晶体管的名称来自“传输”和“电阻”,它是微电子集成电路的基本元件,在纳米电子尺度上经过必要的改变后,它仍将保持原有的地位:它还非常适合放大等功能,它还执行一项基本功能,即根据需要打开或关闭电流,就像一个开关装置(图)。因此,它的基本工作原理可直接应用于逻辑电路(反相器、门、加法器和存储单元)中二进制代码的处理(0,电流被阻止,1,电流通过)。晶体管基于电子在固体中而不是在真空中的传输,就像旧式三极管的电子管一样,它由三个电极(阳极、阴极和栅极)组成,其中两个电极用作电子储存器:源极用作电子管的发射极灯丝,漏极用作集电板,栅极用作“控制器”。这些元件在当今使用的两种主要晶体管类型中以不同的方式工作:先出现的双极结型晶体管和场效应晶体管 (FET)。双极晶体管使用两种类型的电荷载体,电子(负电荷)和空穴(正电荷),并由相同掺杂(p 或 n)的半导体衬底部分组成
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可获得受控电子流的装置是所有电子电路的基本组成部分。在 1948 年发现晶体管之前,此类装置大多是真空管(也称为阀门),例如真空二极管具有两个电极,即阳极(通常称为极板)和阴极;三极管具有三个电极——阴极、极板和栅极;四极管和五极管(分别有 4 个和 5 个电极)。在真空管中,电子由加热的阴极提供,通过改变不同电极之间的电压可获得这些电子在真空中的受控流动。电极间空间必须为真空,否则移动电子可能会在与其路径中的空气分子碰撞时失去能量。在这些装置中,电子只能从阴极流向阳极(即只能朝一个方向流)。因此,此类装置通常被称为阀门。这些真空管设备体积庞大,功耗高,通常在高电压(~100 V)下工作,寿命有限,可靠性低。现代固态半导体电子器件的发展可以追溯到 20 世纪 30 年代,当时人们意识到某些固态半导体及其结可以控制流经它们的电荷载流子的数量和方向。光、热或施加的小电压等简单激励可以改变半导体中移动电荷的数量。请注意,电源