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絕緣柵雙極晶體管

指数 絕緣柵雙極晶體管

絕緣柵雙極電晶體(Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT),是半導體器件的一種,主要用於電動車輛、鐵路機車及動車組的交流電電動機的輸出控制。传统的BJT导通电阻小,但是驱动电流大,而MOSFET的导通电阻大,却有着驱动电流小的优点。IGBT正是结合了这两者的优点:不仅驱动电流小,导通电阻也很低。.

29 关系: 功率半导体可關斷晶閘管双极性晶体管丰田汽车交流電伏特低通滤波器场效应管冰箱動車組空氣調節续流二极管瓦特电动车电动机电流鐵路機車豐田普銳斯脈衝寬度調變金屬氧化物半導體場效電晶體電力系統電壓電子注入增強柵晶體管電磁爐電車電源供應器放大器晶体管

功率

功率定義為能量转换或使用的速率,以單位時間的能量大小來表示,即是作功的率。功率的國際標準制單位是瓦特(W),名稱是得名於十八世紀的蒸汽引擎設計者詹姆斯·瓦特。燈泡在單位時間內,電能轉換為熱能及光能的量就可以用功率表示,瓦特數越高表示單位時間用的能力(或電力)越高。 能量转换可以用來作功,功率也是作功的速率。當一個人搬著一重物爬了一層的樓梯,不論他是慢慢的走上樓梯或是快跑上樓梯,對重物作的功是相等的,但若考慮其功率,快跑上樓梯會在較短的時間內對物體作相同大小的功,因此其功率較大。馬達的輸出功率是其馬達產生的轉矩及馬達角速度的乘積,而車輛前進的功率是輪子上的牽引力及車輛速度的乘積。.

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半导体

半导体(Semiconductor)是指一种导电性可受控制,范围可从绝缘体至导体之间的材料。无论从科技或是经济发展的角度来看,半导体的重要性都是非常巨大的。今日大部分的电子产品,如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等,而硅更是各种半导体材料中,在商业应用上最具有影响力的一种。 材料的导电性是由导带中含有的电子数量决定。当电子从价带获得能量而跳跃至导电带时,电子就可以在带间任意移动而导电。一般常见的金属材料其导电带与价电带之间的能隙非常小,在室温下电子很容易获得能量而跳跃至导电带而导电,而绝缘材料则因为能隙很大(通常大于9电子伏特),电子很难跳跃至导电带,所以无法导电。 一般半导体材料的能隙约为1至3电子伏特,介于导体和绝缘体之间。因此只要给予适当条件的能量激发,或是改变其能隙之间距,此材料就能导电。 半导体通过电子传导或電洞傳导的方式传输电流。电子传导的方式与铜线中电流的流动类似,即在电场作用下高度电离的原子将多余的电子向着负离子化程度比较低的方向传递。電洞导电则是指在正离子化的材料中,原子核外由于电子缺失形成的“空穴”,在电场作用下,空穴被少数的电子补入而造成空穴移动所形成的电流(一般称为正电流)。 材料中载流子(carrier)的数量对半导体的导电特性极为重要。这可以通过在半导体中有选择的加入其他“杂质”(IIIA、VA族元素)来控制。如果我們在純矽中摻雜(doping)少許的砷或磷(最外層有5個電子),就會多出1個自由電子,這樣就形成N型半導體;如果我們在純矽中摻入少許的硼(最外層有3個電子),就反而少了1個電子,而形成一個電洞(hole),這樣就形成P型半導體(少了1個帶負電荷的原子,可視為多了1個正電荷)。.

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可關斷晶閘管

可關斷晶閘管(英文:Gate Turn-Off thyristor,縮寫:GTO),乃大功率半導體器件,屬於晶閘管的一種,當控制極加正脉衝時晶閘管導通;當控制極G加負脉衝時晶閘管關斷。可以作為VVVF牽引逆變器中的主要開關元件,用於控制供鐵路機車使用的交流牽引電動機。.

