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三極管

三極管概述

發布日期:2022-10-09 點擊率:70


三極管,全稱應為半導體三極管,也稱雙極型晶體管、晶體三極管,是一種控制電流的半導體器件。其作用是把微弱信號放大成幅度值較大的電信號,也用作無觸點開關。三極管是半導體基本元器件之一,具有電流放大作用,是電子電路的核心元件。三極管是在一塊半導體基片上制作兩個相距很近的PN結,兩個PN結把整塊半導體分成三部分,中間部分是基區,兩側部分是發射區和集電區,排列方式有PNP和NPN兩種。

可以看到,雖然都叫三極管,其實在英文里面的說法是千差萬別的,三極管這個詞匯其實也是中文特有的一個象形意義上的的詞匯。“Triode”(電子三極管)這個是英漢詞典里面 “三極管” 的唯一英文翻譯,與電子三極管初次出現有關,是真正意義上的三極管這個詞最初所指的物品。其余的在中文里稱作三極管的器件,實際翻譯時不可以翻譯成Triode。

電子三極管 Triode (俗稱電子管的一種)

雙極型晶體管 BJT (Bipolar Junction Transistor)

J型場效應管 Junction gate FET(Field Effect Transistor)

金屬氧化物半導體場效應晶體管 MOS FET ( metal Oxide Semi-Conductor Field Effect Transistor)英文全稱

V型槽場效應管 VMOS (Vertical metal Oxide Semiconductor )

注:這三者看上去都是場效應管,其實金屬氧化物半導體場效應晶體管 、V型槽溝道場效應管 是 單極(Unipolar)結構的,是和 雙極(Bipolar)是對應的,所以也可以統稱為單極晶體管(Unipolar Junction Transistor)。其中J型場效應管是非絕緣型場效應管,MOS FET 和VMOS都是絕緣型的場效應管。VMOS是在 MOS的基礎上改進的一種大電流,高放大倍數(跨道)新型功率晶體管,區別就是使用了V型槽,使MOS管的放大系數和工作電流大幅提升,但是同時也大幅增加了MOS的輸入電容,是MOS管的一種大功率改進型產品,但是結構上已經與傳統的MOS發生了巨大的差異。VMOS只有增強型的而沒有MOS所特有的耗盡型的MOS管。

1947年12月23日,美國新澤西州墨累山的貝爾實驗室里,3位科學家——巴丁博士、布萊頓博士和肖克萊博士在緊張而又有條不紊地做著實驗。他們在導體電路中正在進行用半導體晶體把聲音信號放大的實驗。3位科學家驚奇地發現,在他們發明的器件中通過的一部分微量電流,竟然可以控制另一部分流過的大得多的電流,因而產生了放大效應。這個器件,就是在科技史上具有劃時代意義的成果——晶體管。因它是在圣誕節前夕發明的,而且對人們未來的生活發生如此巨大的影響,所以被稱為“獻給世界的圣誕節禮物”。這3位科學家因此共同榮獲了1956年諾貝爾物理學獎。[2] 新研究發現,在晶體管電子流出端的襯底外,沉積一層對應材料,能形成一個半導體致冷P-N結構,因為N材料的電子能級低,P材料的電子能級高,當電子流過時,需要從襯底吸入熱量,這就為晶體管核心散熱提供一個很好的途徑。因為帶走的熱量會與電流的大小成正比例,業內也稱形象地把這個稱為“電子血液”散熱技術。根據添加新材料的極性位置不同,新的致冷三極管分別叫做N-PNP或NPN-P。晶體管帶來并促進了“固態革命”,進而推動了全球范圍內的半導體電子工業。作為主要部件,它及時、普遍地首先在通訊工具方面得到應用,并產生了巨大的經濟效益。由于晶體管徹底改變了電子線路的結構,集成電路以及大規模集成電路應運而生,這樣制造像高速電子計算機之類的高精密裝置就變成了現實。

1947年12月23日,美國新澤西州墨累山的貝爾實驗室里,3位科學家——巴丁博士、布萊頓博士和肖克萊博士在緊張而又有條不紊地做著實驗。他們在導體電路中正在進行用半導體晶體把聲音信號放大的實驗。3位科學家驚奇地發現,在他們發明的器件中通過的一部分微量電流,竟然可以控制另一部分流過的大得多的電流,因而產生了放大效應。這個器件,就是在科技史上具有劃時代意義的成果——晶體管。因它是在圣誕節前夕發明的,而且對人們未來的生活發生如此巨大的影響,所以被稱為“獻給世界的圣誕節禮物”。這3位科學家因此共同榮獲了1956年諾貝爾物理學獎。[2] 新研究發現,在晶體管電子流出端的襯底外,沉積一層對應材料,能形成一個半導體致冷P-N結構,因為N材料的電子能級低,P材料的電子能級高,當電子流過時,需要從襯底吸入熱量,這就為晶體管核心散熱提供一個很好的途徑。因為帶走的熱量會與電流的大小成正比例,業內也稱形象地把這個稱為“電子血液”散熱技術。根據添加新材料的極性位置不同,新的致冷三極管分別叫做N-PNP或NPN-P。晶體管帶來并促進了“固態革命”,進而推動了全球范圍內的半導體電子工業。作為主要部件,它及時、普遍地首先在通訊工具方面得到應用,并產生了巨大的經濟效益。由于晶體管徹底改變了電子線路的結構,集成電路以及大規模集成電路應運而生,這樣制造像高速電子計算機之類的高精密裝置就變成了現實。


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