電晶體到底是什麼

看看矽谷發展一切的源頭——電晶體到底是什麼。

電晶體的主要功能有兩個:「放大信號」與「開關」。

電晶體就像是數位訊號的「收音機」──收音機的原理是將微弱的訊號放大、用喇叭發聲出來,電晶體能將訊號的電流放大;而數位訊號是由0與1組成,1代表著電流「開」、0代表著電流「關」,電晶體以每秒超過 1千億次的開關來運作,讓電流以特定方式通過。

這邊讓我們來簡單談談電晶體的運作原理。

電晶體由矽組成,而矽是 4 顆電子。在矽半導體中加入元素磷,具有 5 顆電子、比矽多一顆電子(-)變成 N 型電晶體 (Negative)。

另外加入元素硼,具有 3 顆電子、 比矽少一顆電子(-)變成 P 型電晶體 (Positive) 。電晶體兩端可以通電,稱為「源極」和「汲極」。

由於P型和N型分別多了電子和少了電子,所以電晶體在 N 型和 P 型接起來的狀態下電子不會流通,此時電流開關為「關」。

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為了達到開關的效果,我們使用第三個電極「閘極」(Gate) 取代機械按鈕開關;閘極間以氧化層和半導體隔絕。若我們在閘極上方施以正電電壓,讓 N 型多出來的電子能夠重新流通、並從源極流到汲極,此時電流開關為「開」。 上述即為半導體元件電晶體如何藉由加入雜質(磷、硼)來控制導電性、進而控制電流開關的原理。

來源: https://kopu.chat/2017/03/24/ic-terms/