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双极性晶体管

双极性電晶體(bipolar transistor),全称双极性结型晶体管(bipolar junction transistor, BJT),俗称三极管,是一种具有三个终端的电子器件。双极性晶体管是电子学历史上具有革命意义的一项发明,其发明者威廉·肖克利、约翰·巴丁和沃尔特·布喇顿被授予1956年的诺贝尔物理学奖。 这种晶体管的工作,同时涉及电子和空穴两种载流子的流动,因此它被称为双极性的,所以也稱雙極性載子電晶體。这种工作方式与诸如场效应管的单极性晶体管不同,后者的工作方式仅涉及单一种类载流子的漂移作用。两种不同掺杂物聚集区域之间的边界由PN结形成。 双极性晶体管由三部分掺杂程度不同的半导体制成,晶体管中的电荷流动主要是由于载流子在PN结处的扩散作用和漂移运动。以NPN電晶體為例,按照设计,高掺杂的发射极区域的电子,通过扩散作用运动到基极。在基极区域,空穴为多数载流子,而电子少数载流子。由于基极区域很薄,这些电子又通过漂移运动到达集电极,从而形成集电极电流,因此双极性晶体管被归到少数载流子设备。 双极性晶体管能够放大信号,并且具有较好的功率控制、高速工作以及耐久能力,,所以它常被用来构成放大器电路,或驱动扬声器、电动机等设备,并被广泛地应用于航空航天工程、医疗器械和机器人等应用产品中。 通斷(傳遞訊號)時的雙極晶體管表現出一些延遲特性。大多數晶體管,尤其是功率晶體管,具有長的儲存時間,限制操作處理器的最高頻率。一種方法用於減少該存儲時間是使用Baker clamp。.

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丰田汽车

豐田汽車(,Toyota Motor Corporation),簡稱豐田(トヨタ,TOYOTA),是源自日本的跨國汽車公司,總部位於日本愛知縣豐田市,現時爲世界銷量排名第一的汽車製造商,利润也名列前茅;名列美国《财富》杂志的第5位。 截至2012年,豐田共售973萬輛車,2013年度共售1013.3萬輛汽車,2014年共售1023萬輛汽車,是第一個達到年產量千萬台以上的車廠。而豐田亦是凌志、大發及日野品牌的母公司。.

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交流電

交流電流(Alternating Current,縮寫:AC)是指大小和方向都發生週期性變化的電流,在一個週期內的運行平均值為零。不同於直流電,後者的方向是不會隨著時間發生改變的,並且直流電沒有周期性變化。 通常波形為正弦曲線。交流電可以有效傳輸電力。但實際上還有應用其他的波形,例如三角形波、正方形波。生活中使用的市電就是具有正弦波形的交流電。.

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伏特

伏特(volt)是国际单位制中电压的单位,符号V。 在一根均匀的、宽度和温度恒定的导线上假如有一安培电流流动,那么导线的电阻在一定的距离内將电能转化为热能1瓦(W.

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低通滤波器

低通滤波器(Low-pass filter)容许低频信号通过,但减弱(或减少)频率高于截止频率的信号的通过。对于不同滤波器而言,每个频率的信号的减弱程度不同。当使用在音频应用时,它有时被称为高频剪切滤波器,或高音消除滤波器。 高通滤波器则相反,而带通滤波器则是高通滤波器同低通滤波器的组合。 低通滤波器概念有许多不同的形式,其中包括电子线路(如音频设备中使用的hiss滤波器、平滑数据的数字算法、音障(acoustic barriers)、图像模糊处理等等)。低通滤波器在信号处理中的作用等同于其它领域如金融领域中移动平均数(moving average)所起的作用;这两个工具都通过剔除短期波动、保留长期发展趋势提供了信号的平滑形式。.

