2016年，勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)團(tuán)隊(duì)打破了物理極限，將現(xiàn)有的最精尖的晶體管制程從14nm縮減到了1nm，完成了計(jì)算技術(shù)界的一大突破。

　　嚴(yán)格意義上講，晶體管泛指一切以半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ)的單一元件，包括各種半導(dǎo)體材料制成的二極管、三極管、場效應(yīng)管、可控硅等。晶體管有時(shí)多指晶體三極管。

　　晶體管主要分為兩大類：雙極性晶體管(BJT)和場效應(yīng)晶體管(FET)。

　　晶體管有三個(gè)極;雙極性晶體管的三個(gè)極，分別由N型跟P型組成發(fā)射極(Emitter)、基極(Base) 和集電極(Collector);場效應(yīng)晶體管的三個(gè)極，分別是源極(Source)、柵極(Gate)和漏極(Drain)。

　　晶體管因?yàn)橛腥N極性，所以也有三種的使用方式，分別是發(fā)射極接地(又稱共射放大、CE組態(tài))、基極接地(又稱共基放大、CB組態(tài))和集電極接地(又稱共集放大、CC組態(tài)、發(fā)射極隨耦器)，。

　　簡述

　　晶體管是一種半導(dǎo)體器件，放大器或電控開關(guān)常用。晶體管是規(guī)范操作電腦，手機(jī)，和所有其英特爾3D晶體管技術(shù)

　　他現(xiàn)代電子電路的基本構(gòu)建塊。

　　由于其響應(yīng)速度快，準(zhǔn)確性高，晶體管可用于各種各樣的數(shù)字和模擬功能，包括放大，開關(guān)，穩(wěn)壓，信號(hào)調(diào)制和振蕩器。晶體管可獨(dú)立包裝或在一個(gè)非常小的的區(qū)域，可容納一億或更多的晶體管集成電路的一部分。

　　晶體管分類

　　材料

　　按晶體管使用的半導(dǎo)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。

　　工藝

　　晶體管按其結(jié)構(gòu)及制造工藝可分為擴(kuò)散型晶體管、合金型晶體管和平面型晶體管。

　　電流容量

　　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。

　　工作頻率

　　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。

　　封裝結(jié)構(gòu)

　　晶體管按封裝結(jié)構(gòu)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。

　　按功能和用途

　　晶體管按功能和用途可分為低噪聲放大晶體管、中高頻放大晶體管、低頻放大晶體管、開關(guān)晶體管、達(dá)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。

　　晶體管種類

　　半導(dǎo)體三極管

　　是內(nèi)部含有兩個(gè)PN結(jié)，外部通常為三個(gè)引出電極的半導(dǎo)體器件。它對電信號(hào)有放大和開關(guān)等作用，應(yīng)用十分廣泛。輸入級和輸出級都采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(shí)用中都簡稱為TTL電路，它屬于半導(dǎo)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(gè)晶體管和電阻元件組成的電路系統(tǒng)集中制造在一塊很小的硅片上，封裝成一個(gè)獨(dú)立的元件。半導(dǎo)體三極管是電路中應(yīng)用最廣泛的器件之一，在電路中用“V”或“VT”(舊文字符號(hào)為“Q”、“GB”等)表示。

　　半導(dǎo)體三極管主要分為兩大類：雙極性晶體管(BJT)和場效應(yīng)晶體管(FET)。晶體管有三個(gè)極;雙極性晶體管的三個(gè)極，分別由N型跟P型組成發(fā)射極(Emitter)、基極 (Base) 和集電極(Collector);場效應(yīng)晶體管的三個(gè)極，分別是源極(Source)、柵極(Gate)和漏極(Drain)。晶體管因?yàn)橛腥N極性，所以也有三種的使用方式，分別是發(fā)射極接地(又稱共射放大、CE組態(tài))、基極接地、集電極接地。最常用的用途應(yīng)該是屬于訊號(hào)放大這一方面，其次是阻抗匹配、訊號(hào)轉(zhuǎn)換……等，晶體管在電路中是個(gè)很重要的組件，許多精密的組件主要都是由晶體管制成的。

　　三極管的導(dǎo)通 三極管處于放大狀態(tài)還是開關(guān)狀態(tài)要看給三極管基極加的直流偏 置，隨這個(gè)電流變化，三極管工作狀態(tài)由截止-線性區(qū)-飽和狀態(tài)變化而變， 如果三極管Ib(直流偏置點(diǎn))一定時(shí)，三極管工作在線性區(qū)，此時(shí)Ic電流的變化只隨著Ib的交流信號(hào)變化，Ib繼續(xù)升高，三極管進(jìn)入飽和狀態(tài)，此時(shí)三極管的Ic不再變化，三極管將工作在開關(guān)狀態(tài)。

　　三極管為開關(guān)管使用時(shí)工作在飽和狀態(tài)1，用放大狀態(tài)1表示不是很科學(xué)。

　　請對照三極管手冊的Ib;Ic曲線加以參考我的回答來理解三極管的工作狀態(tài)，三極管be結(jié)和ce結(jié)導(dǎo)通三極管才能正常工作。

　　如果三極管沒有加直流偏置時(shí)，放大電路時(shí)輸入的交流正弦信號(hào)正半周時(shí)，基極對發(fā)射極而言是正的，由于發(fā)射結(jié)加的是反向電壓，此時(shí)沒有基極電流和集電極電流，此時(shí)集電極電流變化與基極反相，在輸入電壓的負(fù)半周，發(fā)射極電位對于基極電位為正的，此時(shí)由于發(fā)射極加的是正向電壓，才有基極和集電極電流通過，此時(shí)集電極電流變化與基極同相，在三極管沒有加直流偏置時(shí)三極管be結(jié)和ce結(jié)導(dǎo)通，三極管放大電路將只有半個(gè)波輸出將產(chǎn)生嚴(yán)重的失真。

　　晶體管被認(rèn)為是現(xiàn)代歷史中最偉大的發(fā)明之一，在重要性方面可以與印刷術(shù)，汽車和電話等發(fā)明相提并論。晶體管實(shí)際上是所有現(xiàn)代電器的關(guān)鍵活動(dòng)(active)元件。晶體管在當(dāng)今社會(huì)的重要性，主要是因?yàn)榫w管可以使用高度自動(dòng)化的過程，進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)的能力，因而可以不可思議地達(dá)到極低的單位成本。

　　雖然數(shù)以百萬計(jì)的單體晶體管還在使用，但是絕大多數(shù)的晶體管是和電阻、電容一起被裝配在微芯片(芯片)上以制造完整的電路。模擬的或數(shù)字的或者這兩者被集成在同一塊芯片上。設(shè)計(jì)和開發(fā)一個(gè)復(fù)雜芯片的成本是相當(dāng)高的，但是當(dāng)分?jǐn)偟酵ǔ０偃f個(gè)生產(chǎn)單位上，每個(gè)芯片的價(jià)格就是最小的。一個(gè)邏輯門包含20個(gè)晶體管，而2005年一個(gè)高級的微處理器使用的晶體管數(shù)量達(dá)2.89億個(gè)。

　　晶體管的低成本、靈活性和可靠性使得其成為非機(jī)械任務(wù)的通用器件，例如數(shù)字計(jì)算。在控制電器和機(jī)械方面，晶體管電路也正在取代電機(jī)設(shè)備，因?yàn)樗ǔＪ歉阋恕⒏行У?，僅僅使用標(biāo)準(zhǔn)集成電路并編寫計(jì)算機(jī)程序來完成同樣的機(jī)械任務(wù)，使用電子控制，而不是設(shè)計(jì)一個(gè)等效的機(jī)械控制。

