半导体之所以被称为晶体管,是因为 它的基本结构和工作原理与晶体相似。晶体管,本名是半导体三极管,是一种内部含有两个PN结,外部通常为三个引出电极的半导体器件。它对电信号有放大和开关等作用,应用十分广泛。晶体管的名称来源于它的结构和工作方式,其中“晶体”一词暗示了它的结晶状结构,而“管”则描述了它作为电子器件的形态。
详细分析如下:
结构特点:
晶体管由两个PN结组成,这两个PN结共用一个基区,形成三个区域:发射区、基区和集电区,并分别对应三个电极:发射极、基极和集电极。这种结构使得晶体管能够在不同的电信号作用下产生不同的电流输出。
工作原理:
晶体管基于输入的电压控制流出的电流,因此可以作为一个可变开关。与一般机械开关不同,晶体管利用电讯号来控制,开关速度非常快,在实验室中的切换速度可达100GHz以上。
材料选择:
晶体管的制造原料是硅或锗的单晶体。无论三极管、二极管还是包含许多个二、三极管的集成电路,都是在单晶硅或单晶锗的薄片上制作的。这种单晶体结构使得晶体管具有优良的电学性能。
应用广泛:
晶体管在电子系统中具有多种功能,包括检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制等。晶体管-晶体管逻辑电路(TTL电路)是计算机和其他数字电子设备中常用的逻辑电路之一。
综上所述,晶体管之所以被称为晶体管,是因为它的结构和工作原理与晶体相似,同时它的制造材料也多为单晶体硅或锗。