晶体管
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晶体管（transistor）是一种固体半导体器件，可以用于放大、开关、稳压、信号调制和许多其他功能。
晶体管作为一种可变开关，基于输入的电压，控制流出的电流，因此晶体管可做为电流的开关，和一般机械开关（如Relay、switch）不同处在于晶体管是利用电讯号来控制，而且开关速度可以非常之快，在实验室中的切换速度可达100GHz以上。
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介绍
晶体管主要分为两大类：双极性晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET）。
晶体管有三个极；双极性晶体管的三个极，分别由N型跟P型组成发射极（Emitter）、基极 (Base) 和集电极（Collector）; 场效应晶体管的三个极, 分别是源极 （Source）、栅极（Gate）和漏极（Drain）。
晶体管因为有三种极性，所以也有三种的使用方式，分别是发射极接地(又称共射放大、CE组态)、基极接地(又称共基放大、CB组态)和集电极接地(又称共集放大、CC组态、发射极随隅器)。
在双极性晶体管中，发射极到基极的很小的电流, 会使得发射极到集电极之间, 产生大电流; 在场效应晶体管中，在栅极施加小电压, 来控制源极和漏极之间的电流。
在模拟电路中，晶体管用于放大器、音频放大器、射频放大器、稳压电路; 在计算机电源中，主要用于开关电源。
晶体管也应用于数字电路，主要功能是当成电子开关。数字电路包括逻辑门、随机存取内存 (RAM) 和微处理器。
晶体管在使用上有许多要注意的最大额定值，像是最大电压、最大电流、最大功率……，在超额的状态下使用，晶体管内部的结构会被破坏。每种型号的晶体管还有特有的特性，像是直流放大率hfe、NF噪讯比…等，可以借由晶体管规格表或是Data Sheet得知。
晶体管在电路最常用的用途应该是属于讯号放大这一方面，其次是阻抗匹配、讯号转换……等，晶体管在电路中是个很重要的元件，许多精密的组件主要都是由晶体管制成的。
历史
IBM将于12月在旧金山国际电子设备大会上介绍新晶体管设计方案的详细内容，并于2005～2006年投入生产，其210GHz晶体管已于2001年6月推出，相关芯片在2003年末或2004年初上市。
2005年2月22日，财政部和国家税务总局联合下发《关于扶持薄膜晶体管显示器产业发展税收优惠政策的通知》对液晶显示器生产企业实施一系列包括免征部分原材料进口关税、部分生产设备进口关税和增值税、缩短生产性设备的折旧年限在内的税收优惠政策。
专家认为每个晶体管最低价格底线出现在2003～2005年，从经济观点看，没有必要把晶体管做得更小了。
到2005年，芯片所含晶体管数将高达几十亿只，频率也将高达几千兆赫。
预计在2005年将推出采用全新的TeraHertz晶体管架构的产品。
到2005年芯片上集成2亿个晶体管时就会热得像“核反应堆”进入2010年时芯片的温度就会达到火箭发射时高温气体喷嘴的温度水平，而到2015年芯片就会与太阳的表面一样灼热。
2005年公司才把研发重点转向液晶玻壳，并与郑州市建设投资总公司共同投资近22亿元启动薄膜晶体管液晶显示器件玻璃基板生产线项目。
预计至2004年，hitel将可推出在新的直径为300毫米（约12英寸）的晶圆片（晶圆片尺寸一般十年翻一番）上能够刻出容纳5亿个晶体管的芯片。
例如，2004年投入应用的90nm艺，其中半节距为90nm，而晶体管的物理栅长为37nm
2004年业界已采用超薄SOI晶圆推出0.1μm1亿个晶体管的高速CMOS电路。
夹海来风TFTLCD成为台湾下一波新产业投资焦点未来两年内我国台湾在大型薄膜晶体管液晶显示器（TFT-LCD）产业的投资将近1000亿元（新台币）根据“工研院电子所”估计，到2003年可以创造2000亿元年产值，成为继半导体产业之后，另一波带动台湾经济成长的重点产业。
2003年使用的90nm工艺又有了一些变化，同样除了线长和门长度的缩短以外，应变硅 Strainedsi）被首次引入了晶体管中以解决晶 体管内部电流通路问题。
据统计，2003年单位芯片的晶体管数目与1963年相比增加了10亿倍。
Barton：在2002年下半年，AMD将会发布应用SOI（硅连接）晶体管结构的Barton内核处理器。