　　因?yàn)榫w管的低成本和后來的電子計(jì)算機(jī)、數(shù)字化信息的浪潮來到了。由于計(jì)算機(jī)提供快速的查找、分類和處理數(shù)字信息的能力，在信息數(shù)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(fā)布的，最終通過計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)化和呈現(xiàn)為模擬形式。受到數(shù)字化革命影響的領(lǐng)域包括電視、廣播和報(bào)紙。

　　電力晶體管

　　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(jié)型晶體管(Bipolar Junction Transistor—BJT)，所以有時(shí)也稱為Power BJT;其特性有：耐壓高，電流大，開關(guān)特性好，但驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜，驅(qū)動(dòng)功率大;GTR和普通雙極結(jié)型晶體管的工作原理是一樣的。

　　光晶體管

　　光晶體管(phototransistor)由雙極型晶體管或場效應(yīng)晶體管等三端器件構(gòu)成的光電器件。光在這類器件的有源區(qū)內(nèi)被吸收，產(chǎn)生光生載流子，通過內(nèi)部電放大機(jī)構(gòu)，產(chǎn)生光電流增益。光晶體管三端工作，故容易實(shí)現(xiàn)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(yīng)光晶體管及其相關(guān)器件。雙極型光晶體管通常增益很高，但速度不太快，對于GaAs-GaAlAs，放大系數(shù)可大于1000，響應(yīng)時(shí)間大于納秒，常用于光探測器，也可用于光放大。場效應(yīng)光晶體管響應(yīng)速度快(約為50皮秒)，但缺點(diǎn)是光敏面積小，增益小(放大系數(shù)可大于10)，常用作極高速光探測器。與此相關(guān)還有許多其他平面型光電器件，其特點(diǎn)均是速度快(響應(yīng)時(shí)間幾十皮秒)、適于集成。這類器件可望在光電集成中得到應(yīng)用。

　　雙極晶體管

　　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。雙極則源于電流系在兩種半導(dǎo)體材料中流過的關(guān)系。雙極晶體管根據(jù)工作電壓的極性而可分為NPN型或PNP型。

　　雙極結(jié)型

　　“雙極”的含義是指其工作時(shí)電子和空穴這兩種載流子都同時(shí)參與運(yùn)動(dòng)。雙極結(jié)型晶體管(Bipolar Junction Transistor—BJT)又稱為半導(dǎo)體三極管，它是通過一定的工藝將兩個(gè)PN結(jié)結(jié)合在一起的器件，有PNP和NPN兩種組合結(jié)構(gòu);外部引出三個(gè)極：集電極，發(fā)射極和基極，集電極從集電區(qū)引出，發(fā)射極從發(fā)射區(qū)引出，基極從基區(qū)引出(基區(qū)在中間);BJT有放大作用，重要依靠它的發(fā)射極電流能夠通過基區(qū)傳輸?shù)竭_(dá)集電區(qū)而實(shí)現(xiàn)的，為了保證這一傳輸過程，一方面要滿足內(nèi)部條件，即要求發(fā)射區(qū)雜質(zhì)濃度要遠(yuǎn)大于基區(qū)雜質(zhì)濃度，同時(shí)基區(qū)厚度要很小，另一方面要滿足外部條件，即發(fā)射結(jié)要正向偏置(加正向電壓)、集電結(jié)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(dǎo)體材料分，有硅管和鍺管等;其構(gòu)成的放大電路形式有：共發(fā)射極、共基極和共集電極放大電路。

　　BJT 場效應(yīng)晶體管

　　“場效應(yīng)”的含義是這種晶體管的工作原理是基于半導(dǎo)體的電場效應(yīng)的。

　　場效應(yīng)晶體管(field effect transistor)利用場效應(yīng)原理工作的晶體管，英文簡稱FET。場效應(yīng)晶體管又包含兩種主要類型：結(jié)型場效應(yīng)管(Junction FET，縮寫為JFET)和金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管(Metal-Oxide Semiconductor FET，縮寫為MOS-FET)。與BJT不同的是，F(xiàn)ET只由一種載流子(多數(shù)載流子)參與導(dǎo)電，因此也稱為單極型晶體管。它屬于電壓控制型半導(dǎo)體器件，具有輸入電阻高、噪聲小、功耗低、動(dòng)態(tài)范圍大、易于集成、沒有二次擊穿現(xiàn)象、安全工作區(qū)域?qū)挼葍?yōu)點(diǎn)。

　　FET 場效應(yīng)就是改變外加垂直于半導(dǎo)體表面上電場的方向或大小，以控制半導(dǎo)體導(dǎo)電層(溝道)中多數(shù)載流子的密度或類型。它是由電壓調(diào)制溝道中的電流，其工作電流是由半導(dǎo)體中的多數(shù)載流子輸運(yùn)。這類只有一種極性載流子參加導(dǎo)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(yīng)晶體管具有輸入阻抗高、噪聲小、極限頻率高、功耗小，制造工藝簡單、溫度特性好等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種放大電路、數(shù)字電路和微波電路等。以硅材料為基礎(chǔ)的金屬0-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)管(MOSFET)和以砷化鎵材料為基礎(chǔ)的肖特基勢壘柵場效應(yīng)管(MESFET )是兩種最重要的場效應(yīng)晶體管，分別為MOS大規(guī)模集成電路和MES超高速集成電路的基礎(chǔ)器件。

　　靜電感應(yīng)

　　靜電感應(yīng)晶體管SIT(Static Induction Transistor)誕生于1970年，實(shí)際上是一種結(jié)型場效應(yīng)晶體管。將用于信息處理的小功率SIT器件的橫向?qū)щ娊Y(jié)構(gòu)改為垂直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，即可制成大功率的SIT器件。SIT是一種多子導(dǎo)電的器

　　場效應(yīng)晶體管 件，其工作頻率與電力MOSFET相當(dāng)，甚至超過電力MOSFET，而功率容量也比電力MOSFET大，因而適用于高頻大功率場合，目前已在雷達(dá)通信設(shè)備、超聲波功率放大、脈沖功率放大和高頻感應(yīng)加熱等某些專業(yè)領(lǐng)域獲得了較多的應(yīng)用。

　　但是SIT在柵極不加任何信號(hào)時(shí)是導(dǎo)通的，柵極加負(fù)偏壓時(shí)關(guān)斷，這被稱為正常導(dǎo)通型器件，使用不太方便。此外，SIT通態(tài)電阻較大，使得通態(tài)損耗也大，因而SIT還未在大多數(shù)電力電子設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。

　　單電子晶體管

　　用一個(gè)或者少量電子就能記錄信號(hào)的晶體管。隨著半導(dǎo)體刻蝕技術(shù)和工藝的發(fā)展，大規(guī)模集成電路的集成度越來越高。以動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(DRAM)為例，它的集成度差不多以每兩年增加四倍的速度發(fā)展，預(yù)計(jì)單電子晶體管將是最終的目標(biāo)。目前一般的存儲(chǔ)器每個(gè)存儲(chǔ)元包含了20萬個(gè)電子，而單電子晶體管每個(gè)存儲(chǔ)元只包含了一個(gè)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(shí)驗(yàn)上發(fā)現(xiàn)了庫侖阻塞現(xiàn)象。在調(diào)制摻雜異質(zhì)結(jié)界面形成的二維電子氣上面，制作一個(gè)面積很小的金屬電極，使得在二維電子氣中形成一個(gè)量子點(diǎn)，它只能容納少量的電子，也就是它的電容很小，小于一個(gè)?F (10~15法拉)。當(dāng)外加電壓時(shí)，如果電壓變化引起量子點(diǎn)中電荷變化量不到一個(gè)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(gè)電子電荷的變化時(shí)，才有電流通過。因此電流-電壓關(guān)系不是通常的直線關(guān)系，而是臺(tái)階形的。這個(gè)實(shí)驗(yàn)在歷史上第一次實(shí)現(xiàn)了用人工控制一個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)，為制造單電子晶體管提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)。為了提高單電子晶體管的工作溫度，必須使量子點(diǎn)的尺寸小于10納米，目前世界各實(shí)驗(yàn)室都在想各種辦法解決這個(gè)問題。有些實(shí)驗(yàn)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(yùn)形成的臺(tái)階型電流——電壓曲線，但離實(shí)用還有相當(dāng)?shù)木嚯x。

