2022-2023学年高二物理竞赛课件：晶体三极管（BJT）

晶体三极管（BJT） 2.2 晶体三极管模型 2.2.3 晶体三极管的伏安特性曲线 ☆ ☆ 2.2.1 埃伯尔斯—莫尔模型 ☆ ☆ 2.4 晶体三极管的应用原理 2.1 晶体三极管的工作原理 晶体三极管（BJT） 2.2.2 晶体三极管的共射等效电路模型 2.3 晶体三极管电路分析方法 ** 2.5 集成工艺 ** 世界最新、最薄的材料 2010.10.5.诺贝尔物理学奖，(荷兰)海姆,(英,俄)诺沃, 2004.从普通胶带中的石墨材料中分离出石墨烯（Graphene）,是单层碳原子结构的六角形蜂巢晶格(二维)的纳米材料(晶体),理论厚度仅为0.34纳米。 特点： ①强度超高，=100钢。 ②导电性极强，电阻率极小=铜。 ③导热性极高=最好。 ④透光性极高， ⑤比表面积超大。电子迁移率高。 目前，石墨烯： ①无法大量生产。 ②制备技术的制作成本过高。石墨烯直接从石墨中剥离的办法不可能用于大规模工业生产。 ③产业供应链未成熟。 其他应用：手机石墨烯触摸屏（更薄、更轻、最不易碎）、LED、导热、微电子、物理、能源材料、化学、生物医药、航空航天、环保等领域。 3、石墨烯晶体管=单电子晶体管、导体晶体管。 ①传输速度＞Si晶体管，可研发全新的超级计算机，引 发电子工业革命。 ②可刻成＜1个分子大小，而IC中 Si晶体管＜10nm时， 稳定性就变差。 世界最新、最薄的材料 产品：1、石墨烯电池，手机用，充电比锂电池快很多，充5秒就满档，可连续使用15天，且无电池过热问题。 2、石墨烯聚合材料电池，电动汽车用，充电10分钟就满档，汽车就可行驶1000KM。 澳大利亚新南威尔士大学量子计算与通信中心主管米歇尔·西蒙斯(Michelle Simmons)，研究小组中领衔的科学家马丁·弗赫赛尔(Martin Fuechsle)表示，已经研究出一种可工作的单原子晶体管。这一设备在真空环境中，用扫描隧道显微镜，蚀刻在硅晶体基底上的单个磷原子，达到准原子级别的精确度，拥有控制电流的门电路和原子级的金属接触。这标志着下一代计算机的重要发展。 　　　磷原子被放置在纳米级的槽中，上面覆盖了一层氢原子，而不希望的磷原子将被移除。最终，研究人员通过化学反应将单原子晶体管植入到硅表面上。 　　 这一小型化设备需要在液氦形成的超低温度下工作。这并不是一个完成的产品，但证明了单原子设备可制造、可控制的理念。 　　 晶体管可实现电流的开关和放大，是计算机芯片中的最基本元件。在过去50年中，半导体的发展遵循摩尔定律，即单片芯片上集成的晶体管数量每18个月翻一番。不过，近10年来，由于在晶体管小型化方面缺乏突破，这一定律已经受到挑战。 2012年2月20日消息：单原子晶体管。 研究结果已发表在《自然纳米技术》学术期刊。 双极型晶体管（BJT）概述 （晶体三极管、半导体三极管，简称晶体管） 1、晶体管的外部结构： 晶体管的几种常见外形 大功率管只有两个电极（B极和E极）引出，另一电极（C极）是外壳；而有些高频管、开关管有4个电极，其中一个电极为接地屏蔽用。 半导体三极管图片 半导体三极管图片 9 2、晶体管的类型 ①按结构分 ①NPN型 ②PNP型 ②按材料分 ①硅管 ②锗管 多为NPN型 多为PNP型 ③按频率分：高频管和低频管； ④按功率大小分：小功率管 < 500 mW 中功率管 0.5 1 W 大功率管 > 1 W 例：前3DG6:①②③④ 两个背靠背的PN 三极管结构及电路符号 书加E,B,C 发射极E 基极B P N N + 集电极C 发射极E 基极B N P P + 集电极C B C E B C E 发射结EB结 集电结CB结 概 述 3、晶体管的内部结构(NPN管为例) 构成：三区、三极、两结。 $