结果从2002年1月1日起，我国对移动通信基站，移动通信交换机，大、中、小型计算机，喷墨、激光打印机，传真机，电阻器，电位器，晶体管及集成电路等122个关税税目的主要信息技术产品实行零关税，占我国信息技术产品总税目（共251个）的49％左右。
2002年以来，日本以外的市场对彩色超向量扭曲薄膜晶体管LCD的需求激增。
根据中国加入世界贸易组织信息技术产品协议的承诺，2002年中国将对移动通信基站、移动通信交换机、大中小型计算机、喷墨、激光打印机、传真机、电阻器、电位器、晶体管及集成电路等122个关税税目的主要信息技术产品实行零关税。
2002年9月15日在美国硅谷举办的微处理器论坛上，世界芯片业霸主、美国英特尔公司表示，该公司将在2007年推出集成10亿个晶体管和运行速度高达6GHz电脑芯片，让世界芯片进入10亿晶体管时代，同时证明摩尔定律这棵发明理论之树常青。
2002年5月，IBM开发出速度远超过现在最先进的硅晶体管的碳纳米晶体管，实用化进程再次加速。
而在2001年年底到2002年年初的这段时间里，英特尔公司的产品线将全部转移到0.13微米封装工艺，所采用的晶体管制造技术为70纳米。
2001年9月25日，投资金额14．8亿美元的中芯国际集成电路制造（上海）有限公司，在上海张江高新科技园区举行了“中芯第一芯”投产庆典，庆祝第一片8英寸、0.25微米以下线宽（指芯片上晶体管之间的距离，越短则同一个芯片上可排列的晶体管越多，技术水平越高）的芯片上线生产。
2001年，贝尔实验室发明了世界上第一个分子级晶体管，从而成为继1947年发明，标志着通信和技术新时代到来的晶体管之后的又一个科学里程碑。
2001年7月18日，青岛晶体管实验所开岛城科研院所改制之先河：130名职工出资100万元将其买断，斯时，这个实验所在国有体制下经营了35年。
2001年6月，IBM宣布单个硅锗晶体管的工作频率达到210GHz，工作电流1mA，比上一代硅锗晶体管速度提高了80%，功耗降低了50%。
2001年，Avouris等人利用此法制造成功了世界上第一列碳纳米管晶体管1451。
2001年4月，IBM公司宣布世界上第一个碳纳米材料晶体管阵列，从而使“分子计算机”的理想开始走向现实。
2000年英特尔公司推出“奔腾4”处理器，运行速度高达1.5GHz，集成的晶体管数量高达4200万，每秒运算量高达15亿次。
2000年 11月，容纳4200万个晶体管的奔腾4处理器的诞生，其卓越的创新使处理器技术跨入了第7代。
2000年 12月，英特尔公司率先在业界开发出栅极长度为30nm的单晶体管；2001年6月，英特尔又将这一纪录提高到20nm；同年11月26日，英特尔宣布已开发出栅极长度仅为15nm的新型晶体管，同时单个晶体管的实际工作频率已经能达到2.63THz。
到了2000年，每个设计工程师进行新设计时的生产率为2683个晶体管/周，而采用IP进行设计其生产率约为30000个晶体管/周，效率提高非常明显，可以说IP重用是重要的生产力要素。
同时，毫米波功率晶体管可能在2000年前后转到小批量的试制生产。
预计到2000年左右，全球将有1GDRAM和可包含500亿只晶体管的单片系统问。
2000年初，美国贝尔实验室开发出50 nm向晶体管，该晶体管建在芯片表面，电流垂直流动，在晶体管的两个相对的面各有一个门，从而提高了运算速度。
例如，2000年中国从马来西亚进口的28.8亿美元的机电产品中，一半以上是显像管、晶体管和集成电路。
随着1999年9月第一批（TFT-LCD）彩色液晶显示器的产出，中国内地不能生产薄膜晶体管彩色液晶显示器的历史宣告结束。
早在1999年，富士通投入８亿美元在本州岛建成了一座可以生产超薄晶体管的工厂，那些平薄如纸的晶体管全部用于制造柔软的可卷曲的塑料液晶。
1999年初 全国各高空台站开始使用晶体管回答器。
1998年，国际商用机器公司托马斯•沃特森研究中心的费宗•阿武里斯和荷兰德尔夫特科技大学的塞斯•德克尔证实，单个碳纳米管具有晶体管功用。
自从1998年碳纳米管应用于制作室温下场效应 晶体管以来，对碳纳米管制作纳米尺度的分子器件的研究得到了长足的发展。
据1998年2月26日《科技日报》的报导，美国桑迪亚国家实验室根据量子物理的基本原理制造出量子晶体管样管，较好地解决了批量生产的工艺问题。
1998年3月 英特尔公司制成包含702亿个晶体管的集成电路芯片 这表明集成度这一微电子技术的重要指标 在不到40年内便提高了7000万倍。