　　IGBT

　　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(yīng)晶體管(Power MOSFET)的優(yōu)點(diǎn)，具有良好的特性，應(yīng)用領(lǐng)域很廣泛;IGBT也是三端器件：柵極，集電極和發(fā)射極。

　　晶體管歷史

　　1947年12月，美國貝爾實(shí)驗(yàn)室的肖克利、巴丁和布拉頓組成的研究小組，研制出一種點(diǎn)接觸型的鍺晶體管。晶體管的問世，是20世紀(jì)的一項(xiàng)重大發(fā)明，是微電子革命的先聲。晶體管出現(xiàn)后，人們就能用一個(gè)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(fā)明又為后來集成電路的誕生吹響了號(hào)角。

　　電力晶體管 20世紀(jì)最初的10年，通信系統(tǒng)已開始應(yīng)用半導(dǎo)體材料。20世紀(jì)上半葉，在無線電愛好者中廣泛流行的礦石收音機(jī)，就采用礦石這種半導(dǎo)體材料進(jìn)行檢波。半導(dǎo)體的電學(xué)特性也在電話系統(tǒng)中得到了應(yīng)用。

　　晶體管的發(fā)明，最早可以追溯到1929年，當(dāng)時(shí)工程師利蓮費(fèi)爾德就已經(jīng)取得一種晶體管的專利。但是，限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平，制造這種器件的材料達(dá)不到足夠的純度，而使這種晶體管無法制造出來。

　　由于電子管處理高頻信號(hào)的效果不理想，人們就設(shè)法改進(jìn)礦石收音機(jī)中所用的礦石觸須式檢波器。在這種檢波器里，有一根與礦石(半導(dǎo)體)表面相接觸的金屬絲(像頭發(fā)一樣細(xì)且能形成檢波接點(diǎn))，它既能讓信號(hào)電流沿一個(gè)方向流動(dòng)，又能阻止信號(hào)電流朝相反方向流動(dòng)。在第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)前夕，貝爾實(shí)驗(yàn)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(shí)，發(fā)現(xiàn)摻有某種極微量雜質(zhì)的鍺晶體的性能不僅優(yōu)于礦石晶體，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(zhàn)期間，不少實(shí)驗(yàn)室在有關(guān)硅和鍺材料的制造和理論研究方面，也取得了不少成績，這就為晶體管的發(fā)明奠定了基礎(chǔ)。

　　為了克服電子管的局限性，第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，貝爾實(shí)驗(yàn)室加緊了對固體電子器件的基礎(chǔ)研究。肖克萊等人決定集中研究硅、鍺等半導(dǎo)體材料，探討用半導(dǎo)體材料制作放大器件的可能性。

　　1945年秋天，貝爾實(shí)驗(yàn)室成立了以肖克萊為首的半導(dǎo)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(gè)實(shí)驗(yàn)室工作，長期從事半導(dǎo)體的研究，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。他們經(jīng)過一系列的實(shí)驗(yàn)和觀察，逐步認(rèn)識(shí)到半導(dǎo)體中電流放大效應(yīng)產(chǎn)生的原因。布拉頓發(fā)現(xiàn)，在鍺片的底面接上電極，在另一面插上細(xì)針并通上電流，然后讓另一根細(xì)針盡量靠近它，并通上微弱的電流，這樣就會(huì)使原來的電流產(chǎn)生很大的變化。微弱電流少量的變化，會(huì)對另外的電流產(chǎn)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(shí)現(xiàn)這種放大效應(yīng)。他們在發(fā)射極和基極之間輸入一個(gè)弱信號(hào)，在集電極和基極之間的輸出端，就放大為一個(gè)強(qiáng)信號(hào)了。在現(xiàn)代電子產(chǎn)品中，上述晶體三極管的放大效應(yīng)得到廣泛的應(yīng)用。

　　巴丁和布拉頓最初制成的固體器件的放大倍數(shù)為50左右。不久之后，他們利用兩個(gè)靠得很近(相距0.05毫米)的觸須接點(diǎn)，來代替金箔接點(diǎn)，制造了“點(diǎn)接觸型晶體管”。1947年12月，這個(gè)世界上最早的實(shí)用半導(dǎo)體器件終于問世了，在首次試驗(yàn)時(shí)，它能把音頻信號(hào)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(shí)，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(zhuǎn)移電流來工作的，于是取名為trans-resistor(轉(zhuǎn)換電阻)，后來縮寫為transistor，中文譯名就是晶體管。

　　由于點(diǎn)接觸型晶體管制造工藝復(fù)雜，致使許多產(chǎn)品出現(xiàn)故障，它還存在噪聲大、在功率大時(shí)難于控制、適用范圍窄等缺點(diǎn)。為了克服這些缺點(diǎn)，肖克萊提出了用一種“整流結(jié)”來代替金屬半導(dǎo)體接點(diǎn)的大膽設(shè)想。半導(dǎo)體研究小組又提出了這種半導(dǎo)體器件的工作原理。

　　1950年，第一只“PN結(jié)型晶體管”問世了，它的性能與肖克萊原來設(shè)想的完全一致。今天的晶體管，大部分仍是這種PN結(jié)型晶體管。(所謂PN結(jié)就是P型和N型的結(jié)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(fā)明晶體管同時(shí)榮獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

　　晶體管的發(fā)展

　　1)真空三極管

　　1939年2月,Bell實(shí)驗(yàn)室有一個(gè)偉大的發(fā)現(xiàn),硅p_n結(jié)的誕生。1942年,普渡大學(xué)Lark_Horovitz領(lǐng)導(dǎo)的課題組中一個(gè)名叫Seymour Benzer的學(xué)生,發(fā)現(xiàn)鍺單晶具有其它半導(dǎo)體所不具有的優(yōu)異的整流性能。這兩個(gè)發(fā)現(xiàn)滿足了美國政府的要求,也為隨后晶體管的發(fā)明打下了伏筆[2] 。

　　2)點(diǎn)接觸晶體管

　　1945年二戰(zhàn)結(jié)束,Shockley等發(fā)明的點(diǎn)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(gè)晶體管的專利申請。最終還是獲得了第一個(gè)晶體管專利的授權(quán)[2] 。

　　3)雙極型與單極型晶體管

　　Shockley在雙極型晶體管的基礎(chǔ)上,于1952年進(jìn)一步提出了單極結(jié)型晶體管的概念,即今天所說的結(jié)型晶體管。其結(jié)構(gòu)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(gè)耗盡層,以使柵極與源漏導(dǎo)電溝道之間形成一個(gè)整流接觸。同時(shí)兩端的半導(dǎo)體作為柵極。通過柵極調(diào)節(jié)源漏之間電流的大小[2] 。

　　4)硅晶體管

　　仙童半導(dǎo)體由一個(gè)幾人的公司成長為一個(gè)擁有12000個(gè)職工的大企業(yè)[2] 。

　　5)集成電路

　　在1954年硅晶體管發(fā)明之后,晶體管的巨大應(yīng)用前景已經(jīng)越來越明顯?？茖W(xué)家的下一個(gè)目標(biāo)便是如何進(jìn)一步把晶體管、導(dǎo)線及其它器件高效地連接起來。

　　6)場效應(yīng)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(fā)現(xiàn),可以通過擴(kuò)散與熱氧化在Si基板上形成的導(dǎo)電帶、高阻溝道區(qū)以及氧化層絕緣層來構(gòu)筑晶體管,即MOS管[2] 。

　　7)微處理器(CPU)

