3D動畫講解：晶體管的工作原理，最后震撼了。。。

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2022-03-18 02:38:33 24

1947年，美國物理學家肖克利、巴丁和布拉頓三人合作發明了晶體管——一種三個支點的半導體固體元件。

由于晶體管具有功耗低、體積小、價格相對*、連接方式靈活等特點，晶體管問世后，很多之前不能實現的功能在電子線路特別是脈沖電路、數字電路中得以實現，讓我們一塊捋一捋。下面這個視頻講的比較直觀、透測，是學習科普的*作品，建議大家看看（有翻譯）！

（視頻來源：TEDEd，翻譯：@Turbo小小周）

下面這個動畫是LearnEngineering制作的，視頻中我們可以很直觀的學習晶體管的工作原理，晶體管有三個極；雙極性晶體管的三個極，分別由N型跟P型組成發射極（Emitter）、基極(Base) 和集電極（Collector）;場效應晶體管的三個極，分別是源極（Source）、柵極（Gate）和漏極（Drain）。

晶體管則主要包括 MOSFET、IGBT、雙極性晶體管Bipolar （也叫三極管）等。在這三種晶體管的市場競爭格局方面，三極管的市場相對比較分散，因其價格低，在少數價格敏感、感性負載驅動等應用中還有一定需求，但由于三極管存在功耗偏大等問題，在全球節能減排的大環境下，其市場規模總體趨于衰退，正在被MOSFET所取代。
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芯片晶體管橫截面

晶體管是電子電路的核心元件， 主流的晶體管包括 MOSFET 和 IGBT 兩種 ，前者具有驅動簡單、高頻特性好的特點，具有雙向導電特性，主要用于高頻率，低功率的工作環境，廣泛運用于消費電子、通信、工控和汽車電子等領域； IGBT 則具有開關頻率高、不耐超高壓和可改變電壓等特征，主要適用于低頻率、高功率的工作環境，廣泛應用于逆變器、變頻器和電源開關等領域，被稱為電子行業的“CPU”。

芯片中可以有100多億個晶體管，如此之多的晶體管，會是怎樣的存在呢，當芯片被不停地放大后，我們看到了一個奇跡：這是一個Top-down View 的SEM照片，可以非常清晰的看見CPU內部的層狀結構，越往下線寬越窄，越靠近器件層。