咱们还是先由什麽是晶体管說起吧!
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晶体管,是一种具有三个端点的电子组件,分为双载子接面晶体管(Bipolar Junction Transistor,简称BJT)和场效晶体管(Field-EffectTransistor,简称FET)两类。双载子接面晶体管由两层n型半导体中间夹着一层P型半导体所构成者,称做npn晶体管;由两层P型半导体中间夹着n型半导体所构成者,为pnp晶体管。中间的一层及其外接端点称为基极,其它两层及其外接端点,一称射极,一称集极。射极和基极之间的接面叫做射极接面;集极和基极之间的接面叫做集极接面。在npn晶体管内,电之流通以电子流为主流,伴以少量的电洞流;在pnp晶体管内,以电洞为主流,电子为副流。故名双载子接面晶体管。
应用时,要让射极接面受到顺向偏压,集极接面受到逆向偏压;则藉微小的基极电流变动,即可获得很大的集极磁流变动,达到以小电流控制大电流的功效。
双载子接面晶体管为美国人巴丁(Bardeen)、布拉腾(Brattain)和萧克来(Shoekley)三人于公元一九四八年所发明。三人并因此荣获一九五六年诺贝尔物理奖,创下了因工艺方面的成就而获奖之先例。
场效晶体管的三个端点,分别是闸极、源极和汲极。源极与汲极之间为一P型或n型信道,信道之宽窄受闸极电压所控制。因此,藉改变闸极上之电压,即可控制汲极与源极之间电流的大小,故名场效(电场效应之意)。
场效晶体管又分接面场效晶体管(JunctionField-EffectTransistor,简称JFET)和金氧半晶体管(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor,简称MOSFET)两种。接面场效晶体管之源极、汲极和通道三者为同型半导体,而闸极则不同型,故阐极和通道之间有一pn接面。应用时,要让此接面受逆向偏压,则通道之宽窄即可藉阐极电压予以控制。
金氧半场效晶体管之源极、汲极与通道仍为同型半导体,但闸极与通道之间有一层氧化层绝缘质相隔。闸极之电压,透过氧化层之后在通道内建立电场,以控制通道之宽窄。
接面场效晶体管为萧克来于一九五一年所发明。金氧半场效晶体管则为贝尔实验室的康恩(Kahng)和艾塔拉(Atalla)二人于一九六○年所发明。
一九三九年,美国物理学家萧克莱(WillianSchockley)开始研究固态半导体。在一九四八年六月,萧氏与另两位物理学家巴登(JohnBardeen)、布拉腾(WalterH.Brattrain)在美国贝尔研究室(BellLab.)成功研制成点触式晶体管后,电子工程之发展更加迅速,此后以锗(Ge)与硅(Si)为原材料之各类晶体管不断发展出来而发展出以晶体管为主之电子电路设计与应用之电子工程学。
一九六○年代由于制造技术之进步,将众多晶体管集中于极小面积内,并结合成其特殊功能之集成电路(IC)。至七○年代,更由于材料与技术之更新,制成425-2287金氧半导体.htm&nowpage=1 target=_self>金氧半导体(MOS),进而制成更高密度大规模集成电路(LSI),至八○年代超大规模集成电路(VLSI),即每个(IC)内可容纳数十万个晶体管之集成电路,不断的开发出来,供电子工程上之运用。
金氧半场效晶体管因为构造简单,在制造程序和成本等方面均优于其它种类之晶体管,有逐渐变为主流产品之趋势。尤其在大规模集成电路的制造方面,泰半以金氧半场效晶体管及其族类为骨干。
晶体管在实用上分为讯号放大器和电子开关两大应用。藉基极电流或阐极电压之小幅变动,以产生大幅变动之集极或汲极电流,即为讯号放大器。若基极电流或门极电压的变动幅度够大,则可控制集极或汲极电流于有(通)或无(断)两种截然不同的状态,是为电子开关。
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