晶體管

嚴格意義上講，晶體管泛指一切以半導體材料為基礎的單一元件，包括各種半導體材料製成的二極體、三極體、場效應管、可控硅等。晶體管有時多指晶體三極體。

晶體管主要分為兩大類：雙極性晶體管（BJT）和場效應晶體管（FET）。

晶體管有三個極；雙極性晶體管的三個極，分別由N型跟P型組成發射極（Emitter）、基極(Base) 和集電極（Collector），分別是發射極接地（又稱共射放大、CE組態）、基極接地（又稱共基放大、CB組態）和集電極接地（又稱共集放大、CC組態、發射極隨耦器）。

晶體管是一種半導體器件，放大器或電控開關常用。晶體管是規範操作電腦，手機，和所有其 他現代電子電路的基本構建塊。

由於其響應速度快，準確性高，晶體管可用於各種各樣的數字和模擬功能，包括放大，開關，穩壓，信號調製和振蕩器。晶體管可獨立包裝或在一個非常小的的區域，可容納一億或更多的晶體管集成電路的一部分。

1947年12月，美國貝爾實驗室的肖克利、巴丁和布拉頓組成的研究小組，研製出一種點接觸型的鍺晶體管。晶體管的問世，是20世紀的一項重大發明，是微電子革命的先聲。晶體管出現后，人們就能用一個小巧的、消耗功率低的電子器件，來代替體積大、功率消耗大的電子管了。晶體管的發明又為後來集成電路的誕生吹響了號角。 20世紀最初的10年，通信系統已開始應用半導體材料。20世紀上半葉，在無線電愛好者中廣泛流行的礦石收音機，就採用礦石這種半導體材料進行檢波。半導體的電學特性也在電話系統中得到了應用。

晶體管的發明，最早可以追溯到1929年，當時工程師利蓮費爾德就已經取得一種晶體管的專利。但是，限於當時的技術水平，製造這種器件的材料達不到足夠的純度，而使這種晶體管無法製造出來。

由於電子管處理高頻信號的效果不理想，人們就設法改進礦石收音機中所用的礦石觸鬚式檢波器。在這種檢波器里，有一根與礦石（半導體）表面相接觸的金屬絲（像頭髮一樣細且能形成檢波接點），它既能讓信號電流沿一個方向流動，又能阻止信號電流朝相反方向流動。在第二次世界大戰爆發前夕，貝爾實驗室在尋找比早期使用的方鉛礦晶體性能更好的檢波材料時，發現摻有某種極微量雜質的鍺晶體的性能不僅優於礦石晶體，而且在某些方面比電子管整流器還要好。

在第二次世界大戰期間，不少實驗室在有關硅和鍺材料的製造和理論研究方面，也取得了不少成績，這就為晶體管的發明奠定了基礎。

為了克服電子管的局限性，第二次世界大戰結束后，貝爾實驗室加緊了對固體電子器件的基礎研究。肖克萊等人決定集中研究硅、鍺等半導體材料，探討用半導體材料製作放大器件的可能性。

1945年秋天，貝爾實驗室成立了以肖克萊為首的半導體研究小組，成員有布拉頓、巴丁等人。布拉頓早在1929年就開始在這個實驗室工作，長期從事半導體的研究，積累了豐富的經驗。他們經過一系列的實驗和觀察，逐步認識到半導體中電流放大效應產生的原因。布拉頓發現，在鍺片的底面接上電極，在另一面插上細針並通上電流，然後讓另一根細針盡量靠近它，並通上微弱的電流，這樣就會使原來的電流產生很大的變化。微弱電流少量的變化，會對另外的電流產生很大的影響，這就是“放大”作用。

布拉頓等人，還想出有效的辦法，來實現這种放大效應。他們在發射極和基極之間輸入一個弱信號，在集電極和基極之間的輸出端，就放大為一個強信號了。在現代電子產品中，上述晶體三極體的放大效應得到廣泛的應用。

巴丁和布拉頓最初製成的固體器件的放大倍數為50左右。不久之後，他們利用兩個靠得很近(相距0.05毫米)的觸鬚接點，來代替金箔接點，製造了“點接觸型晶體管”。1947年12月，這個世界上最早的實用半導體器件終於問世了，在首次試驗時，它能把音頻信號放大100倍，它的外形比火柴棍短，但要粗一些。

在為這種器件命名時，布拉頓想到它的電阻變換特性，即它是靠一種從“低電阻輸入”到“高電阻輸出”的轉移電流來工作的，於是取名為trans-resistor(轉換電阻)，後來縮寫為transistor，中文譯名就是晶體管。

由於點接觸型晶體管製造工藝複雜，致使許多產品出現故障，它還存在雜訊大、在功率大時難於控制、適用範圍窄等缺點。為了克服這些缺點，肖克萊提出了用一種“整流結”來代替金屬半導體接點的大膽設想。半導體研究小組又提出了這種半導體器件的工作原理。

1950年，第一隻“PN結型晶體管”問世了，它的性能與肖克萊原來設想的完全一致。今天的晶體管，大部分仍是這種PN結型晶體管。(所謂PN結就是P型和N型的結合處。P型多空穴。N型多電子。)

1956年，肖克利、巴丁、布拉頓三人，因發明晶體管同時榮獲諾貝爾物理學獎。

1）真空三極體

1939年2月,Bell實驗室有一個偉大的發現，硅p_n結的誕生。1942年，普渡大學Lark_Horovitz領導的課題組中一個名叫Seymour Benzer的學生，發現鍺單晶具有其它半導體所不具有的優異的整流性能。這兩個發現滿足了美國政府的要求，也為隨後晶體管的發明打下了伏筆。

2）點接觸晶體管

1945年二戰結束,Shockley等發明的點接觸晶體管成為人類微電子革命的先聲。為此,Shockley為Bell遞交了第一個晶體管的專利申請。最終還是獲得了第一個晶體管專利的授權。

3）雙極型與單極型晶體管

Shockley在雙極型晶體管的基礎上，於1952年進一步提出了單極結型晶體管的概念，即今天所說的結型晶體管。其結構與pnp或npn雙極型晶體管類似，但在p_n材料的界面存在一個耗盡層，以使柵極與源漏導電溝道之間形成一個整流接觸。同時兩端的半導體作為柵極。通過柵極調節源漏之間電流的大小。

4）硅晶體管

仙童半導體由一個幾人的公司成長為一個擁有12000個職工的大企業。

5）集成電路

在1954年硅晶體管發明之後，晶體管的巨大應用前景已經越來越明顯。科學家的下一個目標便是如何進一步把晶體管、導線及其它器件高效地連接起來。

6）場效應晶體管與MOS管

1961年,MOS管的誕生。1962年，在RCA器件集成研究組工作的Stanley, Heiman和Hofstein等發現，可以通過擴散與熱氧化在Si基板上形成的導電帶、高阻溝道區以及氧化層絕緣層來構築晶體管，即MOS管。

