電晶體 （Transistor）

電晶體 （Transistor）
國立台南女子高級中學物理科邱世寬老師/國立彰化師範大學洪連輝教授責任編輯

電晶體（transistor）是半導體元件(semiconductor device)之一，一般常用於電子訊號的放大(amplify)或者當成開關(swich)使用。電晶體也是建構電腦、行動電話(cellular phone)和其他現代電子裝置(electronic device)的基本積木。

大部分的電晶體存在於積體電路(integrated circuit)中，但也有些電晶體是單顆存在的。例如常用的microSDHC記憶卡(SDHC記憶卡全名Secure Digital High Capacity)尺寸約為指甲大小，卻有超過500億顆的電晶體在其中。

我們可以使用電子基本元件來使較小電流或電壓控制較大電流，以達到放大 電子訊號的目的。電晶體就是可以達到這類目的的基本元件之一。電晶體主要分為兩大類：雙極性電晶體（Bipolar Juction Transistor；BJT）和場效電晶體（Field Effect Transistor；FET）。雙極性接面電晶體(BJT)的操作原理是利用電流來控制電流，而場效電晶體（FET）的操作原理不同於雙極性電晶體 （BJT），它是利用電場來控制電流的大小，故稱為（電）場效（應的）電晶體。電晶體有三個電極；雙極性電晶體的三個電極，分別由N型跟P型組成射極 （Emitter）、基極 (Base) 和集極（Collector）; 場效應電晶體的三個電極，分別是源極 （Source）、閘極（Gate）和汲極（Drain）。電晶體因為有三種極性，所以也有三種的使用方式，分別是射極接地(又稱共射放大、CE組態)、 基極接地(又稱共基放大、CB組態)和集極接地(又稱共集放大、CC組態、射極隨隅器)。在雙極性電晶體中，射極到基極的很小的電流會使得射極到集極之間 產生大電流；在場效應電晶體中，在閘極施加小電壓即可來控制源極和汲極之間的電流。

BJT與JFET的比較
載子 操作型態 作用 反應速率 功率
BJT 雙極性 以電流控制電流 放大或開關 快 耗電
JFET 單一載子 以電壓控制電流 放大或開關 慢 省電

在1950年之前，接點電晶體型的固態放大器誕生，但這款電晶體性能差，增益低、頻寬小雜訊甚多，因此並無商業價值。但自從Shockly提議用接面 (bipolar juction)取代接點(point contact)後，這一個許久未曾使用的電晶體符號又再度的廣泛出現於電路圖中。

在類比電路中，電晶體通常被用在擴大器(amplifier)和線性整流供應器(linear regulated power supplies)。此外它也可應用於數位電路上，在數位電路裡，它通常被拿來當作電子開關，鮮少被獨立使用，總是用來組成一個積體電路。數位電路是由邏 輯閘(logic gate)、隨機存取記憶體(RAM)、微處理器(microprocessor)、數位訊號處理器(digital signal processor)所組成的。

電晶體被認為是二十世紀裡最偉大的發明。它是現代電子學裡的關鍵零組件，它對現今社會的重要貢獻在於它能被大量的自動製造且成就了令人吃驚的低價位。

參考資料：
英文維基百科版：http://en.wikipedia.org/wiki/Transistor