芝识课堂【分立半导体】——微电子时代的“开启者”：晶体管（上）

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1947年12月的贝尔实验室里，诞生了人类历史上第一颗晶体管，此后在电子设备中，晶体管开始逐渐取代电子管，开启了一轮微电子革命。

在上两期的【芝识课堂中】为大家介绍的二极管属于二端子类型，接下来芝子将为大家介绍几类三端子晶体管。

根据结构的不同，三端子晶体管大致可分为双极性晶体管（BJT）、场效应晶体管（FET）和绝缘栅双极晶体管（IGBT）。它们的主要区别在于内部端极和PN结的构造。

三种晶体管的内部结构图

其中双极晶体管属于电流驱动器件，场效应晶体管和绝缘栅双极晶体管属于电压驱动器件。

今天，我们将为大家说明一下双极晶体管和绝缘栅双极晶体管。

一、双极晶体管（BJT）

双极晶体管有两种类型：NPN型（左图）和PNP型（右图），在这3层半导体中，中间一层为基极，外侧两层分别称发射极和集电极。它具有放大信号的功能。

NPN型产品涵盖了低耐受电压到高耐受电压产品，而PNP型产品的电压耐受为400V或以下，其中以耐受200V或以下为其主流产品。

NPN型

PNP型

内置偏置电阻型晶体管（BRT）

内置偏置电阻型属于双极晶体管的一种，通常配合电子设备中的电阻器使用。通过插入电阻实现对输入电流更加稳定的控制，并且可以减少安装面积。

工作原理图

二、结型场效应晶体管（JFET）

结型场效应晶体管是通过改变外加电压产生的电场强度来控制其导电能力的半导体器件。它具有输入电阻高、热稳定性好、抗辐射能力强、噪声低、制造工艺简单、便于集成等特点。

施加在栅极和源极间的电压的大小和方向决定着耗尽层的大小，从而控制通过电流的状态。

工作原理图

MOSFET

MOSFET的全称为金属氧化物半导体场效应晶体管，根据其通道的极性不同分为N沟道（左图）和P沟道（右图）两种类型。N沟道型广泛用于AC／DC电源、DC／DC转换器、逆变器设备等，而P沟道型则用于负载开关、高边开关等。

N沟道型

P沟道型

本期主要介绍了双极性晶体管（BJT）、场效应晶体管（FET）这两大类。其中BJT晶体管的输入阻抗低、反向电容大、安全工作区域较小；而作为场效应晶体管的代表，MOSFET除了高输入阻抗、小反向转移电容、安全工作区域范围大，还具有栅极功耗低和易于驱动的特点。因此MOSFET也成为了目前最受关注的晶体管类型。

下期预告

下期我们将重点为大家介绍MOSFET晶体管的结构、工作原理及性能特点和优势，欢迎您继续关注。

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关于东芝电子元件及存储装置株式会社

东芝电子元件及存储装置株式会社，融新公司活力与经验智慧于一身。自2017年7月成为独立公司以来，已跻身通用元器件公司前列，为客户和合作伙伴提供分立半导体、系统LSI和HDD领域的杰出解决方案。

公司24,000名员工遍布世界各地，致力于实现产品价值的最大化。东芝电子元件及存储装置株式会社十分注重与客户的密切协作，旨在促进价值共创，共同开拓新市场，实现了超过7500亿日元（68亿美元）的年销售额。公司期望为世界各地的人们建设更加美好的未来。

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