▼
早在上個世紀初最初的10年，半導體材料已開始被人們應用於通信系統。而在上世紀的上半葉，無線電愛好者們中廣泛流行著的礦石收音收，便是利用了礦石作為半導體材料進行檢波。與此同時，半導體的電學特性也被人們應用在了電話系統中。
1929年，工程師利蓮費爾德已經取得了一種晶體管的專利；但限於當時的科技水平，人們要製造該種器件的材料是不可行的（材料的純度根本無法達到人們預期的標準），致使人們沒辦法制造出該晶體管。
當時，電子管在處理高頻信號的效果並不理想，因而人們便想方設法對礦石收音機中的礦石觸鬚式檢波器進行改進，以求取得突破。該檢波器中有一根與半導體礦石表面接觸的金屬絲，該金屬絲既能讓信號電流沿一個方向流動，又能阻止信號電流朝相反方向流動。二戰前夕，貝爾實驗室的研究人員在尋找更好的檢波材料時，發現摻有某種極微量雜質的鍺晶體，其性能不僅優於礦石晶體，還在某些方面優於電子管整流器。
二戰期間，不少實驗室在研究有關硅、鍺材料的製造方面，取得了不少的成果，這就為後來人們發明晶體管奠定了基礎。
二戰結束後，貝爾實驗室的研究人員為了克服電子管的侷限性，便加緊了對固體電子器件的基礎研究。肖克萊等人探討採用半導體材料製作放大器件的可能性，並決定集中研究鍺、硅等半導體材料。
1945年秋天，貝爾實驗室正式成立了以肖克萊為首的半導體研究小組，該小組的成員包括了布拉頓、巴丁等人。其中，布拉頓早在1929年就在貝爾實驗室工作，並長期從事半導體的研究工作，因此積累了豐富的經驗。該小組經過一系列的實驗和觀察，逐步認識到半導體中電流放大效應產生的原因。當他們在鍺片的底面接上電極，在另一面插上細針並通上電流，然後讓另一根細針儘量靠近它，並通上微弱的電流，這樣就會使原來的電流產生很大的變化。微弱電流少量的變化，會對另外的電流產生很大的影響，這就是“放大”作用。
布拉頓等人還想出有效的辦法來實現這種放大效應。他們在基極和發射極之間輸入一個弱信號，在基極和集電極之間的輸出端，就放大為一個強信號了。在現代電子產品中，上述晶體三極管的放大效應得到了廣泛的應用。
巴丁和布拉頓最初製成的固體器件，放大倍數為50左右。不久之後，他們利用兩個靠得很近(相距0.05毫米)的觸鬚接點，來代替金箔接點，製造了“點接觸型晶體管”。1947年12月，世界上最早且實用的半導體器件問世了。他們首次試驗該器件時，該器件能把音頻信號放大100倍，外形比火柴棍短卻要粗一些。
布拉頓在為該種器件命名時，想到了它的電阻變換特性，即它是靠一種從“低電阻輸入”到“高電阻輸出”的轉移電流來工作的，於是取名為trans-resister(轉換電阻)，後來縮寫為transistor，中文譯名就是晶體管。
點接觸型晶體管有自己的缺點，包括，噪聲大、在功率大時難於控制、適用範圍窄，另外製造工藝複雜，致使許多產品出現故障等缺點。肖克萊等人為了克服該晶體管所具有的這些缺點，於是提出了用一種"整流結"來代替金屬半導體接點的大膽設想。
1950年，世界上第一隻“面結型晶體管”問世了。它的性能與原來肖克萊等人設想的完全一致。1956年，肖克萊、巴丁、布拉頓三人因為發明出了晶體管，同時榮獲諾貝爾物理學獎。即便到今天，全球大部分的晶體管仍是這種面結型晶體管。
1954 年，隨著第一臺晶體管無線電的售出，晶體管成為大眾文化的一部分，這是為晶體管發明者們所稱道的一個發展。
直到20世紀50年代後期，晶體管成為了電子電話轉接系統的一個不可分割的組成部分，也成為便攜式收音機、計算機和雷達等其它重要產品和服務的關鍵組件。
隨著半導體技術的不斷髮展，晶體管的運行速度也隨之變得更快，可靠性更高，成本更低。1959年，隨著人們能夠將大量的晶體管及其它電子器件集成到一塊硅片上的集成電路的發明，晶體管又取得了新的突破。這些微芯片不僅使得晶體管的創新達到了新的高度，而且還推動了信息時代的發展。
自晶體管被人們發明以來，其尺寸不斷地縮小，到了今天，60億個晶體管所佔的面積就相當於一張信用卡的大小。
晶體管內部由兩PN結構成，其三個電極分別為集電極（用字母C或c表示），基極（用字母B或b表示）和發射極（用字母E或e表示）。晶體管的兩個PN結分別稱為集電結（C、B極之間）和發射結（B、E極之間），發射結與集電結之間為基區。
根據結構上的不同，晶體管可分為PNP型和NPN型兩類。在電路圖形符號上可以看出兩種類型晶體管的發射極箭頭（代表集電極電流的方向）不同。PNP型晶體管的發射極箭頭朝內，NPN型晶體管的發射極箭頭朝外。
晶體管三個電極的電極的作用：發射極（E極）用來發射電子；基極（B極）用來控制E極發射電子的數量；集電極（C極）用業收集電子。
晶體管的發射極電流IE與基極電流IB、集電極電流IC之間的關係如下：IE=IB+IC
晶體管屬於電流控制型半導體器件，其放大特性主要是指電流放大能力。所謂放大，是指當晶體管的基極電流發生變化時，其集電極電流將發生更大的變化或在晶體管具備了工作條件後，若從基極加入一個較小的信號，則其集電極將會輸出一個較大的信號。
晶體管的基本工作條件是發射結（B、E極之間）要加上較低的正向電壓（即正向偏置電壓），集電結（B、C極之間）要加上較高的反向電壓（即反向偏置電壓）。
晶體管發射結的正向偏置電壓約等於PN結電壓，即硅管為0.6~0.7V，鍺管為0.2~0.3V。集電結的反向偏置電壓視具體型號而定。
晶體管有截止、導通和飽和三種狀態。在晶體管不具備工作條件時，它處截止狀態，內阻很大，各極電流幾乎為0。
當晶體管的發射結加下合適的正向偏置電壓、集電結加上反向偏置電壓時，晶體管導通，其內阻變小，各電極均有工作電流產生（IE=IB+IC）。適當增大其發射結的正向偏置電壓、使基極電流IB增大時，集電極電流IC和發射極電流IE也會隨之增大。
當晶體管發射結的正向偏置電壓增大至一定值（硅管等於或略高於0.7V，鍺管等於或略高於0.3V0時，晶體管將從導通放大狀態進入飽和狀態，此時集電極電流IC將處於較大的恆定狀態，且已不受基極電流IB控制。晶體管的導通內阻很小（相當於開關被接通），集電極與發射極之間的電壓低於發射結電壓，集電結也由反偏狀態變為正偏狀態。
閱讀更多 我為科技狂 的文章
