三極管是一類重要的核心元器件，分為電子三極管和晶體三極管。出現最早的是電子三極管，由李.德.弗雷斯特 （De Forest Lee ）在1906年發明，41年後（1947年），貝爾實驗室的三位科學家肖克利、巴丁和布拉頓，聯合發明晶體三極管。
電子三極管
兩種三極管的發明，完美演繹了後浪拍死前浪的科技淘汰律，現在，電子三極管基本被淘汰出局，現在屬於晶體三極管的天下。晶體三極管被譽為20世紀最重要的發明，其重要性堪比原子彈，肖克利等三人因此獲得1956年諾貝爾物理學獎。
從後來的發展情況看，晶體三極管已經成為芯片的核心元件，而芯片又是現代信息社會的基石，足見諾貝爾物理學獎沒有頒錯人。
晶體三極管的一個重要作用是能放大信號，那麼，它是如何做到的呢？
李.德.弗雷斯特 （De Forest Lee ）
晶體三極管的類型多如過江之鯽，下面以N溝道型MOS三極管（簡稱NMOS三極管）為例說明。
NMOS三極管的基本結構是，在P型硅半導體基材表面設計有島狀N+型區域，輸入電子的N+型區域叫“源”，排出電子的N+型區域叫“漏”，在源和漏兩區域之間的P型硅半導體基材表面設有二氧化硅絕緣膜，這一絕緣膜叫“柵絕緣膜”。在柵絕緣膜上設有柵電極，簡稱“柵極”，同時分別在“源”和“漏”上也分別引出電極，即“源極”和“漏極”。
N溝道型MOS三極管模型
同時在P型硅半導體基材上也引出電極，簡稱基板電極。
為方便理解NMOS三極管的放大效應，我以大家熟知的水龍頭作類比。一般水龍頭有三個結構，進水管（相當於源極），水龍開關（相當於柵極），出水管（相當於漏極）。水龍頭關閉後，我們擰水龍開關，開始幾圈，出水管不會有水流出，但擰的圈數多了，出水管會有水流出，繼續擰開關，出水管的水流會隨之大幅增加。
NMOS三極管的放大效應與水龍頭排水類似。
當源極有電子湧入時，柵極的電壓會升高（相當於開始擰水龍開關），但漏極並不會有電流（相當於出水管沒有水流出），隨著柵極的電壓升高到某一值（即閾值電壓，threshold voltage），源區與漏區之間的半導體基材表面會立即形成電子溝道，電子隨之從源極向漏極運動，這個過程相當於水龍開關擰到某一圈（閾值電壓）時，剛好讓水開始通過。
此後，隨著柵極電壓的繼續升高，漏極的電流隨之增加，這就是晶體三極管的放大原理。
可以看出，晶體三極管的工作原理有兩大特點：
- 1、源極電壓影響柵極電壓，柵極電壓影響漏極電流大小；
- 2、只有柵極電壓達到閾值電壓並繼續升高時，漏極電流才會增大，產生放大作用；
晶體三極管的電流-電壓之間的關係詳見下圖。
感覺晶體三極管放大原理比較難懂的網友，記住水龍頭控制水流的原理即可以理解：
剛開始擰水龍頭開關，不會有水通過；擰到一定圈數，出水管有水出現，此時隨著擰動開關圈數的增加，出水管的出水量也增加。
最後特別說明一下，電子的運動方向和電流方向相反（中學物理知識），所以電子從源極向漏極運動，電流卻是從漏極流向源極，這就是源極要接地的原因。
《集成電路（IC）製程簡論》，作者/田民波，清華大學出版社。
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