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晶体管基本参数
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晶体管企业商机

晶体管的诞生


在晶体管诞生之前,放大电信号主要是通过真空电子管,但由于真空管制作困难、体积大、耗能高且使用寿命短,使得业界开始期望电子管替代品的出现。1945年秋天,贝尔实验室正式成立了以肖克利为首的半导体研究小组,成员有布拉顿、巴丁等人,开始对包括硅和锗在内的几种新材料进行研究。


1947年贝尔实验室发表了***个以锗半导体做成的点接触晶体管。但由于点接触晶体管的性能尚不佳,肖克利在点接触晶体管发明一个月后,提出了使用p-n 结面制作接面晶体管的方法,称为双极型晶体管。当时巴丁、布拉顿主要发明半导体三极管;肖克利则是发明p-n 二极管,他们因为半导体及晶体管效应的研究获得1956年诺贝尔物理奖。


单结晶体管的伏安特性,是指在单结晶体管的e、b1极之间加一个正电压Ue。苏州达林顿晶体管

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MOS晶体管

MOS晶体管全名叫做MOSFET(Metal oxide semiconductor field effect transistor),翻译为中文就是,金属氧化物半导体场效应晶体管这个名字听起来比较绕,比较奇怪,为什么要这么起名字呢?


如下图所示MOS管的结构图和等效图,**上边的栅极(Gate)一般都是由金属(Metal)做的,中间的绝缘层一般是由氧化层SiO2(Oxide)做的,**下边是半导体材料(semiconductor)。至于FET,场效应,就是电场控制电子的意思。


图1 MOS晶体管的结构图(左)和等效图(右)


首先看左边的结构图,图中下半部分是P型半导体(如图中的P-body),其中含有大量的空穴,而左上角和右上角带颜色的N+,是重掺杂的N型半导体,含有更大量的自由电子。接下来继续拟人化描述。


其中,两块带颜色的N+区是一个国家。左边的N+区是一块飞地,而右边的N+区,是本土大陆,飞地的自由电子常年在外,想从飞地(也就是左边的N+区)通过P-body国家,回到本土大陆(也就是右边的N+区)。




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图3 晶体三级管的内部工作原理


换句话说,为了让晶体管工作,只需要设计一种外部电路,使基极-发射极间的电流流动就可以了。晶体管都有一个箭头方向,我们可以理解为晶体管的基极-发射极之间加入了一个二极管,而箭头的方向就是二极管的方向,如下图4所示。


当晶体管进行工作时(基极和发射极之间有电流的流动,NPN型是从基极流向发射极,PNP型是从发射极流向基极),基极-发射极间的压降与二极管的压降相同,为0.6~0.7V。也就是说,在设计电路时,只要使晶体管的基极-发射极间的电压设为Vbe>=0.6V,使基极-发射极之间的二极管导通,这样三极管基极-发射极之间就有电流流动,然后再对电路的其他部分进行计算就可以了。



晶体管(transistor)是一种类似于阀门的固体半导体器件,可以用于放大、开关、稳压、信号调制 和许多其他功能。在1947年,由美国物理学家约翰·巴丁、沃尔特·布喇顿和英国物理学家威廉·肖克 利(William Shockley,1910—1989)所发明。他们也因为半导体及晶体管效应的研究获得1956年 诺贝尔物理奖。

二战之后,贝尔实验室成立了一个固体物理研究小组,他们要制造一种能替代电子管的半导体器 件。此前,贝尔实验室就对半导体材料进行了研究,发现掺杂的半导体整流性能比电子管好。因此 小组把注意力放在了锗和硅这两种半导体材料上。 在晶体三极管中很小的基极电流可以导致很大的集电极电流,这就是三极管的电流放大作用。

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在这个区域内集成了三种不同的导电物质。我们按照物质的导电性能将物质分成了三大类:导体、绝缘体和半导体。

***类是导体,比如像金属,是通过内部带有负电的电子来传递电流的;第二类是绝缘体,它们则会阻挡电流流过;第三类是可以用来制作成晶体三极管的半导体。正如它的名字所示,半导体的导电性能好于绝缘体,但比导体差。


与导体比较大的一点不同,导体只是有带有负电荷的电子来导电,而半导体则会有两种不同的导电粒子,也称为载流子:正电荷载流子和负电荷载流子。这是三极管特性基础。



根据这两种不同载流子的半导体,工程师们可以制作小型可靠的单向导电的半导体器件-二极管。


晶体管就是在晶圆上直接雕出来的,晶圆越大,芯片制程越小。NPN晶体管销售代理

放大功能是晶体三极管的主要功能。苏州达林顿晶体管

单结晶体管工作原理及其应用     *


什么是单结晶体管

单结晶体管又叫做双基极二极管,和二极管、三极管一样都属于晶体管的一种。它是由一个PN结构成发射极并且有两个基极的三端晶体管。


单结晶体管内部结构

单结晶体管内部由一个高电阻率的N型硅片,在其两端通过欧姆接触引出两个基极,分别为***基极B1和第二基极B2,在靠近第二基极B2的一侧有一个PN结,在这个PN结上引出发射极E。


单结晶体管内部结构示意图下


单结晶体管电路符号及其等效电路



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