7）微處理器(CPU)

英特爾公司在創立之初，目光仍然集中在內存條上。Hoff把中央處理器的全部功能集成在一塊晶元上，再加上存儲器；這就是世界上的第一片微處理器—4004(1971年)。4004的誕生標誌著一個時代的開始，隨後英特爾在微處理器的研究中一發不可收拾，獨領風騷。

1989年，英特爾推出了80486處理器。1993年，英特爾研製成功新一代處理器，本來按照慣常的命名規律是80586。1995年英特爾推出Pentium_Pro。1997年英特爾發布了PentiumII處理器。1999年英特爾發布了Pentium III處理器。2000年發布了Pentium 4處理器。

1947年12月16日：威廉·邵克雷（William Shockley）、約翰·巴頓（John Bardeen）和 沃特·布拉頓（Walter Brattain）成功地在貝爾實驗室製造出第一個晶體管。

1950年：威廉·邵克雷開發出雙極晶體管（Bipolar Junction Transistor），這是現在通行的標準的晶體管。

1953年：第一個採用晶體管的商業化設備投入市場，即助聽器。

1954年10月18日：第一台晶體管收音機Regency TR1投入市場，僅包含4隻鍺晶體管。

1961年4月25日：第一個集成電路專利被授予羅伯特·諾伊斯（Robert Noyce）。最初的晶體管對收音機和電話而言已經足夠，但是新的電子設備要求規格更小的晶體管，即集成電路。

1965年：摩爾定律誕生。當時，戈登·摩爾（Gordon Moore）預測，未來一個晶元上的晶體管數量大約每18個月翻一倍(至今依然基本適用)，摩爾定律在Electronics Magazine雜誌一篇文章中公布。

1968年7月：羅伯特·諾伊斯和戈登·摩爾從仙童（Fairchild）半導體公司辭職，創立了一個新的企業，即英特爾公司，英文名Intel為“集成電子設備（integrated electronics）”的縮寫。

1969年：英特爾成功開發出第一個PMOS硅柵晶體管技術。這些晶體管繼續使用傳統的二氧化硅柵介質，但是引入了新的多晶硅柵電極。

1971年：英特爾發布了其第一個微處理器4004。4004規格為1/8英寸 x 1/16英寸，包含僅2000多個晶體管，採用英特爾10微米PMOS技術生產。

1972年，英特爾發布了第一個8位處理器8008。

1978年，英特爾發布了第一款16位處理器8086。含有2.9萬個晶體管。

1978年：英特爾標誌性地把英特爾8088微處理器銷售給IBM新的個人電腦事業部，武裝了IBM新產品IBM PC的中樞大腦。16位8088處理器為8086的改進版，含有2.9萬個晶體 管，運行頻率為5MHz、8MHz和10MHz。8088的成功推動英特爾進入了財富(FORTUNE) 500強企業排名，《財富(FORTUNE)》雜誌將英特爾公司評為“70年代商業奇迹之一（Business Triumphs of the Seventies）”。

1982年：286微處理器(全稱80286，意為“第二代8086”)推出，提出了指令集概念，即現在的x86指令集，可運行為英特爾前一代產品所編寫的所有軟體。286處理器使用了13400個晶體管，運行頻率為6MHz、8MHz、10MHz和12.5MHz。

1985年：英特爾386微處理器問世，含有27.5萬個晶體管，是最初4004晶體管數量的100多倍。386是32位晶元，具備多任務處理能力，即它可在同一時間運行多個程序。

1993年：英特爾·奔騰·處理器問世，含有3百萬個晶體管，採用英特爾0.8微米製程技術生產。

1999年2月：英特爾發布了奔騰·III處理器。奔騰III是1x1正方形硅，含有950萬個晶體管，採用英特爾0.25微米製程技術生產。

2002年1月：英特爾奔騰4處理器推出，高性能桌面台式電腦由此可實現每 秒鐘22億個周期運算。它採用英特爾0.13微米製程技術生產，含有5500萬個晶體管。

2002年8月13日：英特爾透露了90納米製程技術的若干技術突破，包括高性能、低功耗晶體管，應變硅，高速銅質接頭和新型低-k介質材料。這是業內首次在生產中採用應變硅。

2003年3月12日：針對筆記本的英特爾·迅馳·移動技術平台誕生，包括了英特爾最新的移動處理器“英特爾奔騰M處理器”。該處理器基於全新的移動優化微體系架構，採用英特爾0.13微米製程技術生產，包含7700萬個晶體管。

2005年5月26日：英特爾第一個主流雙核處理器“英特爾奔騰D處理器”誕生，含有2.3億個晶體管，採用英特爾領先的90納米製程技術生產。

2006年7月18日：英特爾安騰2雙核處理器發布，採用世界最複雜的產品設計，含有2.7億個晶體管。該處理器採用英特爾90納米製程技術生產。

2006年7月27日：英特爾·酷睿2雙核處理器誕生。該處理器含有2.9億多個 晶體管，採用英特爾65納米製程技術在世界最先進的幾個實驗室生產。

2006年9月26日：英特爾宣布，超過15種45納米製程產品正在開發，面向台式機、筆記本和企業級計算市場，研發代碼Penryn，是從英特爾酷睿微體系架構派生而出。2007年1月8日：為擴大四核PC向主流買家的銷售，英特爾發布了針對桌面電腦的65納米製程英特爾酷睿2四核處理器和另外兩款四核伺服器處理器。英特爾酷睿2四核處理器含有5.8億多個晶體管。

2007年1月29日：英特爾公布採用突破性的晶體管材料即高-k柵介質和金屬柵極。英特爾將採用這些材料在公司下一代處理器——英特爾酷睿2雙核、英特爾酷睿2四核處理器以及英特爾至強系列多核處理器的數以億計的45納米晶體管或微小開關中用來構建絕緣“牆”和開關“門”，研發代碼Penryn。2010年11月，NVIDIA發布全新的GF110核心，含30億個晶體管，採用先進的40納米工藝製造。2011年05月05 日：英特爾成功開發世界首個3D晶體管，稱為tri-Gate。除了英特爾將3D晶體管應用於22納米工藝之後，三星，GlobalFoundries，台積電和台聯電都計劃將類似於Intel的3D晶體管技術應用到14納米節點上。

同電子管相比，晶體管具有諸多優越性：

無論多麼優良的電子管，都將因陰極原子的變化和慢性漏氣而逐漸劣化。由於技術上的原因，晶體管製作之初也存在同樣的問題。隨著材料製作上的進步以及多方面的改善，晶體管的壽命一般比電子管長100到1000倍，稱得起永久性器件的美名。

僅為電子管的十分之一或幾十分之一。它不像電子管那樣需要加熱燈絲以產生自由電子。一台晶體管收音機只要幾節乾電池就可以半年一年地聽下去，這對電子管收音機來說，是難以做到的。

