三極管

什么是三極管[1]  　（也稱晶體管）在中文含義里面只是對三個引腳的放大器件的統(tǒng)稱，我們常說的三極管，可能是 如圖所示的幾種器件。

可以看到，雖然都叫三極管，其實在英文里面的說法是千差萬別的，三極管這個詞匯其實也是中文特有的一個象形意義上的的詞匯。

電子三極管 Triode 這個是英漢字典里面“三極管”這個詞匯的唯一英文翻譯，這是和電子三極管最早出現(xiàn)有關系的，所以先入為主，也是真正意義上的三極管這個詞最初所指的物品。其余的那些被中文里叫做三極管的東西，實際翻譯的時候是絕對不可以翻譯成Triode的，否則就麻煩大咯，嚴謹地說，在英文里面根本就沒有三個腳的管子這樣一個詞匯！

電子三極管 Triode （俗稱電子管的一種）

雙極型晶體管 BJT （Bipolar Junction Transistor）

J型場效應管 Junction gate FET（Field Effect Transistor）

金屬氧化物半導體場效應晶體管 MOS FET ( Metal Oxide Semi-Conductor Field Effect Transistor)英文全稱

V型槽場效應管 VMOS （Vertical Metal Oxide Semiconductor ）

注：這三者看上去都是場效應管，其實金屬氧化物半導體場效應晶體管 、V型槽溝道場效應管 是 單極（Unipolar）結構的，是和 雙極（Bipolar）是對應的，所以也可以統(tǒng)稱為單極晶體管（Unipolar Junction Transistor）

其中J型場效應管是非絕緣型場效應管，MOS FET 和VMOS都是絕緣型的場效應管

VMOS是在 MOS的基礎上改進的一種大電流，高放大倍數（跨道）新型功率晶體管，區(qū)別就是使用了V型槽，使MOS管的放大系數和工作電流大幅提升，但是同時也大幅增加了MOS的輸入電容，是MOS管的一種大功率改進型產品，但是結構上已經與傳統(tǒng)的MOS發(fā)生了巨大的差異。VMOS只有增強型的而沒有MOS所特有的耗盡型的MOS管

1947年12月23日，美國新澤西州墨累山的貝爾實驗室里，3位科學家——巴丁博士、布萊頓博士和肖克萊博士在緊張而又有條不紊地做著實驗。他們在導體電路中正在進行用半導體晶體把聲音信號放大的實驗。3位科學家驚奇地發(fā)現(xiàn)，在他們發(fā)明的器件中通過的一部分微量電流，竟然可以控制另一部分流過的大得多的電流，因而產生了放大效應。這個器件，就是在科技史上具有劃時代意義的成果——晶體管。因它是在圣誕節(jié)前夕發(fā)明的，而且對人們未來的生活發(fā)生如此巨大的影響，所以被稱為“獻給世界的圣誕節(jié)禮物”。這3位科學家因此共同榮獲了1956年諾貝爾物理學獎。

晶體管促進并帶來了“固態(tài)革命”，進而推動了全球范圍內的半導體電子工業(yè)。作為主要部件，它及時、普遍地首先在通訊工具方面得到應用，并產生了巨大的經濟效益。由于晶體管徹底改變了電子線路的結構，集成電路以及大規(guī)模集成電路應運而生，這樣制造像高速電子計算機之類的高精密裝置就變成了現(xiàn)實。

晶體三極管（以下簡稱三極管）按材料分有兩種：鍺管和硅管。而每一種又有NPN和PNP兩種結構形式，但使用最多的是硅NPN和鍺PNP兩種三極管，（其中，N是負極的意思（代表英文中Negative），N型半導體在高純度硅中加入磷取代一些硅原子，在電壓刺激下產生自由電子導電，而P是正極的意思（Positive）是加入硼取代硅，產生大量空穴利于導電）。兩者除了電源極性不同外，其工作原理都是相同的，下面僅介紹NPN硅管的電流放大原理。

對于NPN管，它是由2塊N型半導體中間夾著一塊P型半導體所組成，發(fā)射區(qū)與基區(qū)之間形成的PN結稱為發(fā)射結,而集電區(qū)與基區(qū)形成的PN結稱為集電結,三條引線分別稱為發(fā)射極e （Emitter）、基極b (Base)和集電極c (Collector)。如右圖所示

當b點電位高于e點電位零點幾伏時，發(fā)射結處于正偏狀態(tài)，而C點電位高于b點電位幾伏時，集電結處于反偏狀態(tài)，集電極電源Ec要高于基極電源Eb。

在制造三極管時，有意識地使發(fā)射區(qū)的多數載流子濃度大于基區(qū)的，同時基區(qū)做得很薄，而且，要嚴格控制雜質含量，這樣，一旦接通電源后，由于發(fā)射結正偏，發(fā)射區(qū)的多數載流子（電子）及基區(qū)的多數載流子（空穴）很容易地越過發(fā)射結互相向對方擴散，但因前者的濃度基大于后者，所以通過發(fā)射結的電流基本上是電子流，這股電子流稱為發(fā)射極電流子。

由于基區(qū)很薄,加上集電結的反偏，注入基區(qū)的電子大部分越過集電結進入集電區(qū)而形成集電極電流Ic，只剩下很少（1-10%）的電子在基區(qū)的空穴進行復合，被復合掉的基區(qū)空穴由基極電源Eb重新補給，從而形成了基極電流Ibo.根據電流連續(xù)性原理得：