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场效应管

-- 场效应管(field-effect transistor,缩写:FET)是一种通过电场效应控制电流的电子元件。 它依靠电场去控制导电沟道形状,因此能控制半导体材料中某种类型载流子的沟道的导电性。场效应晶体管有时被称为「单极性晶体管」,以它的单载流子型作用对比双极性晶体管。由于半导体材料的限制,以及曾经双极性晶体管比场效应晶体管容易制造,场效应晶体管比双极性晶体管要晚造出,但场效应晶体管的概念却比双极性晶体管早。.

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冰箱

冰箱(又称电冰箱,台语称霜橱或冰橱,香港称雪柜,中國大陆稱冰櫃,家用稱冰箱,日本和韓國的漢字皆稱其為冷藏庫,朝鮮在文化語譯法為冷凍機)是以低溫保存食物等物品的机械設備。工業用冰箱適用於工業環境,如餐廳、食品加工和超級市場。.

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動車組

動車組系指由若干带动力的车辆(动车)和不带动力的车辆(拖车)组成的、在正常使用寿命周期内始终以固定编组运行、不能随意更改编组的一组列车。动车组按动力类型分为内燃动车组与電力動車組,按动力配置分动力集中式与动力分散式。 动车组是源自中国大陆的地区性名词。世界各地都有型号和数量众多的动车组,但它们在这些地区一般不使用“动车组”这个名称。例如對於動力分散式的动车组,常按照动力来源被称作“电联车”和“柴联车”。“源自中国大陆的地域性名词”——“动车组”一词自1980年起多次出现于中国大陆印刷出版物中,但极少见于其他地区。港台等繁体中文地区有与“动车组”相关的“电联车”、“柴联车”等称谓,而且在某些时候可以和“动车组”相互指代;但因各自涵盖范围不同,无法直接等同。 中短途旅客运输需求而发展起来的一种新型客运运输工具。动车组为不需摘挂作业即可在铁路线上往返运行的列车。”.

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空氣調節

氣調節是包含溫度、濕度、空氣清淨度以及空氣循環的控制系統。冷氣機/空調供應冷氣、暖氣或除濕的作用原理均類似,大部分利用冷媒在壓縮機的作用下,發生蒸發或凝結,從而引發週遭空氣的蒸發或凝結,以達到改變溫、濕度的目的。冷氣機及暖氣機的效率會用性能係數來表示,是輸入功和提供熱能(或抽出熱能)的比例值,一般來說,直流馬達比交流省電,變頻比傳統壓縮機省電,因為能夠節省大量的電費,直流變頻型態逐漸成為市場大宗。 空氣調節在臺灣、香港、馬來西亞、新加坡通稱「冷--氣」,因為該地區位處亞熱帶,氣候潮濕炎熱,空調的絕大部分作用只是製造冷--氣,鮮有需要製造暖氣,但也有冷暖氣合一的機種,這種比較常見的通常都安裝在車內。.

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续流二极管

续流二极管(flyback diode),有時也稱為飛輪二極體(freewheeling diode)或是snubber二極體,是一種配合電感性負載使用的二極體,當電感性負載的電流有突然的變化或減少時,電感二端會產生,可能會破壞其他元件。配合续流二极管時,其電流可以較平緩的變化,避免突波電壓的發生。 Category:電路分析 Category:二極體.

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瓦特

特(符号:W)是国际单位制的功率单位。瓦特的定义是1焦耳/秒(1 J/s),即每秒钟转换,使用或耗散的(以安培为量度的)能量的速率。日常生活中更常用千瓦作为单位,1千.

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电动车

電動車是指使用電動機或牽引電動機推動而在路面上行駛的電動載具。電動車包括電動汽車、電動火車、電動貨車、電動摩托車、電動腳踏車等。.

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电动机

電動機(英文:Electric motor),又稱為馬--達、摩--打或電動馬--達,是一種將電能转化成机械能,並可再使用機械能產生動能,用来驱动其他装置的电氣設備。大部分的电动马达通过磁场和绕组电流,为电动机提供能量。 電動機與發電機原理基本一樣,其分別在於能量转化的方向不同:發電機是藉由負載(如水力、風力)將機械能、動能轉為電能;若沒有負載,發電機不會有電流流出。電動機和電力電子、微控器配合已形成一新學門,稱為電動機控制。.