一開機就工作。例如，晶體管收音機一開就響，晶體管電視機一開就很快出現畫面。電子管設備就做不到這一點。開機后，非得等一會兒才聽得到聲音，看得到畫面。顯然，在軍事、測量、記錄等方面，晶體管是非常有優勢的。

比電子管可靠100倍，耐衝擊、耐振動，這都是電子管所無法比擬的。另外，晶體管的體積只有電子管的十分之一到百分之一，放熱很少，可用於設計小型、複雜、可靠的電路。晶體管的製造工藝雖然精密，但工序簡便，有利於提高元器件的安裝密度。

晶體管，本名是半導體三極體，晶體管是半導體三極體中應用最廣泛的器件之一，在電路中用“V”或“VT”（舊文字元號為“Q”、“GB”等）表示。

晶體管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。晶體管實際上是所有現代電器的關鍵活動（active）元件。晶體管在當今社會的重要性主要是因為晶體管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晶體管還在使用，絕大多數的晶體管是和二極體|-{A|zh-cn:二極體；zh-tw:二極體}-，電阻，電容一起被裝配在微晶元（晶元）上以製造完整的電路。

特別是晶體管在軍事計劃和宇宙航行中的威力日益顯露出來以後，為爭奪電子領域的優勢地位，世界各國展開了激烈的競爭。為實現電子設備的小型化，人們不惜成本，紛紛給電子工業以巨大的財政資助。

自從1904年弗萊明發明真空二極體，1906年德福雷斯特發明真空三極體以來，電子學作為一門新興學科迅速發展起來。但是電子學真正突飛猛進的進步，還應該是從晶體管發明以後開始的。尤其是PN結型晶體管的出現，開闢了電子器件的新紀元，引起了一場電子技術的革命。在短短十餘年的時間裡，新興的晶體管工業以不可戰勝的雄心和年輕人那樣無所顧忌的氣勢，迅速取代了電子管工業通過多年奮鬥才取得的地位，一躍成為電子技術領域的排頭兵。

按晶體管使用的半導體材料可分為硅材料晶體管和鍺材料晶體管。按晶體管的極性可分為鍺NPN型晶體管、鍺PNP晶體管、硅NPN型晶體管和硅PNP型晶體管。

晶體管按其結構及製造工藝可分為擴散型晶體管、合金型晶體管和平面型晶體管。

晶體管按電流容量可分為小功率晶體管、中功率晶體管和大功率晶體管。

晶體管按工作頻率可分為低頻晶體管、高頻晶體管和超高頻晶體管等。

晶體管按封裝結構可分為金屬封裝（簡稱金封）晶體管、塑料封裝（簡稱塑封）晶體管、玻璃殼封裝（簡稱玻封）晶體管、表面封裝（片狀）晶體管和陶瓷封裝晶體管等。其封裝外形多種多樣。

晶體管按功能和用途可分為低雜訊放大晶體管、中高頻放大晶體管、低頻放大晶體管、開關晶體管、達林頓晶體管、高反壓晶體管、帶阻晶體管、帶阻尼晶體管、微波晶體管、光敏晶體管和磁敏晶體管等多種類型。

是內部含有兩個PN結，外部通常為三個引出電極的半導體器件。它對電信號有放大和開關等作用，應用十分廣泛。輸入級和輸出級都採用晶體管的邏輯電路，叫做晶體管－晶體管邏輯電路，書刊和實用中都簡稱為TTL電路，它屬於半導體集成電路的一種，其中用得最普遍的是TTL與非門。TTL與非門是將若干個晶體管和電阻元件組成的電路系統集中製造在一塊很小的矽片上，封裝成一個獨立的元件。半導體三極體是電路中應用最廣泛的器件之一，在電路中用“V”或“VT”（舊文字元號為“Q”、“GB”等）表示。

半導體三極體主要分為兩大類：雙極性晶體管（BJT）和場效應晶體管（FET）。晶體管有三個極；雙極性晶體管的三個極，分別由N型跟P型組成發射極（Emitter）、基極 (Base) 和集電極（Collector）；場效應晶體管的三個極，分別是源極（Source）、柵極（Gate）和漏極（Drain）。晶體管因為有三種極性，所以也有三種的使用方式，分別是發射極接地（又稱共射放大、CE組態）、基極接地、集電極接地。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，晶體管在電路中是個很重要的組件，許多精密的組件主要都是由晶體管製成的。

三極體的導通 三極體處於放大狀態還是開關狀態要看給三極體基極加的直流偏 置，隨這個電流變化，三極體工作狀態由截止-線性區-飽和狀態變化而變，如果三極體Ib（直流偏置點）一定時，三極體工作在線性區，此時Ic電流的變化只隨著Ib的交流信號變化，Ib繼續升高，三極體進入飽和狀態，此時三極體的Ic不再變化，三極體將工作在開關狀態。

三極體為開關管使用時工作在飽和狀態1，用放大狀態1表示不是很科學。

請對照三極體手冊的Ib；Ic曲線加以參考我的回答來理解三極體的工作狀態，三極體be結和ce結導通三極體才能正常工作。

如果三極體沒有加直流偏置時，放大電路時輸入的交流正弦信號正半周時，基極對發射極而言是正的，由於發射結加的是反向電壓，此時沒有基極電流和集電極電流，此時集電極電流變化與基極反相，在輸入電壓的負半周，發射極電位對於基極電位為正的，此時由於發射極加的是正向電壓，才有基極和集電極電流通過，此時集電極電流變化與基極同相，在三極體沒有加直流偏置時三極體be結和ce結導通，三極體放大電路將只有半個波輸出將產生嚴重的失真。

晶體管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，汽車和電話等發明相提並論。晶體管實際上是所有現代電器的關鍵活動（active）元件。晶體管在當今社會的重要性，主要是因為晶體管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晶體管還在使用，但是絕大多數的晶體管是和電阻、電容一起被裝配在微晶元（晶元）上以製造完整的電路。模擬的或數字的或者這兩者被集成在同一塊晶元上。設計和開發一個複雜晶元的成本是相當高的，但是當分攤到通常百萬個生產單位上，每個晶元的價格就是最小的。一個邏輯門包含20個晶體管，而2005年一個高級的微處理器使用的晶體管數量達2.89億個。

晶體管的低成本、靈活性和可靠性使得其成為非機械任務的通用器件，例如數字計算。在控制電器和機械方面，晶體管電路也正在取代電機設備，因為它通常是更便宜、更有效地，僅僅使用標準集成電路並編寫計算機程序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。

因為晶體管的低成本和後來的電子計算機、數字化信息的浪潮來到了。由於計算機提供快速的查找、分類和處理數字信息的能力，在信息數字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模擬形式。受到數字化革命影響的領域包括電視、廣播和報紙。

