電晶體

電晶體

電晶體(transistor)是一種固態半導體元件,可以用於放大、開關、穩壓、信號調製和許多其他功能。電晶體作為一種可變開關,基於輸入的電壓,控制流出的電流,因此電晶體可做為電流的開關,和一般機械開關(如Relay、switch)不同處在於電晶體是利用電訊號來控制,而且開關速度可以非常之快,在實驗室中的切換速度可達100GHz以上。

基本介紹

  • 中文名:電晶體
  • 外文名:transistor
  • 實質:固態半導體元件
  • 作用:用於放大、開關、穩壓、信號調製
介紹,基本原理,類型,第一個電晶體,

介紹

電晶體主要分為兩大類:雙極性電晶體(BJT)和場效應電晶體(FET)。
電晶體有三個極;雙極性電晶體的三個極,分別由N型跟P型組成射極(Emitter)、基極(Base)和集極(Collector);場效應電晶體的三個極,分別是源極(Source)、柵極(Gate)和漏極(Drain)。
電晶體因為有三種極性,所以也有三種的使用方式,分別是射極接地(又稱共射放大、CE組態)、基極接地(又稱共基放大、CB組態)和集極接地(又稱共集放大、CC組態、射極隨隅器)。
在雙極性電晶體中,射極到基極的很小的電流,會使得射極到集極之間,產生大電流;在場效應電晶體中,在閘極施加小電壓,來控制源極和泄極之間的電流。
在類比電路中,電晶體用於放大器、音頻放大器、射頻放大器、穩壓電路;在計算機電源中,主要用於開關電源。
電晶體也套用於數位電路,主要功能是當成電子開關。數位電路包括邏輯閘、隨機存取記憶體(RAM)和微處理器。
電晶體在使用上有許多要注意的最大額定值,像是最大電壓、最大電流、最大功率……,在超額的狀態下使用,電晶體內部的結構會被破壞。每種型號的電晶體還有特有的特性,像是直流放大率hfe、NF噪訊比…等,可以藉由電晶體規格表或是Data Sheet得知。
電晶體在電路最常用的用途應該是屬於訊號放大這一方面,其次是阻抗匹配、訊號轉換……等,電晶體在電路中是個很重要的元件,許多精密的組件主要都是由電晶體製成的。

基本原理

重要性
電晶體被認為是現代歷史中最偉大的發明之一,在重要性方面可以與印刷術,汽車和電話等的發明相提並論。電晶體實際上是所有現代電器的關鍵驅動(active)元件。電晶體在當今社會的重要性主要是因為電晶體可以使用高度自動化的過程進行大規模生產的能力,因而可以不可思議地達到極低的單位成本。
雖然數以百萬計的單體電晶體還在使用,絕大多數的電晶體是和二極體,電阻,電容一起被裝配在微晶片(晶片)上以製造完整的電路。類比的或數位的或者這兩者被集成在同一顆晶片上。設計和開發一個複雜晶片的生產成本是相當高的,但是當分攤到通常百萬個生產單位上,每個晶片的價格就是最小的。一個邏輯閘包含20個電晶體,而2005年一個高級的微處理器使用的電晶體數量達2.89億個。
電晶體的低成本,靈活性和可靠性使得其成為非機械任務的通用器件,例如數位計算。在控制電器和機械方面,電晶體電路也正在取代電機設備,因為它通常是更便宜,更有效地僅僅使用標準積體電路並編寫電腦程式來完成同樣的機械任務,使用電子控制,而不是設計一個等效的機械控制。
因為電晶體的低成本和後來的電子計算機,數位化資訊的浪潮來到了。由於計算機提供快速的查找、分類和處理數位資訊的能力,在資訊數位化方面投入了越來越多的精力。今天的許多媒體是通過電子形式發布的,最終通過計算機轉化和呈現為類比形式。受到數位化革命影響的領域包括電視,廣播和報紙。

類型

電晶體種類很多,依工作原理可粗分為雙極性接面電晶體(bipolar junctiontransistor,BJT)和場效電晶體(field effect transistor, FET)。
穿孔的電晶體

第一個電晶體

第一個電晶體是1947年發明的,出自貝爾實驗室。發明者有三位,分別是約翰·巴定、威廉·肖克萊和華特·布萊登。

相關詞條

熱門詞條

聯絡我們