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电流

電流(courant électrique; elektrischer Strom; electric current)是电荷的平均定向移动。电流的大小称为电流强度,是指单位时间内通过导线某一截面的电荷,每秒通过1库仑的電荷量稱为1安培。安培是國際單位制七個基本單位之一。安培計是專門測量電流的儀器 。 有很多種承載電荷的載子,例如,導電體內可移動的電子、電解液內的離子、電漿內的電子和離子、強子內的夸克。這些載子的移動,形成了電流。 有一些效應和電流有關,例如電流的熱效應,根據安培定律,電流也會產生磁場,馬達、電感和發電機都和此效應有關。.

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鐵路機車

鐵路機車(或稱作火車頭、機關車、機車頭)是一種用來提供鐵路列車動力的鐵路車輛,它的作用是在軌道上驅動列車。現時有些列車已包含自力推進、能載重的車組,但它們按常理來說不會被視為「鐵路機車」,而是被定義為「動力分散式列車」、「動車組」等。這種自力推進的列車常被用作客運列車,而這情況變得越來越普遍,但用在貨運列車的情況則較罕見(例子包括)。能拉動一列無動力列車的車輛不一定被視作「鐵路機車」,因為它們可能有著載重空間,或是很少會脫離它們的列車(「動車組動車」)。 傳統來說,鐵路機車是在列車前面拉動,但在北美洲以外的地區越來越常見前拉後推式列車。在一列「前拉後推式」的列車裡,一輛鐵路機車在最前面拉、另一輛則在最後面推,使列車前進,後面的機車由最前面的機車控制,這種前進方式通常不適用於北美洲的鐵路系統。在北美,即使提供「中車」(mid-train;放在列車中間的鐵路機車)和「尾車」(tail-end“helpers”;放在列車尾部的鐵路機車),整隊列車前後加起來需要26,000馬力(19,000千瓦)的淨牽引力,但那些「中車」或「尾車」也最多只有9,000馬力(6,700千瓦)的淨牽引力。.

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豐田普銳斯

豐田Prius(Toyota Prius--,是日本豐田汽車於1997年所推出的混合動力乘用車款,是世界上第一個大規模生產的此類產品。初期僅在日本本土市場上市的Prius,自2000年起開始外銷至全世界40多個國家和地區,其中最大的市場是日本和北美。以單一國家市場而言,美國是Prius最大的市場,至2009年初為止,美國豐田總共賣了超過60萬輛的Prius。 根據美國環境保護署2007年的資料,Prius是在美國銷售的汽車中最節省燃油的。美國環境保護署和根據二氧化碳排放量,評價Prius是美國目前為止最乾淨的車輛;英國交通部公佈Prius是在英國銷售的車輛中二氧化碳排放量第二低的車種。.

