晶体管是半导体芯片中的最小单元 我国晶体管产业现状分析

晶体管产业现状

晶体管是一种用于放大或切换电信号和功率的半导体器件。 晶体管是现代电子产品的基本构件之一。 它由半导体材料组成,通常具有至少三个用于连接电子电路的端子。 施加到晶体管一对端子的电压或电流控制通过另一对端子的电流。 由于受控(输出)功率可能高于控制(输入)功率,因此晶体管可以放大信号。 有些晶体管是单独封装的,但更多的晶体管是嵌入集成电路中的。

大多数晶体管由非常纯的硅制成,一些由锗制成,但有时也会使用某些其他半导体材料。 晶体管在场效应晶体管中可能只有一种电荷载流子,或者在双极结型晶体管器件中可能有两种电荷载流子。 与真空管相比,晶体管通常体积更小,运行所需的功率也更少。 某些真空管在非常高的工作频率或高工作电压下优于晶体管。 许多类型的晶体管由多家制造商按照标准化规格制造。

三极管,全称应为半导体三极管,也称双极型晶体管、晶体三极管,是一种控制电流的半导体器件。其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号,也用作无触点开关。

三极管是半导体基本元器件之一,具有电流放大作用,是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结,两个PN结把整块半导体分成三部分,中间部分是基区,两侧部分是发射区和集电区,排列方式有PNP和NPN两种。

因为晶体管的性能优越性,晶体管诞生之后,便被广泛地应用于工农业生产、国防建设以及人们日常生活中。以双极型晶体管为例,双极型晶体管是一种电流控制器件,电子和空穴同时参与导电。同场效应晶体管相比,双极型晶体管开关速度慢,输入阻抗小,功耗大。双极型晶体管体积小、重量轻、耗电少、寿命长、可靠性高,已广泛用于广播、电视、通信、雷达、计算机、自控装置、电子仪器、家用电器等领域,起放大、振荡、开关等作用。

芯片作为信息时代的“心脏”,为大数据和人工智能的发展提供源源不断的动力。芯片速度的提升得益于晶体管的微缩,然而,当前硅基芯片已接近摩尔定律物理极限。计算机行业一直遵循着摩尔定律,即当价格不变时,在给定的集成电路面积上,容纳比前一代多一倍的晶体管,使其性能提升一倍。但多年来的实践表明,集成电路在性能提升的同时,短沟道效应等负面效应相应增加,集成难度、能耗和成本也在提高。

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