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電晶體最早源於二戰期間山姆大叔軍事上的需求。1947年12月,貝爾實驗室成功研製出世界上第一個電晶體!1954年,世界上第一臺沒有電子管的計算機誕生。1961年,羅伯特洛里斯獲得第一個積體電路專利。自1972年開始,Intel的處理器從包含2000多個電晶體到超過20億個,到2008年,60億枚電晶體所佔面積不過一張信用卡大小!

1883年,著名的交流電發明者特斯拉的死對頭愛迪生在的尋找電燈泡最佳燈絲材料時,無意中發現沒有連線在電路里的銅絲,卻因接收到碳絲髮射的熱電子產生了微弱的電流,由於他老人家當時正在潛心研究城市直流供電系統,並沒有深入研究這一現象,但具有敏銳企業家眼光的愛迪生將這一發明申請了專利,並命名為“愛迪生效應”。1904年,弗萊明根據愛迪生效應研發出了世界上第一隻電子二極體,在隨後短短几年,電子二極體、電子三極體等電子管器件迅猛發展,佔據電子技術領域裡據統治地位四十餘年!

雖然電子管開啟了電子時代的新篇章,但是用起來還是很不爽!首先電子管體積很大,世界上第一臺計算機用了約1.8W只電子管,用得起的人都是土豪,因為它佔地約170m2,需要一個大豪斯!同時還存在功耗大、發熱量大、能效低、壽命短,結構脆等諸多缺點。總體來說,除了冬天可以取取暖,其他的基本上都是硬傷。隨著對電子管的越來越不爽,電晶體上場了,總之就是一句話,就是要幹掉你,馬不停蹄地幹掉你。

電晶體最早源於二戰期間山姆大叔軍事上的需求。1947年12月,貝爾實驗室成功研製出世界上第一個電晶體。1954年,世界上第一臺沒有電子管的計算機誕生。1961年,羅伯特洛里斯獲得第一個積體電路專利。自1972年開始,Intel的處理器從包含2000多個電晶體到超過20億個,到2008年,60億枚電晶體所佔面積不過一張信用卡大小!

(注:積體電路(Integrated Circuit)是指採用一定的工藝,把若干電晶體、電阻、電容和電感等元件製作在一小塊或幾小塊半導體晶片或介質基片上,然後封裝在一起而成的微型結構。)

相對於電晶體,電子管基本沒有任何優勢!電晶體的壽命比電子管長100到1000倍,功耗僅為電子管的十分之一或百分之一,而且實用性高、耐衝擊、放熱少,這下電子管沒得玩了。自從電晶體被髮明那一刻起,就迅速引領電子技術領域,電晶體實際上是所有現代電器的最為關鍵的元件之一。電晶體作為人類歷史上偉大的發明之一,其重要性不亞於蒸汽機、汽車、電話的發明。

電晶體是指以半導體材料為基礎的元件,包含晶體二/三極體、場效應電晶體等。其中場效應電晶體(Field Effect Transistor縮寫FET)包括結型(Junction FET,簡稱JFET)和金屬-氧化物型(Metal-OxideSemiconductor FET,簡稱MOSFET或MOS管)。今年10月份,美國開發出了世界上最小的電晶體,其柵極線寬只有1奈米,再一次拯救了摩爾定律!

三極體和MOS管廣泛應用汽車、航空航天、工業控制等電子技術領域。MOS管導通壓降小、導通電阻小、損耗小、噪聲係數小,是電壓控制型元件。三極體是電流控制型元件,成本比較低。選器件時,先考慮三極體,如不滿足需求,再選MOS管。一般來說,高頻、高壓、大電流、低噪聲等場合,首選MOS管!

最後還需要談的是絕緣柵雙極型電晶體 (Insulated Gate Bipolar Transistor,簡稱IGBT),它是由晶體三極體和絕緣柵型的MOSFE組成的複合全控型電壓驅動式功率半導體器件,算是一個混血兒吧,兼有MOS管的高輸入阻抗和大功率電晶體的低導通壓降的優點,具有驅動電流大、驅動功率小,開關頻率快、導通壓降大等特點,廣泛應用於開關電源、牽引傳動等直流高壓和交流電機領域!

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