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電晶體 圖片來自葰茂企業有限公司

晶体管（英语：transistor），早期音译为穿细丝体，是一种类似于阀门的固態半導體元件，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·布拉頓和威廉·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。

電晶體原本是由一種被稱為「鍺(Germania)」的物質(半導體)所製成的。然而，鍺有著溫度到達約80°C左右時就會遭到破壞的缺點，因此，目前多以矽為主要原料。矽是一種耐熱溫度可達180°C左右的物質。

開發歷史

• 1925年，加拿大物理學家尤利烏斯·愛德利林費爾德|Julius Edgar Lilienfeld申請場效應晶體管（FET）的專利
• 1926年，尤利烏斯·愛德利林費爾德|Julius Edgar Lilienfeld也在美國申請專利，但是他沒有發布過相關的文章，而且當時還沒有製作高品質半導體的相關技術。
• 1934年，德國發明家奧斯卡海爾|Oskar Heil 申請類似裝置的專利。
• 1947年12月，美国贝尔实验室的肖克利、巴丁和布拉顿组成的研究小组，研制出一种点接触型的锗晶体管。

電路運用

晶体管主要分为两大类：双极性晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET）

電晶體一般都有三個極，其中一極兼任輸入及輸出端子，(B)基極不能做輸出，(C)集極不能做輸入之外，其餘兩個極組成輸入及輸出對。 電晶體之所以如此多用途在於其訊號放大能力，當微細訊號加於其中的一對極時便能控制在另一對極較大的訊號，這特性叫增益。

當電晶體於線性工作時，輸出的訊號與輸入的訊息成比例，這時電晶體就成了一放大器。這是在模拟电路中的常用方式，例如电子放大器、音频放大器、射频放大器、稳压电路；

當電晶體的輸出不是完全關閉就是完全導通時，這時電晶體便是被用作開關使用。這種方式主要用于数字电路，例如数字电路包括逻辑门、隨機存取記憶體（RAM）和微处理器。另外在开关电源中，電晶體也是以這種方式工作。

而以何種形式工作，主要取決於電晶體的特性及外部電路的設計。

双极性晶体管的三个极，射極（Emitter）、基極（Base）和集極（Collector）; 射极到基極的微小电流，会使得射極到集極之间的阻抗改變，從而改變流經的电流；

场效应晶体管的三个极，源極（Source）、閘（柵）極（Gate）和汲極（Drain）。 在閘極與源極之間施加电压能夠改變源極與汲極之間的阻抗，從而控制源極和汲極之间的电流。

晶體管因為有三種極性，所以也有三種的使用方式，分別是射極接地（又稱共射放大、CE組態）、基極接地（又稱共基放大、CB組態）和集極接地（又稱共集放大、CC組態、射極隨隅器）。

晶體管在應用上有許多要注意的最大額定值，例如最大電壓、最大電流、最大功率。若在超額的狀態下使用，會破壞晶體管內部的結構。每種型號的晶體管還有像是直流放大率h_FE、NF噪訊比等特性，可以藉由晶體管規格表得知。

發明貢獻

晶体管被认为是现代历史中最伟大的发明之一，可能是二十世紀最重要的發明，它讓收音機、計算器、電腦、以及相關電子產品變得更小、更便宜。

在重要性方面可以与印刷术，汽车和电话等发明相提并论。晶体管是所有现代电器的关键主动（active）元件。晶体管在当今社会如此重要，主要是因为晶体管可以使用高度自动化的过程进行大规模生产的能力，因而可以不可思议地达到极低的单位成本。1947年貝爾實驗室發明電晶體已被列在IEEE里程碑列表中。

虽然数以百万计的单体晶体管还在使用，绝大多数的晶体管是和二极管，电阻器，电容器一起被装配在微芯片（芯片）上制造完整的电路。可能是模拟的、数字的，或是混合的芯片上。设计和开发复杂芯片的成本是相当高的，但是若分摊到百万个生产单位上，對每个芯片价格的影響就不大的。一个逻辑门包含20个晶体管，而2012年一个高级的微处理器使用的晶体管数量达14亿个。

晶体管的成本，灵活性和可靠性使得其成为非机械任务的通用器件，例如数字计算。晶体管电路在控制电器和机械的應用上，也正在取代电机设备，因为它通常是更便宜而有效，使用电子控制時，可以使用标准集成电路并编写计算机程序来完成一個机械控制同样的任务。

因为晶体管和后来的电子计算机的低成本，開始了数字化信息的浪潮。由于计算机提供快速的查找、分类和处理数字信息的能力，在信息数字化方面投入了越来越多的精力。今天的许多媒体是通过电子形式发布的，最终通过计算机转化和呈现为模拟形式。受到数字化革命影响的领域包括电视，广播和报纸。

與真空管的差異

在電晶體發展之前，真空管是電子設備中主要的功率元件。

優點

電晶體因為有以下的優點，因此可以在大多數應用中代替真空管：

• 沒有因加熱陰極而產生的能量耗損，應用真空管時產生的橙光是因為加熱造成，有點類似傳統的燈泡。
• 體積小，重量低，因此有助於電子設備的小型化。
• 工作電壓低，只要用電池就可以供應。
• 在供電後即可使用，不需加熱陰極需要的預熱期。
• 可透過半導體技術大量的生產。
• 放大倍數大。

缺點

相較於真空管，電晶體也有以下的限制：

• 矽電晶體會老化及失效。
• 高功率，高頻的應用中（例如電視廣播），因真空管中的真空有助提昇電子移動率，效果會比電晶體要好。
• 固體電子元件在應用時比較容易出現靜電放電現象。