晶体管主要分为两大类:双极性晶体管(BJT)和场效应晶体管(FET)。
晶体管有三个极;双极性晶体管的三个极,分别由N型跟P型组成发射极(Emitter)、基极(Base) 和集电极(Collector);场效应晶体管的三个极,分别是源极(Source)、栅极(Gate)和漏极(Drain)。
晶体管因为有三种极性,所以也有三种的使用方式,分别是发射极接地(又称共射放大、CE组态)、基极接地(又称共基放大、CB组态)和集电极接地(又称共集放大、CC组态、发射极随耦器)。
晶体管是一种半导体器件,放大器或电控开关常用。晶体管是规范操作电脑,手机,和所有其他现代电子电路的基本构建块。
由于其响应速度快,准确性高,晶体管可用于各种各样的数字和模拟功能,包括放大,开关,稳压,信号调制和振荡器。晶体管可独立包装或在一个非常小的的区域,可容纳一亿或更多的晶体管集成电路的一部分。 放大功能是晶体三极管的主要功能。湖南双极型晶体管
储器件的晶体管累积量的增长远远超过非存储器件
图3中另一个有趣的地方是曲线末端附近的一组数据,它们由2017 年和2018 年的数据生成,该组数据点向上偏离学习曲线。如果学习曲线是真正的自然法则,怎么会发生这种情况呢?很简单,从2016 年到2018 年存储器件严重短缺,特别是DRAM。由于市场需求超过供应,每个晶体管的价格非但没有下降,反而上升了。但是这不会导致学习曲线长期偏离吗,当市场供需不平衡发生时,每个晶体管的成本就会高于或低于学习曲线的长期趋势线,当供需恢复平衡时,每个晶体管的成本将回归到学习曲线上。在学习曲线上方产生的面积通常会被学习曲线下方几乎相等的面积所补偿,反之亦然。这是学习曲线的另一个有用的好处,它可以预测未来价格的总趋势,即使短期市场力量会引起扰动。
湖南双极型晶体管晶体管的电子流动方向就是集电极,然后由基极控制。
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。
FinFet晶体管
平面晶体管主导了整个半导体工业很长一段时间。但随着尺寸愈做愈小,传统的平面晶体管出现了短通道效应,特别是漏电流,这类使得元件耗电的因素。尤其是当晶体管的尺寸缩小到25nm以下,传统的平面场效应管的尺寸已经无法缩小。在这种情况下,FinFET出现了。FinFET也被称为鳍式场效应晶体管,这是一种立体的场效应管。FinFET的主要是将场效应管立体化。
第一种FinFET晶体管类型称为“耗尽型贫沟道晶体管”或“ DELTA”晶体管,该晶体管由日立**研究实验室的Digh Hisamoto,Toru Kaga,Yoshifumi Kawamoto和Eiji Takeda于1989年在日本***制造。但目前所用的FinFet晶体管则是由加州大学伯克利分校胡正明教授基于DELTA技术而发明,属于多闸极电晶体。
晶体三极管是p型和n型半导体的有机结合,两个pn结之间的相互影响.
也可使用其它种类器件完成同样的单向导电功能,比如真空二极管。但是它们非常复杂,具有很多部件,如果过热也会造成器件不可靠,造价很高,也不可能进行小型化。
能够小型化非常关键,晶体管带来了微电子的**变化。Brattain所制作的晶体管是所有晶体管的基础。
为了理解***个晶体管的工作原理,可以把它左右分开,看成两个并联在一起的单向导电的二极管。
在中间是一层半导体锗,它具有负电荷载流子。下面是金属铜形成的导电基底。**上层是有金箔层。
当金箔接触到半导体锗表面的时候,就会形成带有正电荷载流子的半导体。在其下就是带有负电荷载流子的锗半导体。
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。湖南双极型晶体管
三极管工作必要条件是(a)在B极和E极之间施加正向电压(此电压的大小不能超过1V.湖南双极型晶体管
MESFET
金属半导体场效应晶体管(MESFET)之所以被称为这个名称是因为栅极接触是由金属 - 半导体结形成的。如果半导体材料*是低掺杂的,则栅极金属和半导体之间产生的肖特基接触,从而使半导体工程师能够制成非常低泄漏的栅极接触。
HEMT器件
高电子迁移率晶体管(HEMT)与任何其他FET一样工作,除了沟道由两种不同类型的半导体材料(称为异质结)的结构成,以使通道中的自由电子具有更高的迁移率。对于GaAs HEMT,其他半导体材料通常是铝镓砷(AlGaAs)。由n型掺杂剂原子提供的自由电子非常靠近异质结,并形成所谓的二维电子气。这种二维(2D)电子气体被限制远离晶格原子,因此它们不会与它们碰撞,这使电子具有更高的迁移率。电子经历较少碰撞的另一个后果是HEMT的噪声系数远低于普通FET的噪声系数。为卫星***开发的HEMT LNA MMIC示例如图6所示。
湖南双极型晶体管
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