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脈衝寬度調變

脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,缩写:PWM),简称脉宽调制,是將模拟信號轉換為脈波的一種技術,一般轉換後脈波的週期固定,但脈波的占空比會依模拟信號的大小而改變。 在模拟电路中,模拟信号的值可以连续进行变化,在时间和值的幅度上都几乎没有限制,基本上可以取任何实数值,输入与输出也呈线性变化。所以在模拟电路中,电压和电流可直接用来进行控制对象,例如家用电器设备中的音量开关控制、采用卤素灯泡灯具的亮度控制等等。 但模拟电路有诸多的问题:例如控制信号容易随时间漂移,难以调节;功耗大;易受噪声和环境干擾等等。 與模拟电路不同,数字电路是在预先确定的范围内取值,在任何时刻,其输出只可能为ON和OFF两种状态,所以电压或电流会通/断方式的重复脉冲序列加载到模拟负载。PWM技术是一种对模拟信号电平的数字编码方法,通过使用高分辨率计数器(调制频率)调制方波的占空比,从而实现对一个模拟信号的电平进行编码。其最大的优点是从处理器到被控对象之间的所有信号都是数字形式的,无需再进行数模转换过程;而且对噪声的抗干扰能力也大大增强(噪声只有在强到足以将逻辑值改变时,才可能对数字信号产生实质的影响),这也是PWM在通讯等信号传输行业得到大量应用的主要原因。 模拟信号能否使用PWM进行编码调制,仅依赖带宽,这即意味着只要有足够的带宽,任何模拟信号值均可以采用PWM技术进行调制编码,一般而言,负载需要的调制频率要高于10Hz,在实际应用中,频率约在1kHz到200kHz之间。 在信号接收端,需将信号解调还原为模拟信号,目前在很多微型控制器(MCU)内部都包含有PWM控制器模块。.

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金屬氧化物半導體場效電晶體

金屬氧化物半導體場效電晶體(簡稱:金氧半場效電晶體;Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,縮寫:MOSFET),是一種可以廣泛使用在模拟電路與数字電路的場效電晶體。金屬氧化物半導體場效電晶體依照其通道極性的不同,可分為电子占多数的N通道型與空穴占多数的P通道型,通常被稱為N型金氧半場效電晶體(NMOSFET)與P型金氧半場效電晶體(PMOSFET)。 以金氧半場效電晶體(MOSFET)的命名來看,事實上會讓人得到錯誤的印象。因為MOSFET跟英文單字「metal(金屬)」的第一個字母M,在當下大部分同類的元件裡是不存在的。早期金氧半場效電晶體閘極使用金屬作為材料,但由於多晶矽在製造工藝中更耐高溫等特點,許多金氧半場效電晶體閘極採用後者而非前者金屬。然而,隨著半導體特徵尺寸的不斷縮小,金屬作為閘極材料最近又再次得到了研究人員的關注。 金氧半場效電晶體在概念上屬於絕緣閘極場效電晶體(Insulated-Gate Field Effect Transistor, IGFET)。而絕緣閘極場效電晶體的閘極絕緣層,有可能是其他物質,而非金氧半場效電晶體使用的氧化層。有些人在提到擁有多晶矽閘極的場效電晶體元件時比較喜歡用IGFET,但是這些IGFET多半指的是金氧半場效電晶體。 金氧半場效電晶體裡的氧化層位於其通道上方,依照其操作電壓的不同,這層氧化物的厚度僅有數十至數百埃(Å)不等,通常材料是二氧化硅(SiO2),不過有些新的進階製程已經可以使用如氮氧化硅(silicon oxynitride, SiON)做為氧化層之用。 今日半導體元件的材料通常以矽為首選,但是也有些半導體公司發展出使用其他半導體材料的製程,當中最著名的例如國際商業機器股份有限公司使用硅與鍺的混合物所發展的矽鍺製程(SiGe process)。而可惜的是很多擁有良好電性的半導體材料,如砷化鎵(GaAs),因為無法在表面長出品質夠好的氧化層,所以無法用來製造金氧半場效電晶體元件。 當一個夠大的電位差施於金氧半場效電晶體的閘極與源極之間時,電場會在氧化層下方的半導體表面形成感應電荷,而這時就會形成反轉通道(inversion channel)。通道的極性與其汲極(drain)與源極相同,假設汲極和源極是n型,那麼通道也會是n型。通道形成後,金氧半場效電晶體即可讓電流通過,而依據施於閘極的電壓值不同,可由金氧半場效電晶體的通道流過的電流大小亦會受其控制而改變。.

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電力系統

電力系統是一個由電力元件組成的網路,用來發電、輸電、用電。舉例來說,電力系統就是提供一個區域家庭用電及工業用電的網路,如果這個區域很大,那麼這個電力系統可以稱之為輸電網路,並且可以區分為三個部份:發電系統,輸電系統,配電系統。.

