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。
光晶体管由双极型晶体管或场效应晶体管等三端器件构成的光电器件。深圳电力晶体管
三极管(BJT管),也称为双性型晶体管
三极管是一个人丁兴旺的“大家族”,其人员众多。因此在电子电路中如果没有三极管的话那么这个电路将“一事无成”。电路中的很多元件都是为三极管服务的,比如电阻、电容等。有必要和大家对三极管进行一下剖析,下面让我们看看三极管的“庐山真面目”。三极管也有三条腿,并且这三条腿不能相互换用,不像MOS管那样其源极(S)和漏极(D)在一定条件下还可以换用的(低频的结型管可以互换)。从图中我们也可以看到,三极管也是有两个PN结构成。我们以NPN型三极管为例来说明这个问题,分别从三个半导体基座中引出三个极,我们给它分别起个名字叫基极、集电极和发射极。这三个端子的相互作用是,通过控制流入基极的电流就可以达到控制发射极和集电极之间的电流的大小,由此我们可以知道三极管是一个电流型控制器件。
电路晶体管出厂价格双极晶体管指在音频电路中使用得非常普遍的一种晶体管。
从平面晶体管走到GAA晶体管,代工厂的研发投入越来越高。在这个过程中,格芯和联电接连放弃了14nm以下先进制程的研究,英特尔虽然公布了其7nm计划,但其已在10nm工艺节点上停留了很久。而三星也在7nm节点处落后于台积电的发展,在这种情况下,台积电几乎包揽了市场上所有7nm的生意。
但先进工艺不会因为玩家变少而停滞不前,按照三星早早公布GAA晶体管的最近状态中看,其势要在3nm节点处,与台积电一争高下。而台积电方面除了有消息透露其将采用EUV光刻外,并无新的***锏。在3nm节点处,新的晶体管会改变现有代工厂的市场地位吗?晶体管未来还会发生怎样的变化,都值得大家共同期待。
关于晶体管 *
想要弄懂晶体管,就要先弄懂二极管。想弄懂二极管就有一个很关键的原理性问题(可能是只有我一个人不知道):电流和电压不是相辅相成的,两者可以单独存在。我的理解,如果把电子一颗一颗的发射出去,那一样是形成电流,但却没有电压。而一边的电势高,一边的电势低,然而电子被固定住了,那么一样形成不了电流,但却有电压。
pn结动态平衡时,电子在n级本来是自由移动的,而且n级形成的离子区偏向于正电,正负相吸引,所以并不阻碍电子在n级整一块晶体里运动。然而在p极形成的带负电的离子区,会排斥电子,当电子从n极快要接近p级的边界时,就因为负负排斥而被推回来了。所以一开始电子到不了p极去。
按晶体管的极性可分为锗NPN型晶体管、锗PNP晶体管、硅NPN型晶体管和硅PNP型晶体管。
晶体管基极-发射极间的二极管
对于三极管的理解,可能有同学还不是很理解,下面就用生活中一个很常见的实物类比,这里以NPN型三极管为例进行说明,PNP型三极管类似,只是方向不同而已,结论都适用。
三极管就如同日常使用的水龙头,如下图5所示,三极管的集电极C可以看做水龙头的进水口;发射极E可以看做可以看做水龙头的出水口,基极B可以看做水龙头的开关。
类比三极管的水龙头
在使用水龙头时,转动开关B,当向右转动时,水流会慢慢增大,向右转到比较大位置时,水流比较大,此时开关B无法再向右旋转,即对应三极管的饱和模式;
晶体管因为有三个电极,所以也有三种的使用方式。徐州场效应晶体管
电力晶体管按英文Giant Transistor直译为巨型晶体管,是一种耐高电压、大电流的双极结型晶体管。深圳电力晶体管
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,最上边的栅极(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,最下边是半导体材料(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)。
深圳电力晶体管
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