電力晶體管按英文Giant Transistor直譯為巨型晶體管，是一種耐高電壓、大電流的雙極結型晶體管（Bipolar Junction Transistor—BJT），所以有時也稱為Power BJT；其特性有：耐壓高，電流大，開關特性好，但驅動電路複雜，驅動功率大；GTR和普通雙極結型晶體管的工作原理是一樣的。

光晶體管（phototransistor）由雙極型晶體管或場效應晶體管等三端器件構成的光電器件。光在這類器件的有源區內被吸收，產生光生載流子，通過內部電放大機構，產生光電流增益。光晶體管三端工作，故容易實現電控或電同步。光晶體管所用材料通常是砷化鎵（GaAs），主要分為雙極型光晶體管、場效應光晶體管及其相關器件。雙極型光晶體管通常增益很高，但速度不太快，對於GaAs-GaAlAs，放大係數可大於1000，響應時間大於納秒，常用於光探測器，也可用於光放大。場效應光晶體管響應速度快（約為50皮秒），但缺點是光敏面積小，增益小（放大係數可大於10），常用作極高速光探測器。與此相關還有許多其他平面型光電器件，其特點均是速度快（響應時間幾十皮秒）、適於集成。這類器件可望在光電集成中得到應用。

雙極晶體管（bipolar transistor）指在音頻電路中使用得非常普遍的一種晶體管。雙極則源於電流系在兩種半導體材料中流過的關係。雙極晶體管根據工作電壓的極性而可分為NPN型或PNP型。

“雙極”的含義是指其工作時電子和空穴這兩種載流子都同時參與運動。雙極結型晶體管（Bipolar Junction Transistor—BJT）又稱為半導體三極體，它是通過一定的工藝將兩個PN結結合在一起的器件，有PNP和NPN兩種組合結構；外部引出三個極：集電極，發射極和基極，集電極從集電區引出，發射極從發射區引出，基極從基區引出（基區在中間）；BJT有放大作用，重要依靠它的發射極電流能夠通過基區傳輸到達集電區而實現的，為了保證這一傳輸過程，一方面要滿足內部條件，即要求發射區雜質濃度要遠大於基區雜質濃度，同時基區厚度要很小，另一方面要滿足外部條件，即發射結要正向偏置（加正向電壓）、集電結要反偏置；BJT種類很多，按照頻率分，有高頻管，低頻管，按照功率分，有小、中、大功率管，按照半導體材料分，有硅管和鍺管等；其構成的放大電路形式有：共發射極、共基極和共集電極放大電路。

“場效應”的含義是這種晶體管的工作原理是基於半導體的電場效應的。

場效應晶體管（field effect transistor）利用場效應原理工作的晶體管，英文簡稱FET。場效應晶體管又包含兩種主要類型：結型場效應管（Junction FET，縮寫為JFET)和金屬-氧化物半導體場效應管（Metal-Oxide Semiconductor FET，縮寫為MOS-FET）。與BJT不同的是，FET只由一種載流子（多數載流子）參與導電，因此也稱為單極型晶體管。它屬於電壓控制型半導體器件，具有輸入電阻高、雜訊小、功耗低、動態範圍大、易於集成、沒有二次擊穿現象、安全工作區域寬等優點。

場效應就是改變外加垂直於半導體表面上電場的方向或大小，以控制半導體導電層（溝道）中多數載流子的密度或類型。它是由電壓調製溝道中的電流，其工作電流是由半導體中的多數載流子輸運。這類只有一種極性載流子參加導電的晶體管又稱單極型晶體管。與雙極型晶體管相比，場效應晶體管具有輸入阻抗高、雜訊小、極限頻率高、功耗小，製造工藝簡單、溫度特性好等特點，廣泛應用於各种放大電路、數字電路和微波電路等。以硅材料為基礎的金屬0-氧化物-半導體場效應管（MOSFET)和以砷化鎵材料為基礎的肖特基勢壘柵場效應管（MESFET ）是兩種最重要的場效應晶體管，分別為MOS大規模集成電路和MES超高速集成電路的基礎器件。

靜電感應晶體管SIT(Static Induction Transistor)誕生於1970年，實際上是一種結型場效應晶體管。將用於信息處理的小功率SIT器件的橫嚮導電結構改為垂直導電結構，即可製成大功率的SIT器件。SIT是一種多子導電的器 件，其工作頻率與電力MOSFET相當，甚至超過電力MOSFET，而功率容量也比電力MOSFET大，因而適用於高頻大功率場合，目前已在雷達通信設備、超聲波功率放大、脈衝功率放大和高頻感應加熱等某些專業領域獲得了較多的應用。

但是SIT在柵極不加任何信號時是導通的，柵極加負偏壓時關斷，這被稱為正常導通型器件，使用不太方便。此外，SIT通態電阻較大，使得通態損耗也大，因而SIT還未在大多數電力電子設備中得到廣泛應用。

用一個或者少量電子就能記錄信號的晶體管。隨著半導體刻蝕技術和工藝的發展，大規模集成電路的集成度越來越高。以動態隨機存儲器(DRAM)為例，它的集成度差不多以每兩年增加四倍的速度發展，預計單電子晶體管將是最終的目標。目前一般的存儲器每個存儲元包含了20萬個電子，而單電子晶體管每個存儲元只包含了一個或少量電子，因此它將大大降低功耗，提高集成電路的集成度。1989年斯各特(J.H. F.Scott-Thomas)等人在實驗上發現了庫侖阻塞現象。在調製摻雜異質結界面形成的二維電子氣上面，製作一個面積很小的金屬電極，使得在二維電子氣中形成一個量子點，它只能容納少量的電子，也就是它的電容很小，小於一個？F (10~15法拉)。當外加電壓時，如果電壓變化引起量子點中電荷變化量不到一個電子的電荷，則將沒有電流通過。直到電壓增大到能引起一個電子電荷的變化時，才有電流通過。因此電流-電壓關係不是通常的直線關係，而是台階形的。這個實驗在歷史上第一次實現了用人工控制一個電子的運動，為製造單電子晶體管提供了實驗依據。為了提高單電子晶體管的工作溫度，必須使量子點的尺寸小於10納米，目前世界各實驗室都在想各種辦法解決這個問題。有些實驗室宣稱已制出室溫下工作的單電子晶體管，觀察到由電子輸運形成的台階型電流——電壓曲線，但離實用還有相當的距離。

絕緣柵雙極晶體管（Insulate-Gate Bipolar Transistor—IGBT）綜合了電力晶體管（Giant Transistor—GTR）和電力場效應晶體管（Power MOSFET）的優點，具有良好的特性，應用領域很廣泛；IGBT也是三端器件：柵極，集電極和發射極。