　　英特爾公司在創(chuàng)立之初,目光仍然集中在內(nèi)存條上。Hoff把中央處理器的全部功能集成在一塊芯片上,再加上存儲(chǔ)器;這就是世界上的第一片微處理器—4004(1971年)。4004的誕生標(biāo)志著一個(gè)時(shí)代的開始,隨后英特爾在微處理器的研究中一發(fā)不可收拾,獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷[2] 。

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

　　晶體管里程碑

　　1947年12月16日：威廉·邵克雷(William Shockley)、約翰·巴頓(John Bardeen)和晶體管之父，William Shockley 沃特·布拉頓(Walter Brattain)成功地在貝爾實(shí)驗(yàn)室制造出第一個(gè)晶體管。 1950年：威廉·邵克雷開發(fā)出雙極晶體管(Bipolar Junction

　　第一枚晶體管模型 Transistor)，這是現(xiàn)在通行的標(biāo)準(zhǔn)的晶體管。

　　1953年：第一個(gè)采用晶體管的商業(yè)化設(shè)備投入市場，即助聽器。

　　1954年10月18日：第一臺(tái)晶體管收音機(jī)Regency TR1投入市場，僅包含4只鍺晶體管。

　　1961年4月25日：第一個(gè)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(jī)和電話而言已經(jīng)足夠，但是新的電子設(shè)備要求規(guī)格更小的晶體管，即集成電路。

　　1965年：摩爾定律誕生。當(dāng)時(shí)，戈登·摩爾(Gordon Moore)預(yù)測，未來一個(gè)芯片上的晶體管數(shù)量大約每18個(gè)月翻一倍(至今依然基本適用)，摩爾定律在Electronics Magazine雜志一篇文章中公布。

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

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

　　1971年：英特爾發(fā)布了其第一個(gè)微處理器4004。4004規(guī)格為1/8英寸 x 1/16英寸，包含僅2000多個(gè)晶體管，采用英特爾10微米PMOS技術(shù)生產(chǎn)。

　　1972年，英特爾發(fā)布了第一個(gè)8位處理器8008。

　　1978年，英特爾發(fā)布了第一款16位處理器8086。含有2.9萬個(gè)晶體管。

　　1978年：英特爾標(biāo)志性地把英特爾8088微處理器銷售給IBM新的個(gè)人電腦事業(yè)部，武裝了IBM新產(chǎn)品IBM PC的中樞大腦。16位8088處理器為8086的改進(jìn)版，含有2.9萬個(gè)晶體

　　發(fā)布英特爾酷睿i7處理器 管，運(yùn)行頻率為5MHz、8MHz和10MHz。8088的成功推動(dòng)英特爾進(jìn)入了財(cái)富(FORTUNE) 500強(qiáng)企業(yè)排名，《財(cái)富(FORTUNE)》雜志將英特爾公司評為“70年代商業(yè)奇跡之一(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(xiàn)在的x86指令集，可運(yùn)行為英特爾前一代產(chǎn)品所編寫的所有軟件。286處理器使用了13400個(gè)晶體管，運(yùn)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(gè)晶體管，是最初4004晶體管數(shù)量的100多倍。386是32位芯片，具備多任務(wù)處理能力，即它可在同一時(shí)間運(yùn)行多個(gè)程序。

　　1993年：英特爾·奔騰·處理器問世，含有3百萬個(gè)晶體管，采用英特爾0.8微米制程技術(shù)生產(chǎn)。

　　1999年2月：英特爾發(fā)布了奔騰·III處理器。奔騰III是1x1正方形硅，含有950萬個(gè)晶體管，采用英特爾0.25微米制程技術(shù)生產(chǎn)。

　　2002年1月：英特爾奔騰4處理器推出，高性能桌面臺(tái)式電腦由此可實(shí)現(xiàn)每含30億晶體管的GF110核心 秒鐘22億個(gè)周期運(yùn)算。它采用英特爾0.13微米制程技術(shù)生產(chǎn)，含有5500萬個(gè)晶體管。

　　2002年8月13日：英特爾透露了90納米制程技術(shù)的若干技術(shù)突破，包括高性能、低功耗晶體管，應(yīng)變硅，高速銅質(zhì)接頭和新型低-k介質(zhì)材料。這是業(yè)內(nèi)首次在生產(chǎn)中采用應(yīng)變硅。

　　2003年3月12日：針對筆記本的英特爾·迅馳·移動(dòng)技術(shù)平臺(tái)誕生，包括了英特爾最新的移動(dòng)處理器“英特爾奔騰M處理器”。該處理器基于全新的移動(dòng)優(yōu)化微體系架構(gòu)，采用英特爾0.13微米制程技術(shù)生產(chǎn)，包含7700萬個(gè)晶體管。

　　2005年5月26日：英特爾第一個(gè)主流雙核處理器“英特爾奔騰D處理器”誕生，含有2.3億個(gè)晶體管，采用英特爾領(lǐng)先的90納米制程技術(shù)生產(chǎn)。

　　2006年7月18日：英特爾安騰2雙核處理器發(fā)布，采用世界最復(fù)雜的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，含有2.7億個(gè)晶體管。該處理器采用英特爾90納米制程技術(shù)生產(chǎn)。

　　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(gè)晶體管，采用英特爾65納米制程技術(shù)在世界最先進(jìn)的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)。

　　2006年9月26日：英特爾宣布，超過15種45納米制程產(chǎn)品正在開發(fā)，面向臺(tái)式機(jī)、筆記本和企業(yè)級計(jì)算市場，研發(fā)代碼Penryn，是從英特爾酷睿微體系架構(gòu)派生而出。2007年1月8日：為擴(kuò)大四核PC向主流買家的銷售，英特爾發(fā)布了針對桌面電腦的65納米制程英特爾酷睿2四核處理器和另外兩款四核服務(wù)器處理器。英特爾酷睿2四核處理器含有5.8億多個(gè)晶體管。

　　2007年1月29日：英特爾公布采用突破性的晶體管材料即高-k柵介質(zhì)和金屬柵極。英特爾將采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(qiáng)系列多核處理器的數(shù)以億計(jì)的45納米晶體管或微小開關(guān)中用來構(gòu)建絕緣“墻”和開關(guān)“門”，研發(fā)代碼Penryn。2010年11月，NVIDIA發(fā)布全新的GF110核心，含30億個(gè)晶體管，采用先進(jìn)的40納米工藝制造。2011年05月05 日：英特爾成功開發(fā)世界首個(gè)3D晶體管，稱為tri-Gate。除了英特爾將3D晶體管應(yīng)用于22納米工藝之后，三星，GlobalFoundries，臺(tái)積電和臺(tái)聯(lián)電都計(jì)劃將類似于Intel的3D晶體管技術(shù)應(yīng)用到14納米節(jié)點(diǎn)上[3] 。

　　晶體管優(yōu)越性

　　同電子管相比，晶體管具有諸多優(yōu)越性：

　　構(gòu)件沒有消耗

　　無論多么優(yōu)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。由于技術(shù)上的原因，晶體管制作之初也存在同樣的問題。隨著材料制作上的進(jìn)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。

　　消耗電能極少

　　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(chǎn)生自由電子。一臺(tái)晶體管收音機(jī)只要幾節(jié)干電池就可以半年一年地聽下去，這對電子管收音機(jī)來說，是難以做到的。

　　不需預(yù)熱

　　一開機(jī)就工作。例如，晶體管收音機(jī)一開就響，晶體管電視機(jī)一開就很快出現(xiàn)畫面。電子管設(shè)備就做不到這一點(diǎn)。開機(jī)后，非得等一會(huì)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(yōu)勢的。

　　結(jié)實(shí)可靠

　　比電子管可靠100倍，耐沖擊、耐振動(dòng)，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，可用于設(shè)計(jì)小型、復(fù)雜、可靠的電路。晶體管的制造工藝雖然精密，但工序簡便，有利于提高元器件的安裝密度。

