推动全球半导体电子工业的器件晶体管丨

第一个晶体管

晶体管（英语：transistor），早期音译为穿细丝体，是一种类似于阀门的固体半导体器件，可以用于放大、开关、稳压、信号调制和许多其他功能。在年，由约翰·巴丁、沃尔特·布拉顿和威廉·肖克利所发明。当时巴丁、布拉顿主要发明半导体三极管；肖克利则是发明PN二极管，他们因为半导体及晶体管效应的研究获得年诺贝尔物理奖。

第一个晶体管的复制品

在晶体管发展之前，真空管是电子设备中主要的功率器件。晶体管因为有以下的优点，因此可以在大多数应用中代替真空管：

1、没有因加热阴极而产生的能量耗损，应用真空管时产生的橙光是因为加热造成，有点类似传统的灯泡。

2、体积小、重量低，因此有助于电子设备的小型化。

3、工作电压低，只要用电池就可以供应。

4、在供电后即可使用，不需加热阴极需要的预热期。

5、可透过半导体技术大量的生产。放大倍数大。

相较于真空管，晶体管也有以下的限制：

1、硅晶体管会老化及失效。

2、高功率、高频率的应用中（例如电视广播），因真空管中的真空有助提升电子迁移率，效果会比晶体管要好。

3、固体电子器件在应用时比较容易出现静电放电现象。

晶体管由半导体材料组成，至少有三个对外端点（称为极），(C)集电极、(E)发射极、(B)基极，其中(B)基极是控制极，另外两个端点之间的伏安特性关系是受到控制极的非线性电阻关系。晶体管基于输入的电流或电压，改变输出端的阻抗，从而控制通过输出端的电流，因此晶体管可以作为电流开关，而因为晶体管输出信号的功率可以大于输入信号的功率，因此晶体管可以作为电子放大器。

晶体管被认为是现代历史中最伟大的发明之一，可能是二十世纪最重要的发明，它让收音机、计算器、电脑、以及相关电子产品变得更小、更便宜。

在重要性方面可以与印刷术，汽车和电话等发明相提并论。晶体管是所有现代电器的关键主动（active）器件。晶体管在当今社会如此重要，主要是因为晶体管可以使用高度自动化的过程进行大规模生产的能力，因而可以不可思议地达到极低的单位成本。年贝尔实验室发明晶体管已被列在IEEE里程碑列表中。

虽然数以百万计的单体晶体管还在使用，绝大多数的晶体管是和二极管，电阻器，电容器一起被装配在微芯片（芯片）上制造完整的电路。可能是模拟的、数字的，或是混合的芯片上。设计和开发复杂芯片的成本是相当高的，但是若分摊到百万个生产单位上，对每个芯片价格的影响就不大。一个逻辑门包含20个晶体管，而年一个高级的微处理器使用的晶体管数量达14亿个。

晶体管的成本，灵活性和可靠性使得其成为非机械任务的通用器件，例如数字计算。晶体管电路在控制电器和机械的应用上，也正在取代电机设备，因为它通常是更便宜而有效，使用电子控制时，可以使用标准集成电路并编写计算机程序来完成一个机械控制同样的任务。

因为晶体管和后来的电子计算机的低成本，开始了数字化信息的浪潮。由于计算机提供快速的查找、分类和处理数字信息的能力，在信息数字化方面投入了越来越多的精力。今天的许多媒体是通过电子形式发布的，最终通过计算机转化和呈现为模拟形式。受到数字化革命影响的领域包括电视，广播和报纸。

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