晶體管的主要參數有電流放大係數、耗散功率、頻率特性、集電極最大電流、最大反向電壓、反向電流等。

直流電流放大係數也稱靜態電流放大係數或直流放大倍數，是指在靜態無變化信號輸入時，晶體管集電極電流IC與基極電流IB的比值，一般用hFE或β表示。

交流放大倍數，也即交流電流放大係數、動態電流放大係數，是指在交流狀態下，晶體管集電極電流變化量△IC與基極電流變化量△IB的比值，一般用hfe或β表示。

hFE或β既有區別又關係密切，兩個參數值在低頻時較接近，在高頻時有一些差異。

耗散功率也稱集電極最大允許耗散功率PCM，是指晶體管參數變化不超過規定允許值時的最大集電極耗散功率。

耗散功率與晶體管的最高允許結溫和集電極最大電流有密切關係。晶體管在使用時，其實際功耗不允許超過PCM值，否則會造成晶體管因過載而損壞。

通常將耗散功率PCM小於1W的晶體管稱為小功率晶體管，PCM等於或大於1W、小於5W的晶體管被稱為中功率晶體管，將PCM等於或大於5W的晶體管稱為大功率晶體管。

特徵頻率fT　晶體管的工作頻率超過截止頻率fβ或fα時，其電流放大係數β值將隨著頻率的升高而下降。特徵頻率是指β值降為1時晶體管的工作頻率。

通常將特徵頻率fT小於或等於3MHZ的晶體管稱為低頻管，將fT大於或等於30MHZ的晶體管稱為高頻管，將fT大於3MHZ、小於30MHZ的晶體管稱為中頻管。

最高振蕩頻率是指晶體管的功率增益降為1時所對應的頻率。

通常，高頻晶體管的最高振蕩頻率低於共基極截止頻率fα，而特徵頻率fT則高於共基極截止頻率fα、低於共集電極截止頻率fβ。

集電極最大電流（ICM）是指晶體管集電極所允許通過的最大電流。當晶體管的集電極電流IC超過ICM時，晶體管的β值等參數將發生明顯變化，影響其正常工作，甚至還會損壞。

最大反向電壓是指晶體管在工作時所允許施加的最高工作電壓。它包括集電極—發射極反向擊穿電壓、集電極—基極反向擊穿電壓和發射極—基極反向擊穿電壓。

集電極——集電極反向擊穿電壓

該電壓是指當晶體管基極開路時，其集電極與發射極之間的最大允許反向電壓，一般用VCEO或BVCEO表示。

基極—— 基極反向擊穿電壓

該電壓是指當晶體管發射極開路時，其集電極與基極之間的最大允許反向電壓，用VCBO或BVCBO表示。

發射極——發射極反向擊穿電壓

該電壓是指當晶體管的集電極開路時，其發射極與基極與之間的最大允許反向電壓，用VEBO或BVEBO表示。

集電極——基極之間的反向電流ICBO

ICBO也稱集電結反向漏電電流，是指當晶體管的發射極開路時，集電極與基極之間的反向電流。ICBO對溫度較敏感，該值越小，說明晶體管的溫度特性越好。

集電極——發射極之間的反向擊穿電流ICEO　ICEO是指當晶體管的基極開路時，其集電極與發射極之間的反向漏電電流，也稱穿透電流。此電流值越小，說明晶體管的性能越好。

控制大功率

現在的功率晶體管能控制數百千瓦的功率，使用功率晶體管作為開關有很多優點，主要是；

(1)容易關斷，所需要的輔助元器件少，

(2)開關迅速，能在很高的頻率下工作，

(3)可得到的器件耐壓範圍從100V到700V，應有盡有．

幾年前，晶體管的開關能力還小於10kW。目前，它已能控制高達數百千瓦的功率。這主要歸功於物理學家、技術人員和電路設計人員的共同努力，改進了功率晶體管的性能。如

(1)開關晶體管有效晶元面積的增加，

(2)技術上的簡化，

(3)晶體管的複合——達林頓，

(4)用於大功率開關的基極驅動技術的進步。、

直接工作在整流380V市電上的晶體管功率開關

晶體管複合(達林頓)和並聯都是有效地增加晶體管開關能力的方法。

在這樣的大功率電路中，存在的主要問題是布線。很高的開關速度能在很短的連接線上產生相當高的干擾電壓。

簡單和優化的基極驅動造就的高性能

今日的基極驅動電路不僅驅動功率晶體管，還保護功率晶體管，稱之為“非集中保護” (和集中保護對照)。集成驅動電路的功能包括：

(1)開通和關斷功率開關；

(2)監控輔助電源電壓；

(3)限制最大和最小脈衝寬度；

(4)熱保護；

(5)監控開關的飽和壓降。

2010年早些時候，三星公司曾宣布完成了30nm製程2Gb密度DDR3內存晶元的開發工作，而最近（7月）他們則宣布這款晶元產品已經進入批量生產階段。

據Intel工程師透露，首款採用22nm製程的CPU預計將在2011年出現。在2009年2月，Intel發布了新一代採用32nm製程的Westmere核心處理器，也就是第二代Nehalem架構處理器。而到了2010年全新的Sandy Bridge核心將在32nm製程工藝的幫助下實現8核心的設計。

2007年11月，英特爾共發布了16款Penryn處理器，主要面向伺服器和高端PC。這些產品採用了更先進的45納米生產工藝，其中最複雜的一款擁有8.2億個晶體管。英特爾上一代產品主要採用65納米生產工藝，最複雜的一款處理器擁有5.82億個晶體管。

IBM將於12月在舊金山國際電子設備大會上介紹新晶體管設計方案的詳細內容，並於2005～2006年投入生產，其210GHz晶體管已於2001年6月推出，相關晶元在2003年末或2004年初上市。

專家認為每個晶體管最低價格底線出現在2003～2005年，從經濟觀點看，沒有必要把晶體管做得更小了。

到2005年，晶元所含晶體管數將高達幾十億隻，頻率也將高達幾千兆赫。

預計在2005年將推出採用全新的TeraHertz晶體管架構的產品。

到2005年晶元上集成2億個晶體管時就會熱得像“核反應堆”進入2010年時晶元的溫度就會達到火箭發射時高溫氣體噴嘴的溫度水平，而到2015年晶元就會與太陽的表面一樣灼熱。

預計至2004年，Intel將可推出在新的直徑為300毫米（約12英寸）的晶圓片（晶圓片尺寸一般十年翻一番）上能夠刻出容納5億個晶體管的晶元。

例如，2004年投入應用的90nm藝，其中半節距為90nm，而晶體管的物理柵長為37nm

2004年業界已採用超薄SOI晶圓推出0.1μm1億個晶體管的高速CMOS電路。

2003年使用的90nm工藝又有了一些變化，同樣除了線長和門長度的縮短以外，應變硅 Strainedsi）被首次引入了晶體管中以解決晶 體管內部電流通路問題。

據統計，2003年單位晶元的晶體管數目與1963年相比增加了10億倍。

Barton：在2002年下半年，AMD將會發布應用SOI（硅連接）晶體管結構的Barton內核處理器。

2002年9月15日在美國矽谷舉辦的微處理器論壇上，世界晶元業霸主、美國英特爾公司表示，該公司將在2007年推出集成10億個晶體管和運行速度高達6GHz電腦晶元，讓世界晶元進入10億晶體管時代，同時證明摩爾定律這棵發明理論之樹常青。