　　重要性

　　晶體管，本名是半導(dǎo)體三極管，是內(nèi)部含有兩個(gè)PN結(jié)，外部通常為三個(gè)引出電極的半導(dǎo)體器件。它對電信號(hào)有放大和開關(guān)等作用，應(yīng)用十分廣泛。輸入級和輸出級都采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(shí)用中都簡稱為TTL電路，它屬于半導(dǎo)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(gè)晶體管和電阻元件組成的電路系統(tǒng)集中制造在一塊很小的硅片上，封裝成一個(gè)獨(dú)立的元件.晶體管是半導(dǎo)體三極管中應(yīng)用最廣泛的器件之一，在電路中用“V”或“VT”(舊文字符號(hào)為“Q”、“GB”等)表示。

　　晶體管被認(rèn)為是現(xiàn)代歷史中最偉大的發(fā)明之一，在重要性方面可以與印刷術(shù)，汽車和電話等的發(fā)明相提并論。晶體管實(shí)際上是所有現(xiàn)代電器的關(guān)鍵活動(dòng)(active)元件。晶體管在當(dāng)今社會(huì)的重要性主要是因?yàn)榫w管可以使用高度自動(dòng)化的過程進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)的能力，因而可以不可思議地達(dá)到極低的單位成本。

　　雖然數(shù)以百萬計(jì)的單體晶體管還在使用，絕大多數(shù)的晶體管是和二極管|-{A|zh-cn:二極管;zh-tw:二極體}-，電阻，電容一起被裝配在微芯片(芯片)上以制造完整的電路。模擬的或數(shù)字的或者這兩者被集成在同一塊芯片上。設(shè)計(jì)和開發(fā)一個(gè)復(fù)雜芯片的成本是相當(dāng)高的，但是當(dāng)分?jǐn)偟酵ǔ０偃f個(gè)生產(chǎn)單位上，每個(gè)芯片的價(jià)格就是最小的。一個(gè)邏輯門包含20個(gè)晶體管，而2005年一個(gè)高級的微處理器使用的晶體管數(shù)量達(dá)2.89億個(gè)。

　　特別是晶體管在軍事計(jì)劃和宇宙航行中的威力日益顯露出來以后，為爭奪電子領(lǐng)域的優(yōu)勢地位，世界各國展開了激烈的競爭。為實(shí)現(xiàn)電子設(shè)備的小型化，人們不惜成本，紛紛給電子工業(yè)以巨大的財(cái)政資助。

　　自從1904年弗萊明發(fā)明真空二極管，1906年德福雷斯特發(fā)明真空三極管以來，電子學(xué)作為一門新興學(xué)科迅速發(fā)展起來。但是電子學(xué)真正突飛猛進(jìn)的進(jìn)步，還應(yīng)該是從晶體管發(fā)明以后開始的。尤其是PN結(jié)型晶體管的出現(xiàn)，開辟了電子器件的新紀(jì)元，引起了一場電子技術(shù)的革命。在短短十余年的時(shí)間里，新興的晶體管工業(yè)以不可戰(zhàn)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(yè)通過多年奮斗才取得的地位，一躍成為電子技術(shù)領(lǐng)域的排頭兵。

　　晶體管主要參數(shù)

　　晶體管的主要參數(shù)有電流放大系數(shù)、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。

　　放大系數(shù)

　　直流電流放大系數(shù)也稱靜態(tài)電流放大系數(shù)或直流放大倍數(shù)，是指在靜態(tài)無變化信號(hào)輸入時(shí)，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(shù)

　　交流放大倍數(shù)，也即交流電流放大系數(shù)、動(dòng)態(tài)電流放大系數(shù)，是指在交流狀態(tài)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(qū)別又關(guān)系密切，兩個(gè)參數(shù)值在低頻時(shí)較接近，在高頻時(shí)有一些差異。

　　耗散功率

　　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(shù)變化不超過規(guī)定允許值時(shí)的最大集電極耗散功率。

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

　　通常將耗散功率PCM小于1W的晶體管稱為小功率晶體管，PCM等于或大于1W、小于5W的晶體管被稱為中功率晶體管，將PCM等于或大于5W的晶體管稱為大功率晶體管。

　　特征頻率fT　晶體管的工作頻率超過截止頻率fβ或fα?xí)r，其電流放大系數(shù)β值將隨著頻率的升高而下降。特征頻率是指β值降為1時(shí)晶體管的工作頻率。

　　通常將特征頻率fT小于或等于3MHZ的晶體管稱為低頻管，將fT大于或等于30MHZ的晶體管稱為高頻管，將fT大于3MHZ、小于30MHZ的晶體管稱為中頻管。

　　最高頻率fM

　　最高振蕩頻率是指晶體管的功率增益降為1時(shí)所對應(yīng)的頻率。

　　通常，高頻晶體管的最高振蕩頻率低于共基極截止頻率fα，而特征頻率fT則高于共基極截止頻率fα、低于共集電極截止頻率fβ。

　　最大電流

　　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(dāng)晶體管的集電極電流IC超過ICM時(shí)，晶體管的β值等參數(shù)將發(fā)生明顯變化，影響其正常工作，甚至還會(huì)損壞。

　　最大反向電壓

　　最大反向電壓是指晶體管在工作時(shí)所允許施加的最高工作電壓。它包括集電極—發(fā)射極反向擊穿電壓、集電極—基極反向擊穿電壓和發(fā)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(dāng)晶體管基極開路時(shí)，其集電極與發(fā)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(dāng)晶體管發(fā)射極開路時(shí)，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(fā)射極——發(fā)射極反向擊穿電壓

　　該電壓是指當(dāng)晶體管的集電極開路時(shí)，其發(fā)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(jié)反向漏電電流，是指當(dāng)晶體管的發(fā)射極開路時(shí)，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(fā)射極之間的反向擊穿電流ICEO　ICEO是指當(dāng)晶體管的基極開路時(shí)，其集電極與發(fā)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。

　　晶體管開關(guān)作用

　　控制大功率

　　現(xiàn)在的功率晶體管能控制數(shù)百千瓦的功率，使用功率晶體管作為開關(guān)有很多優(yōu)點(diǎn)，主要是;

　　(1)容易關(guān)斷，所需要的輔助元器件少，

　　(2)開關(guān)迅速，能在很高的頻率下工作，

　　(3)可得到的器件耐壓范圍從100V到700V，應(yīng)有盡有.

　　幾年前，晶體管的開關(guān)能力還小于10kW。目前，它已能控制高達(dá)數(shù)百千瓦的功率。這主要?dú)w功于物理學(xué)家、技術(shù)人員和電路設(shè)計(jì)人員的共同努力，改進(jìn)了功率晶體管的性能。如

　　(1)開關(guān)晶體管有效芯片面積的增加，

　　(2)技術(shù)上的簡化，

　　(3)晶體管的復(fù)合——達(dá)林頓，

　　(4)用于大功率開關(guān)的基極驅(qū)動(dòng)技術(shù)的進(jìn)步。、

　　直接工作在整流380V市電上的晶體管功率開關(guān)

　　晶體管復(fù)合(達(dá)林頓)和并聯(lián)都是有效地增加晶體管開關(guān)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(guān)速度能在很短的連接線上產(chǎn)生相當(dāng)高的干擾電壓。

　　簡單和優(yōu)化的基極驅(qū)動(dòng)造就的高性能

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

　　(1)開通和關(guān)斷功率開關(guān);

　　(2)監(jiān)控輔助電源電壓;

　　(3)限制最大和最小脈沖寬度;

　　(4)熱保護(hù);

　　(5)監(jiān)控開關(guān)的飽和壓降。

　　晶體管歷史事件

　　2010年早些時(shí)候，三星公司曾宣布完成了30nm制程2Gb密度DDR3內(nèi)存芯片的開發(fā)工作，而最近(7月)他們則宣布這款芯片產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入批量生產(chǎn)階段。

