯頓大學畢業的科學家，後來成為唯一兩度榮獲諾貝爾物理學獎的人。他們受到蕭克利那套理論的啟發，打造出一個裝置，把兩根金絲放在一個鍺片上，那兩根金絲彼此的距離不到一毫米。1947年12月16日的下午，在貝爾實驗室的總部，巴丁與布萊頓打開電源，發現能夠控制鍺片上的電流，就此證明了蕭克利提出的4半導體材料理論。
貝爾實驗室的母公司AT&T是從事電話事業，而不是運算事業。該公司認為，這種後來迅速被命名為「電晶體」的裝置，主要用處是在其龐大的網絡中，放大傳輸電話的訊號。由於電晶體可以放大電流，大家很快就發現，電晶體很適合用於助聽器、收音機等裝置，取代不太可靠的真空管（真空管也是用來放大訊號）。貝爾實驗室很快就開始為這種新裝置安排專利申請。
蕭克利眼看同事發現了能夠證明他的理論的實驗，感到非常憤怒，他決心超越他們。耶誕節期間，他關在芝加哥的一家旅館房間裡兩個星期，憑著他對半導體物理學的過人理解，開始想像不同的電晶體結構。1948年1月，他已經想出一種新型電晶體，由三塊半導體材料組成。外層那兩塊有多餘的電子，夾在中間那塊則缺少電子。把微小的電流導入夾在中間的那塊，就會產生更大的電流在整個裝置中流動。這種小電流變大電流的轉換過程，跟巴丁與布萊頓的電晶體所展現的放大過程一樣。但蕭克利順著之前提出的「固態開關」理論，發現了其他的用途。他可以操控導入中間那層半導體材料的小電流，藉此開啟與關閉較大的電流——如此開、關、開、關，於是蕭克利5自己設計出了一種開關。
1948年6月，貝爾實驗室舉行記者會，宣布其科學家發明了電晶體。當時大家不太明白，這些連線的鍺片為什麼值得開記者會。《紐約時報》把那篇報導埋在第46頁。《時代》雜誌稍好一些，以〈微小的腦細胞〉為標題，報導了這項發明。蕭克利雖然從未低估過自己的重要性，但連他也沒想到，不久人類就會使用成千上萬、數百萬、甚至數十億個這樣的電晶體來取代人腦，來6執行運算任務。