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科普知识|晶体管的演变

高工
2022-10-02 10:56:10     打赏
你知道芯片里面这个5nm晶体管是怎么来的吗?


1948年贝尔电话研究所诞生

1948年,晶体管的发明给当时的电子工业界来带来了前所未有的冲击。而且,正是这个时候成为了今日电子时代的开端。
之后以计算机为首,电子技术取得急速发展。正因为它如此地丰富了人们的生活,就其贡献度而言,作为发明者的3位物理学家--肖克莱博士、巴丁博士和布菜顿博士,当之无愧地获得了诺贝尔奖。
恐怕今后的发明都难以与晶体管的发明相提并论。总之,晶体管为现代社会带来了巨大的影响。

从锗到硅

最初,晶体管是由锗(半导体)做成的。

但是,锗具有在80°C左右时发生损坏的缺点,因此现在几乎都使用硅。


硅是可以耐180°C左右热度的物质。


晶体管的作用是"增幅"和"开关"

比如收音机。放大空中传播的极微弱信号,使音箱共鸣。这一作用便是晶体管的增幅作用。不改变输入信号的波形,只放大电压或电流。


这是模拟信号的情况,但是计算机等使用的数字信号中,晶体管起着切换0和1的开关作用。


IC及LSI归根结底是晶体管的集合,其作用的基础便是晶体管的增幅作用。


集电阻和晶体管于一体

原来基板上的电阻和晶体管分别安装,数字晶体管即是内置了电阻的晶体管。


数字晶体管有诸多优点如:
1. 安装面积减少 2. 安装时间减 3. 部件数量减少 等等。


image.png


数字晶体管是ROHM的专利。


内置电阻的晶体管是由ROHM最早开发并取得专利的。



基极是自来水的阀门,****极是配管,集电极是水龙头

用自来水的构造来举例说明晶体管的作用。把晶体管的3个引脚-基极、集电极和****极分别视作自来水的阀门、水龙头和配管。通过微小之力(即基极的输入信号)来控制自来水的阀门,从而调节水龙头喷出的巨大的水量(即集电极电流)。借此,可以通俗地领会这一原理。


image.png


描述

下面通过图1及图2对晶体管的增幅原理作进一步详尽的说明。与输入电压e和偏压E1构成的基极-****极间电压 (VBE) 成比例的电流 (IB) 的hFE※1 倍的电流 (IC) 流经集电极。


这一集电极电流IC流经电阻RL,从而IC×RL的电压反映在电阻RL两端。最终,输入电压e被转换(增幅)成ICRL电压反映在输出。


※1:hFE晶体管的直流电流增幅率。
image.png





关键词: 科普知识     晶体管     演变    

专家
2022-10-02 12:52:22     打赏
2楼

写的好,参考和学习


专家
2022-10-02 13:39:45     打赏
3楼

谢谢提供学习了


院士
2022-10-02 17:46:35     打赏
4楼

谢谢分享。


院士
2022-10-02 19:58:02     打赏
5楼

谢谢分享


专家
2022-10-02 20:00:16     打赏
6楼

感谢分享


专家
2022-10-02 20:05:50     打赏
7楼

感谢分享


专家
2022-10-02 20:16:06     打赏
8楼

看看


专家
2022-10-03 09:26:43     打赏
9楼

谢谢分享


专家
2022-10-03 09:36:59     打赏
10楼

谢谢分享


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