　　據(jù)Intel工程師透露，首款采用22nm制程的CPU預(yù)計(jì)將在2011年出現(xiàn)。在2009年2月，Intel發(fā)布了新一代采用32nm制程的Westmere核心處理器，也就是第二代Nehalem架構(gòu)處理器。而到了2010年全新的Sandy Bridge核心將在32nm制程工藝的幫助下實(shí)現(xiàn)8核心的設(shè)計(jì)。

　　2007年11月，英特爾共發(fā)布了16款Penryn處理器，主要面向服務(wù)器和高端PC。這些產(chǎn)品采用了更先進(jìn)的45納米生產(chǎn)工藝，其中最復(fù)雜的一款擁有8.2億個(gè)晶體管。英特爾上一代產(chǎn)品主要采用65納米生產(chǎn)工藝，最復(fù)雜的一款處理器擁有5.82億個(gè)晶體管。

　　IBM將于12月在舊金山國際電子設(shè)備大會(huì)上介紹新晶體管設(shè)計(jì)方案的詳細(xì)內(nèi)容，并于2005～2006年投入生產(chǎn)，其210GHz晶體管已于2001年6月推出，相關(guān)芯片在2003年末或2004年初上市。

　　專家認(rèn)為每個(gè)晶體管最 低價(jià)格底線出現(xiàn)在2003～2005年，從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)看，沒有必要把晶體管做得更小了。

　　到2005年，芯片所含晶體管數(shù)將高達(dá)幾十億只，頻率也將高達(dá)幾千兆赫。

　　預(yù)計(jì)在2005年將推出采用全新的TeraHertz晶體管架構(gòu)的產(chǎn)品。

　　到2005年芯片上集成2億個(gè)晶體管時(shí)就會(huì)熱得像“核反應(yīng)堆”進(jìn)入2010年時(shí)芯片的溫度就會(huì)達(dá)到火箭發(fā)射時(shí)高溫氣體噴嘴的溫度水平，而到2015年芯片就會(huì)與太陽的表面一樣灼熱。

　　預(yù)計(jì)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(gè)晶體管的芯片。

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

　　2004年業(yè)界已采用超薄SOI晶圓推出0.1μm1億個(gè)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(yīng)變硅 Strainedsi)被首次引入了晶體管中以解決晶 體管內(nèi)部電流通路問題。

　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，2003年單位芯片的晶體管數(shù)目與1963年相比增加了10億倍。

　　Barton：在2002年下半年，AMD將會(huì)發(fā)布應(yīng)用SOI(硅連接)晶體管結(jié)構(gòu)的Barton內(nèi)核處理器。

　　2002年9月15日在美國硅谷舉辦的微處理器論壇上，世界芯片業(yè)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(gè)晶體管和運(yùn)行速度高達(dá)6GHz電腦芯片，讓世界芯片進(jìn)入10億晶體管時(shí)代，同時(shí)證明摩爾定律這棵發(fā)明理論之樹常青。

　　2002年5月，IBM開發(fā)出速度遠(yuǎn)超過現(xiàn)在最先進(jìn)的硅晶體管的碳納米晶體管，實(shí)用化進(jìn)程再次加速。

　　而在2001年年底到2002年年初的這段時(shí)間里，英特爾公司的產(chǎn)品線將全部轉(zhuǎn)移到0.13微米封裝工藝，所采用的晶體管制造技術(shù)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制造(上海)有限公司，在上海張江高新科技園區(qū)舉行了“中芯第一芯”投產(chǎn)慶典，慶祝第一片8英寸、0.25微米以下線寬(指芯片上晶體管之間的距離，越短則同一個(gè)芯片上可排列的晶體管越多，技術(shù)水平越高)的芯片上線生產(chǎn)。

　　2001年，貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了世界上第一個(gè)分子級晶體管，從而成為繼1947年發(fā)明，標(biāo)志著通信和技術(shù)新時(shí)代到來的晶體管之后的又一個(gè)科學(xué)里程碑。

　　2001年7月18日，青島晶體管實(shí)驗(yàn)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(shí)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)所在國有體制下經(jīng)營了35年。

　　2001年6月，IBM宣布單個(gè)硅鍺晶體管的工作頻率達(dá)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等人利用此法制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(gè)碳納米材料晶體管陣列，從而使“分子計(jì)算機(jī)”的理想開始走向現(xiàn)實(shí)。

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

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

　　2000年 12月，英特爾公司率先在業(yè)界開發(fā)出柵極長度為30nm的單晶體管;2001年6月，英特爾又將這一紀(jì)錄提高到20nm;同年 11月 26日，英特爾宣布已開發(fā)出柵極長度僅為15nm的新型晶體管，同時(shí)單個(gè)晶體管的實(shí)際工作頻率已經(jīng)能達(dá)到2.63THz。

　　到了2000年，每個(gè)設(shè)計(jì)工程師進(jìn)行新設(shè)計(jì)時(shí)的生產(chǎn)率為2683個(gè)晶體管/周，而采用IP進(jìn)行設(shè)計(jì)其生產(chǎn)率約為30000個(gè)晶體管/周，效率提高非常明顯，可以說IP重用是重要的生產(chǎn)力要素。

　　同時(shí)，毫米波功率晶體管可能在2000年前后轉(zhuǎn)到小批量的試制生產(chǎn)。

　　預(yù)計(jì)到2000年左右，全球?qū)⒂?GDRAM和可包含500億只晶體管的單片系統(tǒng)問。

　　2000年初，美國貝爾實(shí)驗(yàn)室開發(fā)出50 nm向晶體管，該晶體管建在芯片表面，電流垂直流動(dòng)，在晶體管的兩個(gè)相對的面各有一個(gè)門，從而提高了運(yùn)算速度。

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

　　1999年初 全國各高空臺(tái)站開始使用晶體管回答器。

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

　　自從1998年碳納米管應(yīng)用于制作室溫下場效應(yīng) 晶體管以來，對碳納米管制作納米尺度的分子器件的研究得到了長足的發(fā)展。

　　據(jù)1998年2月26日《科技日報(bào)》的報(bào)導(dǎo)，美國桑迪亞國家實(shí)驗(yàn)室根據(jù)量子物理的基本原理制造出量子晶體管樣管，較好地解決了批量生產(chǎn)的工藝問題。

　　1998年3月 英特爾公司制成包含 7 0 2億個(gè)晶體管的集成電路芯片 這表明集成度這一微電子技術(shù)的重要指標(biāo) 在不到 40年內(nèi)便提高了7000萬倍。

　　1997年，包含750萬個(gè)晶體管的奔騰 處理器面世。

　　1997年，Intel推出了包含750萬個(gè)晶體管的奔騰 處理器，這款新產(chǎn)品集成了IntelMMX媒體增強(qiáng)技術(shù)，專門為高效處理視頻、音頻和圖形數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)。

　　在1997年，每個(gè)設(shè)計(jì)工程師進(jìn)行新設(shè)計(jì)時(shí)的生產(chǎn)率為1100個(gè)晶體管/周，而采用IP模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)的生產(chǎn)率為2100個(gè)晶體管/周。

　　我們試制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(jié)果激活了至周浜站的通道，連續(xù)數(shù)天的通信不中斷。

　　微處理器技術(shù)另一個(gè)突破是芯片制造技術(shù)的革新，IBM于1997年9月22日宣布了用銅代替鋁制造晶體管的新工藝，使電子線路體積更小，從而速度更快，效能更高。