2002年5月，IBM開發出速度遠超過現在最先進的硅晶體管的碳納米晶體管，實用化進程再次加速。

而在2001年年底到2002年年初的這段時間裡，英特爾公司的產品線將全部轉移到0.13微米封裝工藝，所採用的晶體管製造技術為70納米。

2001年9月25日，投資金額14．8億美元的中芯國際集成電路製造（上海）有限公司，在上海張江高新科技園區舉行了“中芯第一芯”投產慶典，慶祝第一片8英寸、0．25微米以下線寬（指晶元上晶體管之間的距離，越短則同一個晶元上可排列的晶體管越多，技術水平越高）的晶元上線生產。

2001年，貝爾實驗室發明了世界上第一個分子級晶體管，從而成為繼1947年發明，標誌著通信和技術新時代到來的晶體管之後的又一個科學里程碑。

2001年7月18日，青島晶體管實驗所開島城科研院所改制之先河：130名職工出資100萬元將其買斷，斯時，這個實驗所在國有體制下經營了35年。

2001年6月，IBM宣布單個硅鍺晶體管的工作頻率達到210GHz，工作電流1mA，比上一代硅鍺晶體管速度提高了80%，功耗降低了50%。

2001年，Avouris等人利用此法製造成功了世界上第一列碳納米管晶體管1451。

2001年4月，IBM公司宣布世界上第一個碳納米材料晶體管陣列，從而使“分子計算機”的理想開始走向現實。

2000年英特爾公司推出“奔騰4”處理器，運行速度高達1.5GHz，集成的晶體管數量高達4200萬，每秒運算量高達15億次。

2000年 11月，容納4200萬個晶體管的奔騰4處理器的誕生，其卓越的創新使處理器技術跨入了第7代。

2000年 12月，英特爾公司率先在業界開發出柵極長度為30nm的單晶體管；2001年6月，英特爾又將這一紀錄提高到20nm；同年 11月 26日，英特爾宣布已開發出柵極長度僅為15nm的新型晶體管，同時單個晶體管的實際工作頻率已經能達到2．63THz。

到了2000年，每個設計工程師進行新設計時的生產率為2683個晶體管/周，而採用IP進行設計其生產率約為30000個晶體管/周，效率提高非常明顯，可以說IP重用是重要的生產力要素。

同時，毫米波功率晶體管可能在2000年前後轉到小批量的試製生產。

預計到2000年左右，全球將有1GDRAM和可包含500億隻晶體管的單片系統問。

2000年初，美國貝爾實驗室開發出50 nm向晶體管，該晶體管建在晶元表面，電流垂直流動，在晶體管的兩個相對的面各有一個門，從而提高了運算速度。

例如，2000年中國從馬來西亞進口的28.8億美元的機電產品中，一半以上是顯像管、晶體管和集成電路。

1999年初 全國各高空台站開始使用晶體管回答器。

1998年，國際商用機器公司托馬斯·沃特森研究中心的費宗·阿武里斯和荷蘭德爾夫特科技大學的塞斯·德克爾證實，單個碳納米管具有晶體管功用。

自從1998年碳納米管應用於製作室溫下場效應 晶體管以來，對碳納米管製作納米尺度的分子器件的研究得到了長足的發展。

據1998年2月26日《科技日報》的報導，美國桑迪亞國家實驗室根據量子物理的基本原理製造出量子晶體管樣管，較好地解決了批量生產的工藝問題。

1998年3月 英特爾公司製成包含 7 0 2億個晶體管的集成電路晶元 這表明集成度這一微電子技術的重要指標 在不到 40年內便提高了7000萬倍。

1997年，包含750萬個晶體管的奔騰 處理器面世。

1997年，Intel推出了包含750萬個晶體管的奔騰 處理器，這款新產品集成了IntelMMX媒體增強技術，專門為高效處理視頻、音頻和圖形數據而設計。

在1997年，每個設計工程師進行新設計時的生產率為1100個晶體管/周，而採用IP模塊進行設計的生產率為2100個晶體管/周。

我們試製了具有較高輸入阻抗的晶體管放大器，1997年7月29日在主站端試用，結果激活了至周浜站的通道，連續數天的通信不中斷。

微處理器技術另一個突破是晶元製造技術的革新，IBM於1997年9月22日宣布了用銅代替鋁製造晶體管的新工藝，使電子線路體積更小，從而速度更快，效能更高。

1997年9月IBM公司宣布研製成功種銅鶩代鋁製作晶體管的新生產工藝。

自1997年起經過各廠家、用戶等有關部門的共同努力，目前全國絕大部分省局已經使用晶體管回答器。

1995年底開鮮的晶體管構造計劃，於1996年6月，第一批產靛經測試是非常成功的。

1995年該廠上了兩台單倉式晶體管高壓靜電除塵器，用在成品兩桌球磨機上。

1995年11月9日首先對其中一台晶體管勵磁裝置進行改造。

如索尼公司1995年掌握了晶體管方面的核心專長，生產出第一代晶體管收音機，體積小，每台標價僅29.95美元，做到了價廉物美，迅速佔領了世界市場。

1994年初美國LSI公司研製成功集成度達900萬個晶體管的邏輯晶元，0.5μm3V

日本松下公司最早用SMT製作10nm質量硅量子線，1994年在瑞士召開的國際納米工程會議上，首次展示用STM探針製作的晶體管單元電路。

磁敏三極體

磁敏三極體由鍺材料或硅材料製成。圖是磁敏三極體的結構圖。它是在高阻半導體材料i上製成N+-i－N+結構，在發射區的一側用噴砂等方法破壞一層晶格，形成載流子高複合區r。元件採用平板結構，發射區和集電區設置在它的上、下表面。

判別基極和管子的類型

選用歐姆檔的R*100（或R*1K）檔，先用紅表筆接一個管腳，黑表筆接另一個管腳，可測出兩個電阻值，然後再用紅表筆接另一個管腳，重複上述步驟，又測得一組電阻值，這樣測3次，其中有一組兩個阻值都很小的，對應測得這組值的紅表筆接的為基極，且管子是PNP型的；反之，若用黑表筆接一個管腳，重複上述做法，若測得兩個阻值都小，對應黑表筆為基極，且管子是NPN型的。

判別集電極

因為三極體發射極和集電極正確連接時β大（錶針擺動幅度大），反接時β就小得多。因此，先假設一個集電極，用歐姆檔連接，（對NPN型管，發射極接黑表筆，集電極接紅表筆）。測量時，用手捏住基極和假設的集電極，兩極不能接觸，若指針擺動幅度大，而把兩極對調后指針擺動小，則說明假設是正確的，從而確定集電極和發射極。

