雙極性電晶體
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雙極性電晶體(英語:bipolar transistor),全稱雙極性接面型電晶體(bipolar junction transistor, BJT),俗稱三極體,是一種具有三個終端的電子元件。雙極性電晶體是電子學歷史上具有革命意義的一項發明,[1]:79其發明者威廉·肖克利、約翰·巴丁和沃爾特·布喇頓被授予1956年的諾貝爾物理學獎。[2]
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這種電晶體的工作,同時涉及電子和電洞兩種載子的流動,因此它被稱為雙極性的,所以也稱雙極性載子電晶體。這種工作方式與諸如場效電晶體的單極性電晶體不同,後者的工作方式僅涉及單一種類載子的漂移作用。兩種不同摻雜物聚集區域之間的邊界由PN接面形成。[3]:95
雙極性電晶體由三部分摻雜程度不同的半導體製成,電晶體中的電荷流動主要是由於載子在PN接面處的擴散作用和漂移運動。以NPN電晶體為例,按照設計,高摻雜的射極區域的電子,通過擴散作用運動到基極。在基極區域,電洞為多數載子,而電子少數載子。由於基極區域很薄,這些電子又通過漂移運動到達集極,從而形成集極電流,因此雙極性電晶體被歸到少數載子設備。[4]:30[5]:35
雙極性電晶體能夠放大訊號,並且具有較好的功率控制、高速工作以及耐久能力,[6]:48,所以它常被用來構成放大器電路,或驅動揚聲器、電動機等設備,並被廣泛地應用於航太工程、醫療器械和機器人等應用產品中。[6]:48
通斷(傳遞訊號)時的雙極電晶體表現出一些延遲特性。大多數電晶體,尤其是功率電晶體,具有長的儲存時間,限制操作處理器的最高頻率。一種方法用於減少該存儲時間是使用Baker clamp。