三极管概述
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三极管,全称应为半导体三极管,也称双极型晶体管、晶体三极管,是一种控制电流的半导体器件。其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号,也用作无触点开关。三极管是半导体基本元器件之一,具有电流放大作用,是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结,两个PN结把整块半导体分成三部分,中间部分是基区,两侧部分是发射区和集电区,排列方式有PNP和NPN两种。
可以看到,虽然都叫三极管,其实在英文里面的说法是千差万别的,三极管这个词汇其实也是中文特有的一个象形意义上的的词汇。“Triode”(电子三极管)这个是英汉词典里面 “三极管” 的唯一英文翻译,与电子三极管初次出现有关,是真正意义上的三极管这个词最初所指的物品。其余的在中文里称作三极管的器件,实际翻译时不可以翻译成Triode。
电子三极管 Triode (俗称电子管的一种)
双极型晶体管 BJT (Bipolar Junction Transistor)
J型场效应管 Junction gate FET(Field Effect Transistor)
金属氧化物半导体场效应晶体管 MOS FET ( Metal Oxide Semi-Conductor Field Effect Transistor)英文全称
V型槽场效应管 VMOS (Vertical Metal Oxide Semiconductor )
注:这三者看上去都是场效应管,其实金属氧化物半导体场效应晶体管 、V型槽沟道场效应管 是 单极(Unipolar)结构的,是和 双极(Bipolar)是对应的,所以也可以统称为单极晶体管(Unipolar Junction Transistor)。其中J型场效应管是非绝缘型场效应管,MOS FET 和VMOS都是绝缘型的场效应管。VMOS是在 MOS的基础上改进的一种大电流,高放大倍数(跨道)新型功率晶体管,区别就是使用了V型槽,使MOS管的放大系数和工作电流大幅提升,但是同时也大幅增加了MOS的输入电容,是MOS管的一种大功率改进型产品,但是结构上已经与传统的MOS发生了巨大的差异。VMOS只有增强型的而没有MOS所特有的耗尽型的MOS管。
1947年12月23日,美国新泽西州墨累山的贝尔实验室里,3位科学家——巴丁博士、布莱顿博士和肖克莱博士在紧张而又有条不紊地做着实验。他们在导体电路中正在进行用半导体晶体把声音信号放大的实验。3位科学家惊奇地发现,在他们发明的器件中通过的一部分微量电流,竟然可以控制另一部分流过的大得多的电流,因而产生了放大效应。这个器件,就是在科技史上具有划时代意义的成果——晶体管。因它是在圣诞节前夕发明的,而且对人们未来的生活发生如此巨大的影响,所以被称为“献给世界的圣诞节礼物”。这3位科学家因此共同荣获了1956年诺贝尔物理学奖。[2] 新研究发现,在晶体管电子流出端的衬底外,沉积一层对应材料,能形成一个半导体致冷P-N结构,因为N材料的电子能级低,P材料的电子能级高,当电子流过时,需要从衬底吸入热量,这就为晶体管核心散热提供一个很好的途径。因为带走的热量会与电流的大小成正比例,业内也称形象地把这个称为“电子血液”散热技术。根据添加新材料的极性位置不同,新的致冷三极管分别叫做N-PNP或NPN-P。晶体管带来并促进了“固态革命”,进而推动了全球范围内的半导体电子工业。作为主要部件,它及时、普遍地首先在通讯工具方面得到应用,并产生了巨大的经济效益。由于晶体管彻底改变了电子线路的结构,集成电路以及大规模集成电路应运而生,这样制造像高速电子计算机之类的高精密装置就变成了现实。
1947年12月23日,美国新泽西州墨累山的贝尔实验室里,3位科学家——巴丁博士、布莱顿博士和肖克莱博士在紧张而又有条不紊地做着实验。他们在导体电路中正在进行用半导体晶体把声音信号放大的实验。3位科学家惊奇地发现,在他们发明的器件中通过的一部分微量电流,竟然可以控制另一部分流过的大得多的电流,因而产生了放大效应。这个器件,就是在科技史上具有划时代意义的成果——晶体管。因它是在圣诞节前夕发明的,而且对人们未来的生活发生如此巨大的影响,所以被称为“献给世界的圣诞节礼物”。这3位科学家因此共同荣获了1956年诺贝尔物理学奖。[2] 新研究发现,在晶体管电子流出端的衬底外,沉积一层对应材料,能形成一个半导体致冷P-N结构,因为N材料的电子能级低,P材料的电子能级高,当电子流过时,需要从衬底吸入热量,这就为晶体管核心散热提供一个很好的途径。因为带走的热量会与电流的大小成正比例,业内也称形象地把这个称为“电子血液”散热技术。根据添加新材料的极性位置不同,新的致冷三极管分别叫做N-PNP或NPN-P。晶体管带来并促进了“固态革命”,进而推动了全球范围内的半导体电子工业。作为主要部件,它及时、普遍地首先在通讯工具方面得到应用,并产生了巨大的经济效益。由于晶体管彻底改变了电子线路的结构,集成电路以及大规模集成电路应运而生,这样制造像高速电子计算机之类的高精密装置就变成了现实。