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電壓

電壓(Voltage,electric tension或 electric pressure),也稱作電位差(electrical potential difference),是衡量单位电荷在静电场中由于電勢不同所產生的能量差的物理量。此概念與水位高低所造成的「水壓」相似。需要指出的是,“电压”一词一般只用于电路当中,“電動勢”和“电位差”则普遍应用于一切电现象当中。 電壓的國際單位是伏特(V)。1伏特等於對每1庫侖的電荷做了1焦耳的功,即U(V).

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電子注入增強柵晶體管

電子注入增強柵晶體管(Injection enhanced gate transistor),簡稱IEGT,是電子半導體器件的一種。具有功率大、體積小、效率高、耐壓值高(可達4kw以上)、節能性高等特性,並同時具備GTO和IGBT元件的一些優點。 IEGT最先由日本東芝於1993年所研發,並以注入式增強結構(Injection Enhanced,簡稱IE)技術,取得IEGT器件開發與生產專利。也使得東芝成為IEGT器件的主要生產與供應商。.

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電磁爐

電磁爐是一種使用電力的烹調工具,屬非明火煮食爐俱。使用時爐身並不發熱,而是利用電磁感應加熱(induction heating)使煮食器皿發熱,爐身相對較低溫和安全(爐身灼傷人的機會較低)。由於熱力直接在器皿內發出,不會像其他火力爐俱在燃燒時使四周環境溫度大為提高,使用者會較舒適,同時能源效率也因此大為提高(節省能源)及較環保。沒有燃燒過程,電磁爐使用時不會產生有毒物質;也無碳微粒產生,爐面易於清潔。藉電子控制,火力容易控制而且穩定。.

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電車

“電車”一词在兩岸三地最常被使用的用法分別是:.

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電源供應器

電腦電源供應單元(PC Power supply unit,常直接以電源供應器稱之,簡稱PSU或电源),是電腦的一種電能轉換類的電源(有別於電池供電類的電源),負責將标准交流電轉成低压穩定的直流電,給電腦內其它的組件所使用。目前一般的電腦電源供應器都是交換式電源供應器,輸入電壓自動適應用家所在地點市電參數(而某些產品可能需要用家調整電壓切換開關)。 現時常用的ATX規格PC電源供應器輸入電壓一般為100V至250V之間自動適應,輸入交流電頻率頻率50Hz或60Hz,輸出12V、5V及3.3V三種穩定的直流電壓。最新的ATX規格是2008年中發表的ATX 2.31版。.

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放大器

放大器(Amplifier),俗稱音箱,一般而言是指能够使用较小的能量来控制较大能量的任何器件。现在,在日常使用中,这个名词常常是指放大器電路,经常用于音频应用中。 一个放大器的输入输出关系——常常表示为一个与输入频率相关的函数,这个关系称为放大器的传输函数,同时这个传输函数的系数定义为增益。.

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晶体管

晶体管(transistor),早期音譯為穿細絲體,是一种-zh-cn:固体; zh-tw:固態;--zh-cn:半导体器件; zh-tw:半導體元件;-,可以用于放大、开关、稳压、信号调制和许多其他功能。在1947年,由約翰·巴丁、沃爾特·布喇頓和威廉·肖克利所發明。當時巴丁、布喇頓主要發明半導體三極體;肖克利則是發明PN二極體,他們因為半導體及電晶體效應的研究獲得1956年諾貝爾物理獎。 電晶體由半導體材料組成,至少有三個對外端點(稱為極),(C)集極、(E)射極、(B)基極,其中(B)基極是控制極,另外兩個端點之間的伏安特性關係是受到控制極的非線性電阻關係。晶体管基于输入的電流或电压,改變輸出端的阻抗 ,從而控制通過輸出端的电流,因此晶體管可以作為電流開關,而因為晶体管輸出信號的功率可以大於輸入信號的功率,因此晶体管可以作為电子放大器。.

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