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)，和所其他現(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。

晶體管的重要性

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(duì)電信號(hào)有放大和開關(guān)等作用，應(yīng)用十分廣泛。輸入級(jí)和輸出級(jí)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(jiǎn)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(jí)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(zhēng)奪電子領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)地位，世界各國(guó)展開了激烈的競(jìng)爭(zhēng)。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(chǎng)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(shì)，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(guó)政府的要求，也為隨后晶體管的發(fā)明打下了伏筆。

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(qǐng)。最終還是獲得了第一個(gè)晶體管專利的授權(quán)。

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。

4）硅晶體管

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

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。科學(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(chǎng)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。

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。

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。

晶體管的優(yōu)點(diǎn)

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(zhǎng)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(duì)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(cè)量、記錄等方面，晶體管是非常有優(yōu)勢(shì)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(jiǎn)便，有利于提高元器件的安裝密度。

晶體管的分類

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(jiǎn)稱金封）晶體管、塑料封裝（簡(jiǎn)稱塑封）晶體管、玻璃殼封裝（簡(jiǎn)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。