電流放大係數β的估算

選用歐姆檔的R*100（或R*1K）檔，對NPN型管，紅表筆接發射極，黑表筆接集電極，測量時，只要比較用手捏住基極和集電極（兩極不能接觸），和把手放開兩種情況小指針擺動的大小，擺動越大，β值越高。

電路中的晶體管主要有晶體二極體、晶體三極體、可控硅和場效應管等等，其中最常用的是三極體和二極體，如何正確地判斷二、三極體的好壞等是學維修關鍵之一。

1晶體二極體：首先我們要知道該二極體是硅管還是鍺管的，鍺管的正向壓降一般為0.1伏～0.3伏之間，而硅管一般為0.6伏～0.7伏之間。測量方法為：用兩隻萬用表測量，當一隻萬用表測量其正向電阻的同時用另外一隻萬用表測量它的管壓降。最後可根據其管壓降的數值來判斷是鍺管還是硅管。硅管可用萬用表的R×1K擋來測量，鍺管可用R×100擋來測。一般來說，所測的二極體的正反向電阻兩者相差越懸殊越好。一般如正向電阻為幾百到幾千歐，反向電阻為幾十千歐以上，就可初步斷定這個二極體是好的。同時可判定二極體的正負極，當測得的阻值為幾百歐或幾千歐時，為二極體的正向電阻，這時負表筆所接的為負極，正表筆所接的為正極。另外，如果正反向電阻為無窮大，表示其內部斷線；正反向電阻一樣大，這樣的二極體也有問題；正反向電阻都為零表示已短路。

2晶體三極體：晶體三極體主要起放大作用，那麼如何來判測三極體的放大能力呢？其方法是：將萬用表調到R×100擋或R×1K擋，當測NPN型管時，正表筆接發射極，負表筆接集電極，測出的阻值一般應為幾千歐以上；然後在基極和集電極之間串接一個100千歐的電阻，這時萬用表所測的阻值應明顯的減少，變化越大，說明該三極體的放大能力越強，如果變化很小或根本沒有變化，那就說明該三極體沒有放大能力或放大能力很弱。

電極的判斷方法

測量的鍺管用R*100檔，硅管用R*1k檔，先固定紅表筆與任意一支腳接觸，黑表筆分別對其餘兩支腳測量。看能否找到兩個小電阻，若不能再把紅表筆移向其他的腳繼續測量照顧到兩個小電阻為止，若固定紅線找不到兩個小電阻，可固定黑表筆繼續查找。

當找到兩個小電阻后，所固定的一支表筆所用的為基極。若固定的表筆為黑筆，則三極體為NPN型，若固定的為紅筆，則該管為PNP。

A 判斷ce極電阻法

用萬用表測量除基極為的兩極的電阻，交換表筆測兩次，如果是鍺管，所測電阻較小的一次為準，如果是硅管，所測電阻較大的一次為準，若為PNP型，測黑表筆所接的為發射極，紅表筆接的是集電極，若為NPN型，測黑表筆所接的為集電極，紅表筆接的是發射極。

B PN結正向電阻法

分別測兩PN結的正向電阻，較大的為發射極，較小的為集電極。

C 放大係數法

用萬用表的兩支表筆與基極除外的兩支腳接觸，若為PNP，接紅表筆的為集電極；若為NPN，則用手指接觸基極與紅筆所接的那一極看指針擺動的情況，然後交換表筆測一次，以指針擺動幅度大的一次為準，這時，接黑表筆的為集電極。

注意：模擬表和數字錶的區別，模擬表的紅表筆接的是電源的負極，而數字錶相反。

1.普通達林頓管的檢測

普通達林頓管內部由兩隻或多隻晶體管的集電極連接在一起複合而成，其基極b 與發射極e之間包含多個發射結。檢測時可使用萬用表的R×1 kΩ或R×10 kΩ檔來測量。

測量達林頓管各電極之間的正、反向電阻值。正常時，集電極c與基極b之間的正向電阻值(測NPN 管時，黑表筆接基極b;測PNP 管時，黑表筆接集電極c)與普通硅晶體管集電結的正向電阻值相近，為3～10 kΩ，反向電阻值為無窮大。而發射極e與基極b之間的正向電阻值(測NPN 管時，黑表筆接基極b;測PNP 管時，黑表筆接發射極e)是集電極c與基極b之間正向電阻值的2～3 倍，反向電阻值為無窮大。集電極c與發射極e之間的正、反向電阻值均應接近無窮大。若測得達林頓管的c、e極間的正、反向電阻值或b、e極、b、c極之間的正、反向電阻值均接近0，則說明該管已擊穿損壞。若測得達林頓管的b、e極b、c極之間的正、反向電阻值為無窮大，則說明該管已開路損壞。

2.大功率達林頓管的檢測

大功率達林頓在普通達林頓管的基礎上增加了由續流二極體和泄放電阻組成的保護電路，在測量時應注意這些元器件對測量數據的影響。

用萬用表R×1 kΩ 或R×10 kΩ 檔，測量達林頓管集電結(集電極c與基極b之間)的正、反向電阻值。正常時，正向電阻值(NPN 管的基極接黑表筆時)應較小，為1～10 kΩ，反向電阻值應接近無窮大。若測得集電結的正、反向電阻值均很小或均為無窮大，則說明該管已擊穿短路或開路損壞。

用萬用表R×100 Ω 檔，測量達林頓管發射極e與基極b之間的正、反向電阻值，正常值均為幾百歐姆至幾千歐姆(具體數據根據b、e極之間兩隻電阻器的阻值不同而有所差異。例如：BU932R、MJ10025 等型號大功率達林頓管b、e極之間的正、反向電阻值均為600 Ω左右)，若測得阻值為0 或為無窮大，則說明被測管已損壞。

用萬用表R×l kΩ或R×10 kΩ檔，測量達林頓管發射極e與集電極c之間的正、反向電阻值。正常時，正向電阻值(測NPN 管時，黑表筆接發射極e，紅表筆接集電極c;測PNP 管時，黑表筆接集電極c，紅表筆接發射極e)應為5～15 kΩ(BU932R 為7 kΩ)，反向電阻值應為無窮大，否則是該管的c、e極(或二極體)擊穿或開路損壞。

北京時間2010年5月26日消息 據物理學家組織網報道，美國與澳大利亞科學家成功製造出世界上最小的晶體管——由7個原子在單晶硅表面構成的一個“量子點”，標誌著我們向計算能力的新時代邁出了重要一步。量子點（quantum dot）是納米大小的發光晶體，有時也被稱為“人造原子”。雖然這個量子點非常小，長度只有十億分之四米，但卻是一台功能健全的電子設備，也是世界上第一台用原子故意造出來的電子設備。它不僅能用於調節和控制像商業晶體管這樣的設備的電流，而且標誌著我們向原子刻度小型化和超高速、超強大電腦新時代邁出的重要一步。

