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電晶體是什麼? 電晶體的歷史

 

原來電晶體是這樣的東西

1. 於1948年在貝爾電話實驗室中誕生

1948年,電晶體的發明對於當時的電子工業帶來前所未見的衝擊,並為現今的電子時代拉開了序幕。其後以電腦為主的電子技術便開始急速發展。電晶體為人們的生活帶來極大的方便,因此發明電晶體的蕭克利(Shockley)、巴丁(Bardeen)、布拉頓(Brattain)這三位物理學家榮獲諾貝爾獎實在是當之無愧。未來是否還會出現能夠與電晶體匹敵的偉大發明?
無論如何,電晶體確實對現代社會帶來了極大的衝擊。

2. 由鍺電晶體進化到矽電晶體

電晶體原本是由一種被稱為「鍺(Germania)」的物質(半導體)所製成的。
然而,鍺有著溫度到達約80°C左右時就會遭到破壞的缺點,因此,目前多以矽為主要原料。矽是一種耐熱溫度可達180°C左右的物質。

3. 電晶體的功能為「放大」與「開關」。

例如收音機。其原理就是將空中所接收到極微弱的訊號放大後,驅動喇叭進行發聲。這樣的動作便可稱為電晶體的放大作用。此種作用不會改變輸入訊號的波形,只會將電壓及電流值放大,這是輸入訊號為類比訊號的情形,但在電腦所使用的數位訊號上,電晶體則可發揮開關功能,在0與1之間進行切換。
就連我們常用的IC或是LSI也只是電晶體的集合,其動作的基本原理便是電晶體的放大作用。

4. 將電阻與電晶體整合於單一晶片中…。

「數位電晶體」將電阻整合至電晶體晶片中,有效解決了過去必須於基板上分別安裝電阻及電晶體的麻煩。
數位電晶體的優點不勝枚舉,
像是
1.可減少安裝面積 2.可減少安裝時間 3.可減少零件的使用數量等。

數位電晶體

數位電晶體為ROHM獨家專利產品。
ROHM領先世界研發出內建電阻的電晶體,並取得專利。

5. 基極為水管閥門、射極為配管、集極為水龍頭。

我們可以藉由水管的構造來比喻電晶體的動作原理。電晶體有三根引腳。分別為「射極(emitter)」、「基極(base)」和「集極(Collector)」,「基極」就像是水管閥門,「集極」就像是水龍頭,而「射極」則像是配管。只要用輕微的力量來控制水管閥門(進入基極的輸入訊號),即可將水龍頭所流出來的水量進行調整(進入集極的電流)…。運用此種日常切身的範例來思考,相信您一定更容易瞭解。

基極為水管閥門、射極為配管、集極為水龍頭。

6.以下為正確的說明

接下來,我們將利用圖1及圖2來說明電晶體的放大原理。首先我們先利用輸入電壓e和偏壓電壓E1產生基極-射極間電壓(VBE),並且讓與前述電壓(VBE)呈比例的電流(IB),也就是hfe (※1)倍的電流(IC)通過集極,當集極電流(IC)通過電阻RL後,電壓IC x RL就會出現在電阻RL的兩端,最後,輸入電壓e就會被轉換(放大)為電壓ICRL,並產生輸出。

※1:hfe電晶體的直流電流放大率

圖1 圖2

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