三极管是一类重要的核心元器件，分为电子三极管和晶体三极管。出现最早的是电子三极管，由李.德.弗雷斯特 （De Forest Lee ）在1906年发明，41年后（1947年），贝尔实验室的三位科学家肖克利、巴丁和布拉顿，联合发明晶体三极管。
电子三极管
两种三极管的发明，完美演绎了后浪拍死前浪的科技淘汰律，现在，电子三极管基本被淘汰出局，现在属于晶体三极管的天下。晶体三极管被誉为20世纪最重要的发明，其重要性堪比原子弹，肖克利等三人因此获得1956年诺贝尔物理学奖。
从后来的发展情况看，晶体三极管已经成为芯片的核心元件，而芯片又是现代信息社会的基石，足见诺贝尔物理学奖没有颁错人。
晶体三极管的一个重要作用是能放大信号，那么，它是如何做到的呢？
李.德.弗雷斯特 （De Forest Lee ）
晶体三极管的类型多如过江之鲫，下面以N沟道型MOS三极管（简称NMOS三极管）为例说明。
NMOS三极管的基本结构是，在P型硅半导体基材表面设计有岛状N+型区域，输入电子的N+型区域叫“源”，排出电子的N+型区域叫“漏”，在源和漏两区域之间的P型硅半导体基材表面设有二氧化硅绝缘膜，这一绝缘膜叫“栅绝缘膜”。在栅绝缘膜上设有栅电极，简称“栅极”，同时分别在“源”和“漏”上也分别引出电极，即“源极”和“漏极”。
N沟道型MOS三极管模型
同时在P型硅半导体基材上也引出电极，简称基板电极。
为方便理解NMOS三极管的放大效应，我以大家熟知的水龙头作类比。一般水龙头有三个结构，进水管（相当于源极），水龙开关（相当于栅极），出水管（相当于漏极）。水龙头关闭后，我们拧水龙开关，开始几圈，出水管不会有水流出，但拧的圈数多了，出水管会有水流出，继续拧开关，出水管的水流会随之大幅增加。
NMOS三极管的放大效应与水龙头排水类似。
当源极有电子涌入时，栅极的电压会升高（相当于开始拧水龙开关），但漏极并不会有电流（相当于出水管没有水流出），随着栅极的电压升高到某一值（即阈值电压，threshold voltage），源区与漏区之间的半导体基材表面会立即形成电子沟道，电子随之从源极向漏极运动，这个过程相当于水龙开关拧到某一圈（阈值电压）时，刚好让水开始通过。
此后，随着栅极电压的继续升高，漏极的电流随之增加，这就是晶体三极管的放大原理。
可以看出，晶体三极管的工作原理有两大特点：
- 1、源极电压影响栅极电压，栅极电压影响漏极电流大小；
- 2、只有栅极电压达到阈值电压并继续升高时，漏极电流才会增大，产生放大作用；
晶体三极管的电流-电压之间的关系详见下图。
感觉晶体三极管放大原理比较难懂的网友，记住水龙头控制水流的原理即可以理解：
刚开始拧水龙头开关，不会有水通过；拧到一定圈数，出水管有水出现，此时随着拧动开关圈数的增加，出水管的出水量也增加。
最后特别说明一下，电子的运动方向和电流方向相反（中学物理知识），所以电子从源极向漏极运动，电流却是从漏极流向源极，这就是源极要接地的原因。
《集成电路（IC）制程简论》，作者/田民波，清华大学出版社。
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