澳大利亞新南威爾士大學量子電腦技術中心（CQCT）和美國威斯康星大學麥迪遜分校研究人員組成的一個聯合小組在最新一期的《自然—納米技術》（Nature Nanotechnology）雜誌上詳細描述了這一發現。參與這項研究的量子電腦技術中心主任米歇爾·西蒙斯（Michelle Simmons）教授說：“這項成就的重要性在於，我們不是令原子活動或是在顯微鏡下觀測原子，而是操縱單個原子，以原子精度將其置於表面，以製造能工作的電子設備。”

“澳大利亞研究小組已可以完全利用晶體硅製造電子設備，我們在晶體硅上面用磷原子替換了7個硅原子，並達到了驚人的精確度。這是重大的科技成就，是表明製造‘終極電腦’（用硅原子製造的量子電腦）可行性的關鍵一步。”將原子置於某個物體表面的技術——掃描隧穿顯微鏡——已問世二十年之久。在此之前，沒人能利用該技術去製造原子精度的電子設備，然後令其處理來自微觀世界的電子輸入。

西蒙斯教授說：“電子設備究竟能有多小？我們正在驗證它的極限。澳大利亞的第一台電腦在1949年上市，它佔據了整個房間，你只能用手拿著零部件。今天，你可以將電腦放在手掌上，許多零部件的直徑甚至只是一根頭髮直徑的千分之一。”

“現在我們已經展示了世界上第一台用硅材料在原子刻度下系統性製造的電子設備。這不僅對電腦用戶具有特別的意義，對所有澳大利亞人來說都極為重要。過去50年來，電子設備小型化一直是驅動全球經濟生產率快速增長的關鍵因素。我們的研究表明，這個進程仍可以繼續。”

美澳聯合研究小組的主要目標是用硅原子製造量子電腦，澳大利亞人在該領域擁有獨一無二的人力資源，同時處於世界領先地位。這台新電子裝置表明，實現設備在原子刻度下製造和測量的技術已經開始來臨。

目前，商業晶體管閘極（transistor gate，該裝置可令晶體管充當電流的放大器或開關）的長度約為40納米（1納米相當於十億分之一米），量子電腦技術中心的研究團隊正在開發長度僅為0.4納米的設備。

西蒙斯教授指出，20年前，唐·艾格勒（Don Eigler）和埃哈德·施魏策爾（Erhard Schweizer）在IBM公司的阿爾馬登研究中心，用氙原子造出了IBM公司的標識，這也是當時世界上最小的標識。二人利用一台掃描隧穿顯微鏡，將35個氙原子置於鎳表面，拼出了“IBM”三個字母。

艾格勒和施魏策爾的研究論文發表於《自然》雜誌上，他們寫道：“設備小型化的基本原理是顯而易見的”。二人還在論文中多次提出警告，並在最後總結說：“原子刻度的邏輯電路和其他設備的前景距離我們有些遙遠。”西蒙斯教授說：“當時看似遙遠的事情如今變成了現實。我們利用這種顯微鏡不僅可以觀測或熟練操作原子，還能用7個原子製造原子精度的設備，令其在真實的環境中工作。”

英特爾公司2011年5月4日宣布，已開發出可投入大規模生產的三維結構晶體管，採用新型晶體管的晶元在能耗降低的同時，其性能有望得到大幅提升。

英特爾當天還展示了代號為“常春藤橋”的22納米微處理器，並計劃今年年底前完成批量生產該微處理器的準備工作。英特爾說，它將是首款採用新型三維晶體管的量產晶元。與目前在電腦等產品中得到廣泛應用的二維晶體管相比，三維晶體管在技術上有突破之處。英特爾介紹說，其研究人員在2002年發明了“三柵”結構的三維晶體管。經過隨後多年的研發，這一新型晶體管終於進入可大規模生產階段。該公司解釋說，與摩天大樓通過向空中拓展而優化利用城市有限空間類似，三維晶體管由於比二維晶體管多出一個垂直結構，使得晶元中的晶體管能被更緊密地封裝。英特爾提供的數據顯示，與該公司的32納米晶元中採用的二維晶體管相比，三維晶體管在低電壓下性能可提高37%，完成同樣工作的能耗可降低一半。英特爾的專家說，這些優點意味著新型晶體管非常適合用於小型手持裝置，有望進一步提高現有裝置的智能化程度，並使設計和開發其他全新裝置成為可能。

三柵晶體管與傳統晶體管原理介紹視頻，由英特爾製程架構及集成部高級經理Mark T.bohr介紹，借用優酷視頻平台觀看。

無論是專業無線電維修人員。還是業餘無線電愛好者，在工作中都會碰到晶體管置換問題。如果掌握了晶體管的代換原則，往往能使維修工作事半功倍，提高維修效率。晶體管的置換原則可概括為三條：即類型相同、特性相近、外形相似。

一、類型相同

1．材料相同。即鍺管置換鍺管，硅管置換硅管。

2．極性相同。即npn型管置換npn型管，pnp型管置換pnp型管。

二、特性相近

用於置換的晶體管應與原晶體管的特性相近，它們的主要參數值及特性曲線應相差不多。晶體管的主要參數近20個，要求所有這些參數都相近，不但困難，而且沒有必要。一般來說，只要下述主要參數相近，即可滿足置換要求。

1．集電板最大直流耗散功率(pcm)

一般要求用pcm與原管相等或較大的晶體管進行置換。但經過計算或測試，如果原晶體管在整機電路中實際直流耗散功率遠小於其pcm，則可以用pcm較小的晶體管置換。

2．集電極最大允許直流電流(icm)

一般要求用icm與原管相等或較大的晶體管進行置換。

3．擊穿電壓

用於置換的晶體管，必須能夠在整機中安全地承受最高工作電壓；

來源：輸配電設備網

4．頻率特性

晶體管頻率特性參數，常用的有以下2個：

(1)特徵頻率ft：它是指在測試頻率足夠高時，使晶體管共發射極電流放大係數時的頻率。

(2)截止頻率fb：

在置換晶體管時，主要考慮ft與fb。通常要求用於置換的晶體管，其ft與fb，應不小於原晶體管對應的ft與fb。

5。其他參數

除以上主要參數外，對於一些特殊的晶體管，在置換時還應考慮以下參數：

(1)對於低雜訊晶體管，在置換時應當用雜訊係數較小或相等的晶體管。

(2)對於具有自動增益控制性能的晶體管，在置換時應當用自動增益控制特性相同的晶體管。

(3)對於開關管，在置換時還要考慮其開關參數。

三、外形相似

小功率晶體管一般外形均相似，只要各個電極引出線標誌明確，且引出線排列順序與待換管一致，即可進行更換。大功率晶體管的外形差異較大，置換時應選擇外形相似、安裝尺寸相同的晶體管，以便安裝和保持正常的散熱條件。