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電晶體構造與特性 二乙 35 黃浩哲 (運用及分類 (電晶體主要分為兩大類 (雙極性電晶體(BJT) (同時利用半導體中的多數載子及少數載子導通,…
電晶體構造與特性
二乙 35 黃浩哲
運用及分類
電晶體主要分為兩大類
雙極性電晶體(BJT)
同時利用半導體中的多數載子及少數載子導通
是第一個量產的電晶體,是由二種不同接面的二極體組成,其結構可分為二層N型半導體中間夾一層P型半導體的NPN電晶體,以及二層P型半導體中間夾一層N型半導體的PNP電晶體。
會有二個PN接面,分別是基極-射極接面及基極-集極接面,中間隔著一層的半導體,即為基極。
雙極性電晶體也可以設計為受到光照射時導通,因為基極吸收光子會產生光電流,其效應類似基極電流,集極電流一般是光電流的β倍,這類的電晶體一般會在封裝上有一透明窗,稱為光電晶體。
場效應電晶體(FET)
利用電子(N通道FET)或是電洞(P通道FET)導通電流。
都有閘極(gate)、汲極(drain)、源極(source)三個極,若不是結型場效應管,還會有一極,稱為體(body)。
大部份的場效應電晶體中,體(body)會和源極相連。
可以分為兩種
分別是結型場效應管(JFET)
絕緣閘極場效電晶體(IGFET)
電晶體一般都有三個極,其中一極兼任輸入及輸出端子,(B)基極不能做輸出,(C)集極不能做輸入之外,其餘兩個極組成輸入及輸出對。
電晶體之所以如此多用途在於其訊號放大能力,當微細訊號加於其中的一對極時便能控制在另一對極較大的訊號,這特性叫增益。
場效應電晶體的三個極,源極(Source)、閘(柵)極(Gate)和汲極(Drain)。 在閘極與源極之間施加電壓能夠改變源極與汲極之間的阻抗,從而控制源極和汲極之間的電流。
雙極性電晶體的三個極,射極(Emitter)、基極(Base)和集極(Collector); 射極到基極的微小電流,會使得射極到集極之間的阻抗改變,從而改變流經的電流
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)
類型
結構:BJT、JFET、IGFET (MOSFET)、IGBT等。
電極性(正電及負電,類似化學極性):n–p–n及p–n–p(BJT),N通道及P通道(FET)
最大功率額定:可分為低功率、中功率及高功率。
應用:開關、泛用、音頻、高壓等。
增益係數:hfe、βF[8]或gm(跨導)等。
歷史
1925年,加拿大物理學家尤利烏斯·愛德利林費爾德申請場效應電晶體(FET)的專利
1926年,尤利烏斯·愛德利林費爾德也在美國申請專利,但是他沒有發布過相關的文章,而且當時還沒有製作高品質半導體的相關技術。
1934年,德國發明家奧斯卡海爾申請類似裝置的專利。
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電晶體。
和真空管的比較
優點
體積小,重量低,因此有助於電子設備的小型化。
工作電壓低,只要用電池就可以供應。
可透過半導體技術大量的生產。
限制
矽電晶體會老化及失效
固體電子元件在應用時比較容易靜電放電。
心得
這次電子學心智圖老師出這項作業是讓我們電晶體構造與特性,讓我對於電晶體的構造和特性更加了解
早期音譯為穿細絲體,是一種固態半導體元件,可以用於放大、開關、穩壓、訊號調變和許多其他功能。在1947年,由約翰·巴丁、沃爾特·布喇頓和威廉·肖克利所發明。