|||
硅锗莹莹,如银似玉,
导体绝缘两不拒。
阴成概因爱磷铋,阳生只为钟硼铝。
夹心饼,阴阳焙,三极娶。
奔放电流中遇抵,通断大权谁赋予?
加电基极阀门举。
控闸微电翩跹舞,洪流效步同频拟。
电波臣,进制虏,身相许。
1947年12月16日,威廉·邵克雷(William Shockley)、约翰·巴顿(John Bardeen)和沃特·布拉顿(Walter Brattain)成功地在贝尔实验室制造出第一个晶体管(半导体三极管),并于1956 年被授予诺贝尔奖。单词晶体管transistor是“跨导”(translator)和“可变电阻器”(sistor)的合成词。
晶体指的是高纯度的半导体材料如硅和锗,所谓的半导体指的是它们的导电性介于导体和绝缘体之间,但添加某些元素杂质后,导电性出现了新的变化。例如由单晶硅通过特殊工艺掺入少量的3价元素如硼和铝,就会在半导体内部形成带正电的空穴,叫做P型半导体(P指positive,带正电的);假如5价元素如锑、磷或铋等就变成了带负电的N型半导体(N指negative,带负电的)。晶体管就是将P型和N型半导体象三明治一样结合在一起,可以是P型在两端夹着N型,叫PNP,也可以是NPN。
以PNP为例,中间N极也叫基极(B),就像一个可控的阀门。在两端的P极分表叫发射极(E)和集电极(C)。假如在发射级加一个较大的电流,集电极并不能接收到,因为此时基极处于关闭状态,如果在基极加一个微弱的电流,其就会处于导电状态,导电率随着输入的微电流的变化而变化,所以在集电极收到的电流也会随着微电流的变化而变化,变化的频率是一样的,但由于其电流本来就要比基极的输入电流的振幅强得多,所以看起来基极的微弱电流就像被“放大”了一样。首款晶体管收音机内置有四个晶体管,将微弱的无线电信号放大成人耳能听见的音频信号。
晶体管还可以做成一个个微型的“通断开关”,代表0、1用于电脑的二进制运算,电脑芯片其实就是一大推晶体管集成在一块芯片上,英特尔研制出的第一款计算机芯片内置了2,300个晶体管,而2015年英特尔发布了第五代酷睿处理器系列,采用最先进的14nm 3D技术,集成了19亿个晶体管!
Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )
GMT+8, 2024-10-19 21:34
Powered by ScienceNet.cn
Copyright © 2007- 中国科学报社