【中華百科全書●工學●電晶體】
電晶體,是一種具有三個端點的電子元件,分為雙載子接面電晶體(BipolarJunctionTransistor,簡稱BJT)和場效電晶體(Field-EffectTransistor,簡稱FET)兩類。
雙載子接面電晶體由兩層n型半導體中間夾著一層P型半導體所構成者,稱做npn電晶體;
由兩層P型半導體中間夾著n型半導體所構成者,為pnp電晶體。
中間的一層及其外接端點稱為基極,其他兩層及其外接端點,一稱射極,一稱集極。
射極和基極之間的接面叫做射極接面;
集極和基極之間的接面叫做集極接面。
在npn電晶體內,電之流通以電子流為主流,伴以少量的電洞流;
在pnp電晶體內,以電洞為主流,電子為副流。
故名雙載子接面電晶體。
應用時,要讓射極接面受到順向偏壓,集極接面受到逆向偏壓;
則藉微小的基極電流變動,即可獲得很大的集極磁流變動,達到以小電流控制大電流的功效。
雙載子接面電晶體為美國人巴丁(Bardeen)、布拉騰(Brattain)和蕭克來(Shoekley)三人於西元一九四八年所發明。
三人並因此榮獲一九五六年諾貝爾物理獎,創下了因工藝方面的成就而獲獎之先例。
場效電晶體的三個端點,分別是閘極、源極和汲極。
源極與汲極之間為一P型或n型通道,通道之寬窄受閘極電壓所控制。
因此,藉改變閘極上之電壓,即可控制汲極與源極之間電流的大小,故名場效(電場效應之意)。
場效電晶體又分接面場效電晶體(JunctionField-EffectTransistor,簡稱JFET)和金氧半電晶體(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor,簡稱MOSFET)兩種。
接面場效電晶體之源極、汲極和通道三者為同型半導體,而閘極則不同型,故闡極和通道之間有一pn接面。
應用時,要讓此接面受逆向偏壓,則通道之寬窄即可藉闡極電壓予以控制。
金氧半場效電晶體之源極、汲極與通道仍為同型半導體,但閘極與通道之間有一層氧化層絕緣質相隔。
閘極之電壓,透過氧化層之後在通道內建立電場,以控制通道之寬窄。
接面場效電晶體為蕭克來於一九五一年所發明。
金氧半場效電晶體則為貝爾實驗室的康恩(Kahng)和艾塔拉(Atalla)二人於一九六○年所發明。
金氧半場效電晶體因為構造簡單,在製造程序和成本等方面均優於其他種類之電晶體,有逐漸變為主流產品之趨勢。
尤其在大型積體電路的製造方面,泰半以金氧半場效電晶體及其族類為骨幹。
電晶體在實用上分為訊號放大器和電子開關兩大應用。
藉基極電流或闡極電壓之小幅變動,以產生大幅變動之集極或汲極電流,即為訊號放大器。
若基極電流或閘極電壓的變動幅度夠大,則可控制集極或汲極電流於有(通)或無(斷)兩種截然不同的狀態,是為電子開關。
(郭明彥)
引用:http://ap6.pccu.edu.tw/Encyclopedia/data.asp?id=8304
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