　　1997年9月IBM公司宣布研制成功種銅鶩代鋁制作晶體管的新生產(chǎn)工藝。

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

　　1995年底開鮮的晶體管構(gòu)造計(jì)劃，于1996年6月，第一批產(chǎn)靛經(jīng)測試是非常成功的。

　　1995年該廠上了兩臺(tái)單倉式晶體管高壓靜電除塵器，用在成品兩臺(tái)球磨機(jī)上。

　　1995年11月9日首先對其中一臺(tái)晶體管勵(lì)磁裝置進(jìn)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(chǎn)出第一代晶體管收音機(jī)，體積小，每臺(tái)標(biāo)價(jià)僅29.95美元，做到了價(jià)廉物美，迅速占領(lǐng)了世界市場。

　　1994年初美國LSI公司研制成功集成度達(dá)900萬個(gè)晶體管的邏輯芯片，0.5μm3V

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

　　磁敏三極管

　　磁敏三極管由鍺材料或硅材料制成。圖是磁敏三極管的結(jié)構(gòu)圖。它是在高阻半導(dǎo)體材料i上制成N+-i-N+結(jié)構(gòu)，在發(fā)射區(qū)的一側(cè)用噴砂等方法破壞一層晶格，形成載流子高復(fù)合區(qū)r。元件采用平板結(jié)構(gòu)，發(fā)射區(qū)和集電區(qū)設(shè)置在它的上、下表面。

　　晶體管判別及計(jì)算

　　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(gè)管腳，黑表筆接另一個(gè)管腳，可測出兩個(gè)電阻值，然后再用紅表筆接另一個(gè)管腳，重復(fù)上述步驟，又測得一組電阻值，這樣測3次，其中有一組兩個(gè)阻值都很小的，對應(yīng)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(gè)管腳，重復(fù)上述做法，若測得兩個(gè)阻值都小，對應(yīng)黑表筆為基極，且管子是NPN型的。

　　判別集電極

　　因?yàn)槿龢O管發(fā)射極和集電極正確連接時(shí)β大(表針擺動(dòng)幅度大)，反接時(shí)β就小得多。因此，先假設(shè)一個(gè)集電極，用歐姆檔連接，(對NPN型管，發(fā)射極接黑表筆，集電極接紅表筆)。測量時(shí)，用手捏住基極和假設(shè)的集電極，兩極不能接觸，若指針擺動(dòng)幅度大，而把兩極對調(diào)后指針擺動(dòng)小，則說明假設(shè)是正確的，從而確定集電極和發(fā)射極。

　　電流放大系數(shù)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(fā)射極，黑表筆接集電極，測量時(shí)，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(dòng)的大小，擺動(dòng)越大，β值越高。

　　晶體管檢測更換

　　電路中的晶體管主要有晶體二極管、晶體三極管、可控硅和場效應(yīng)管等等，其中最常用的是三極管和二極管，如何正確地判斷二、三極管的好壞等是學(xué)維修關(guān)鍵之一。

　　1晶體二極管：首先我們要知道該二極管是硅管還是鍺管的，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：用兩只萬用表測量，當(dāng)一只萬用表測量其正向電阻的同時(shí)用另外一只萬用表測量它的管壓降。最后可根據(jù)其管壓降的數(shù)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，所測的二極管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(gè)二極管是好的。同時(shí)可判定二極管的正負(fù)極，當(dāng)測得的阻值為幾百歐或幾千歐時(shí)，為二極管的正向電阻，這時(shí)負(fù)表筆所接的為負(fù)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(nèi)部斷線;正反向電阻一樣大，這樣的二極管也有問題;正反向電阻都為零表示已短路。

　　2晶體三極管：　晶體三極管主要起放大作用，那么如何來判測三極管的放大能力呢?其方法是：將萬用表調(diào)到R×100擋或R×1K擋，當(dāng)測NPN型管時(shí)，正表筆接發(fā)射極，負(fù)表筆接集電極，測出的阻值一般應(yīng)為幾千歐以上;然后在基極和集電極之間串接一個(gè)100千歐的電阻，這時(shí)萬用表所測的阻值應(yīng)明顯的減少，變化越大，說明該三極管的放大能力越強(qiáng)，如果變化很小或根本沒有變化，那就說明該三極管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，黑表筆分別對其余兩支腳測量?？茨芊裾业絻蓚€(gè)小電阻，若不能再把紅表筆移向其他的腳繼續(xù)測量照顧到兩個(gè)小電阻為止，若固定紅線找不到兩個(gè)小電阻，可固定黑表筆繼續(xù)查找。

　　當(dāng)找到兩個(gè)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，則三極管為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(zhǔn)，若為PNP型，測黑表筆所接的為發(fā)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(fā)射極;如果是硅管，所測電阻較大的一次為準(zhǔn)，若為PNP型，測黑表筆所接的為發(fā)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(fā)射極。

　　B PN結(jié)正向電阻法

　　分別測兩PN結(jié)的正向電阻，較大的為發(fā)射極，較小的為集電極。

　　C 放大系數(shù)法

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

　　注意：模擬表和數(shù)字表的區(qū)別，模擬表的紅表筆接的是電源的負(fù)極，而數(shù)字表相反。

　　晶體管檢測方法

　　1.普通達(dá)林頓管的檢測

　　普通達(dá)林頓管內(nèi)部由兩只或多只晶體管的集電極連接在一起復(fù)合而成，其基極b 與發(fā)射極e之間包含多個(gè)發(fā)射結(jié)。檢測時(shí)可使用萬用表的R×1 kΩ或R×10 kΩ檔來測量。

　　測量達(dá)林頓管各電極之間的正、反向電阻值。正常時(shí)，集電極c與基極b之間的正向電阻值(測NPN 管時(shí)，黑表筆接基極b;測PNP 管時(shí)，黑表筆接集電極c)與普通硅晶體管集電結(jié)的正向電阻值相近，為3～10 kΩ，反向電阻值為無窮大。而發(fā)射極e與基極b之間的正向電阻值(測NPN 管時(shí)，黑表筆接基極b;測PNP 管時(shí)，黑表筆接發(fā)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(fā)射極e之間的正、反向電阻值均應(yīng)接近無窮大。若測得達(dá)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(dá)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(dá)林頓管的檢測

　　大功率達(dá)林頓在普通達(dá)林頓管的基礎(chǔ)上增加了由續(xù)流二極管和泄放電阻組成的保護(hù)電路，在測量時(shí)應(yīng)注意這些元器件對測量數(shù)據(jù)的影響。

　　用萬用表R×1 kΩ 或R×10 kΩ 檔，測量達(dá)林頓管集電結(jié)(集電極c與基極b之間)的正、反向電阻值。正常時(shí)，正向電阻值(NPN 管的基極接黑表筆時(shí))應(yīng)較小，為1～10 kΩ，反向電阻值應(yīng)接近無窮大。若測得集電結(jié)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(dá)林頓管發(fā)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(shù)據(jù)根據(jù)b、e極之間兩只電阻器的阻值不同而有所差異。例如：BU932R、MJ10025 等型號(hào)大功率達(dá)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?yàn)闊o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(dá)林頓管發(fā)射極e與集電極c之間的正、反向電阻值。正常時(shí)，正向電阻值(測NPN 管時(shí)，黑表筆接發(fā)射極e，紅表筆接集電極c;測PNP 管時(shí)，黑表筆接集電極c，紅表筆接發(fā)射極e)應(yīng)為5～15 kΩ(BU932R 為7 kΩ)，反向電阻值應(yīng)為無窮大，否則是該管的c、e極(或二極管)擊穿或開路損壞。[3]