1997年，包含750万个晶体管的奔腾 处理器面世。
1997年，Intel推出了包含750万个晶体管的奔腾 处理器，这款新产品集成了IntelMMX媒体增强技术，专门为高效处理视频、音频和图形数据而设计。
在1997年，每个设计工程师进行新设计时的生产率为1100个晶体管/周，而采用IP模块进行设计的生产率为2100个晶体管/周。
我们试制了具有较高输入阻抗的晶体管放大器，1997年7月29日在主站端试用，结果激活了至周浜站的通道，连续数天的通信不中断。
微处理器技术另一个突破是芯片制造技术的革新，IBM于1997年9月22日宣布了用铜代替铝制造晶体管的新工艺，使电子线路体积更小，从而速度更快，效能更高。
1997年9月IBM公司宣布研制成功种铜鹜代铝制作晶体管的新生产工艺。
自1997年起经过各厂家、用户等有关部门的共同努力，目前全国绝大部分省局已经使用晶体管回答器。
1995年底开鲜的晶体管构造计划，于1996年6月，第一批产靛经测试是非常成功的。
1995年该厂上了两台单仓式晶体管高压静电除尘器，用在成品两台球磨机上。
1995年11月9日首先对其中一台晶体管励磁装置进行改造。
如索尼公司1995年掌握了晶体管方面的核心专长，生产出第一代晶体管收音机，体积小，每台标价仅29.95美元，做到了价廉物美，迅速占领了世界市场。
1994年初美国LSI公司研制成功集成度达900万个晶体管的逻辑芯片，0.5μm 3V
日本松下公司最早用SMT制作10nm质量硅量子线，1994年在瑞士召开的国际纳米工程会议上，首次展示用SMT探针制作的晶体管单元电路。
基本原理
重要性
晶体管被认为是现代历史中最伟大的发明之一，在重要性方面可以与印刷术，汽车和电话等的发明相提并论。晶体管实际上是所有现代电器的关键主动（active）元件。晶体管在当今社会的重要性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。
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，电容一起被装配在微芯片（芯片）上以制造完整的电路。模拟的或数字的或者这两者被集成在同一颗芯片上。设计和开发一个复杂芯片的生产成本是相当高的，但是当分摊到通常百万个生产单位上，每个芯片的价格就是最小的。一个逻辑门包含20个晶体管，而2005年一个高级的微处理器使用的晶体管数量达2.89亿个。
晶体管的低成本，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。在控制电器和机械方面，晶体管电路也正在取代电机设备，因为它通常是更便宜，更有效地仅仅使用标准集成电路并编写计算机程序来完成同样的机械任务，使用电子控制，而不是设计一个等效的机械控制。
因为晶体管的低成本和后来的电子计算机，数字化信息的浪潮来到了。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。
类型
晶体管种类很多，依工作原理可粗分为双极性接面晶体管(bipolar junctiontransistor,BJT) 和场效晶体管(field effect transistor, FET)。
| 分类 | P型半导体 | N型半导体 | 真性半导体 | 不纯物半导体 |
|---|---|
| 种类 | 窒化物半导体 | 酸化物半导体 | 非晶半导体 | 电界型半导体 | 磁性半导体 |
| 半导体器件 | 集成电路（IC） | 微处理器 | 内存 | 晶体管-晶体管逻辑电路 |
| 固体物理理论 | 能带结构 | 能带计算 | 第一原理计算 | 导带 | 价带 | 禁带 | 费米能 | 不纯物准位 | 电子 | 空穴 | 施主（提供者） | 受主 | 物性物理学 |
| 晶体管 | 闸流体 | 双极性晶体管(PNP、NPN) | 场效电晶体管 | Power MOSFET | 薄膜晶体管（TFT） | CMOS | 増幅回路 |
| 关连 | 二极管 | 太阳能电池 | 发光二极管 |
| 其他 | PN结 | 耗尽层 | 欧姆接触 | 肖特基接触 | MOS接合 | 电子学 | 电路 | 半导体器件制造 | 金属 | 绝缘体 |
参见
外部链接
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