【中華百科全書●工學●電晶體】

楊籍富

【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