　　晶體管最小晶體管

　　北京時(shí)間2010年5月26日消息 據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)報(bào)道，美國與澳大利亞科學(xué)家成功制造出世界上最小的晶體管——由7個(gè)原子在單晶硅表面構(gòu)成的一個(gè)“量子點(diǎn)”，標(biāo)志著我們向計(jì)算能力的新時(shí)代邁出了重要一步。量子點(diǎn)設(shè)備模板 量子點(diǎn)(quantum dot)是納米大小的發(fā)光晶體，有時(shí)也被稱為“人造原子”。雖然這個(gè)量子點(diǎn)非常小，長度只有十億分之四米，但卻是一臺(tái)功能健全的電子設(shè)備，也是世界上第一臺(tái)用原子故意造出來的電子設(shè)備。它不僅能用于調(diào)節(jié)和控制像商業(yè)晶體管這樣的設(shè)備的電流，而且標(biāo)志著我們向原子刻度小型化和超高速、超強(qiáng)大電腦新時(shí)代邁出的重要一步。

　　澳大利亞新南威爾士大學(xué)量子電腦技術(shù)中心(CQCT)和美國威斯康星大學(xué)麥迪遜分校研究人員組成的一個(gè)聯(lián)合小組在最新一期的《自然—納米技術(shù)》(Nature Nanotechnology)雜志上詳細(xì)描述了這一發(fā)現(xiàn)。參與這項(xiàng)研究的量子電腦技術(shù)中心主任米歇爾·西蒙斯(Michelle Simmons)教授說：“這項(xiàng)成就的重要性在于，我們不是令原子活動(dòng)或是在顯微鏡下觀測原子，而是操縱單個(gè)原子，以原子精度將其置于表面，以制造能工作的電子設(shè)備?！?/span>

　　“澳大利亞研究小組已可以完全利用晶體硅制造電子設(shè)備，我們在晶體硅上面用磷原子替換了7個(gè)硅原子，并達(dá)到了驚人的精確度。這是重大的科技成就，是表明制造‘終極電腦’(用硅原子制造的量子電腦)可行性的關(guān)鍵一步?！睂⒃又糜谀硞€(gè)物體表面的技術(shù)——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(shù)去制造原子精度的電子設(shè)備，然后令其處理來自微觀世界的電子輸入。

　　西蒙斯教授說：“電子設(shè)備究竟能有多小?我們正在驗(yàn)證它的極限。澳大利亞的第一臺(tái)電腦在1949年上市，它占據(jù)了整個(gè)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發(fā)直徑的千分之一。”

　　“現(xiàn)在我們已經(jīng)展示了世界上第一臺(tái)用硅材料在原子刻度下系統(tǒng)性制造的電子設(shè)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(shè)備小型化一直是驅(qū)動(dòng)全球經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)率快速增長的關(guān)鍵因素。我們的研究表明，這個(gè)進(jìn)程仍可以繼續(xù)。”

　　美澳聯(lián)合研究小組的主要目標(biāo)是用硅原子制造量子電腦，澳大利亞人在該領(lǐng)域擁有獨(dú)一無二的人力資源，同時(shí)處于世界領(lǐng)先地位。這臺(tái)新電子裝置表明，實(shí)現(xiàn)設(shè)備在原子刻度下制造和測量的技術(shù)已經(jīng)開始來臨。

　　目前，商業(yè)晶體管閘極(transistor gate，該裝置可令晶體管充當(dāng)電流的放大器或開關(guān))的長度約為40納米(1納米相當(dāng)于十億分之一米)，量子電腦技術(shù)中心的研究團(tuán)隊(duì)正在開發(fā)長度僅為0.4納米的設(shè)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(biāo)識(shí)，這也是當(dāng)時(shí)世界上最小的標(biāo)識(shí)。二人利用一臺(tái)掃描隧穿顯微鏡，將35個(gè)氙原子置于鎳表面，拼出了“IBM”三個(gè)字母。[4]

　　艾格勒和施魏策爾的研究論文發(fā)表于《自然》雜志上，他們寫道：“設(shè)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，并在最后總結(jié)說：“原子刻度的邏輯電路和其他設(shè)備的前景距離我們有些遙遠(yuǎn)。”西蒙斯教授說：“當(dāng)時(shí)看似遙遠(yuǎn)的事情如今變成了現(xiàn)實(shí)。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(gè)原子制造原子精度的設(shè)備，令其在真實(shí)的環(huán)境中工作?！?/span>

　　晶體管三維晶體管

　　英特爾公司2011年5月4日宣布，已開發(fā)出可投入大規(guī)模生產(chǎn)的三維結(jié)構(gòu)晶體管，采用新型晶體管的芯片在能耗降低的同時(shí)，其性能有望得到大幅提升。

　　英特爾當(dāng)天還展示了代號(hào)為“常春藤橋”的22納米微處理器，并計(jì)劃今年年底前完成批量生產(chǎn)該微處理器的準(zhǔn)備工作。英特爾說，它將是首款采用新型三維晶體管的量產(chǎn)芯片。　與目前在電腦等產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用的二維晶體管相比，三維晶體管在技術(shù)上有突破之處。英特爾介紹說，其研究人員在2002年發(fā)明了“三柵”結(jié)構(gòu)的三維晶體管。經(jīng)過隨后多年的研發(fā)，這一新型晶體管終于進(jìn)入可大規(guī)模生產(chǎn)階段。該公司解釋說，與摩天大樓通過向空中拓展而優(yōu)化利用城市有限空間類似，三維晶體管由于比二維晶體管多出一個(gè)垂直結(jié)構(gòu)，使得芯片中的晶體管能被更緊密地封裝?！∮⑻貭柼峁┑臄?shù)據(jù)顯示，與該公司的32納米芯片中采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(yōu)點(diǎn)意味著新型晶體管非常適合用于小型手持裝置，有望進(jìn)一步提高現(xiàn)有裝置的智能化程度，并使設(shè)計(jì)和開發(fā)其他全新裝置成為可能。

　　三柵晶體管與傳統(tǒng)晶體管原理介紹視頻，由英特爾制程架構(gòu)及集成部高級經(jīng)理Mark T.bohr介紹，借用優(yōu)酷視頻平臺(tái)觀看。

　　晶體管代換原則

　　無論是專業(yè)無線電維修人員。還是業(yè)余無線電愛好者，在工作中都會(huì)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

　　用于置換的晶體管應(yīng)與原晶體管的特性相近，它們的主要參數(shù)值及特性曲線應(yīng)相差不多。晶體管的主要參數(shù)近20個(gè)，要求所有這些參數(shù)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(shù)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(jìn)行置換。但經(jīng)過計(jì)算或測試，如果原晶體管在整機(jī)電路中實(shí)際直流耗散功率遠(yuǎn)小于其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(jìn)行置換。

　　3.擊穿電壓

　　用于置換的晶體管，必須能夠在整機(jī)中安全地承受最高工作電壓;

　　來源：輸配電設(shè)備網(wǎng)

　　4.頻率特性

　　晶體管頻率特性參數(shù)，常用的有以下2個(gè)：

　　(1)特征頻率ft：它是指在測試頻率足夠高時(shí)，使晶體管共發(fā)射極電流放大系數(shù)時(shí)的頻率。

　　(2)截止頻率fb：

　　在置換晶體管時(shí)，主要考慮ft與fb。通常要求用于置換的晶體管，其ft與fb，應(yīng)不小于原晶體管對應(yīng)的ft與fb。

　　5。其他參數(shù)

　　除以上主要參數(shù)外，對于一些特殊的晶體管，在置換時(shí)還應(yīng)考慮以下參數(shù)：

　　(1)對于低噪聲晶體管，在置換時(shí)應(yīng)當(dāng)用噪聲系數(shù)較小或相等的晶體管。

　　(2)對于具有自動(dòng)增益控制性能的晶體管，在置換時(shí)應(yīng)當(dāng)用自動(dòng)增益控制特性相同的晶體管。

　　(3)對于開關(guān)管，在置換時(shí)還要考慮其開關(guān)參數(shù)。

　　三、外形相似

　　小功率晶體管一般外形均相似，只要各個(gè)電極引出線標(biāo)志明確，且引出線排列順序與待換管一致，即可進(jìn)行更換。大功率晶體管的外形差異較大，置換時(shí)應(yīng)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。