發布日期：2022-10-09 點擊率：67
1947年12月，貝爾實驗室的約翰·巴丁、沃爾特·豪澤·布喇頓在威廉·肖克利的指導下共同發明了點接觸形式的雙極性晶體管。1948年，肖克利發明了采用結型構造的雙極性晶體管。在其后的大約三十年時間內，這種器件是制造分立元件電路和集成電路的不二選擇。早期的晶體管是由鍺制造的。在1950年代和1960年代，鍺晶體管的使用多于硅晶體管。相對于硅晶體管，鍺晶體管的截止電壓更小，通常約0.2伏特，這使得鍺晶體管適用于某些應用場合。在晶體管的早期歷史中，曾有多種雙極性晶體管的制造方法被開發出來。鍺晶體管的一個主要缺點是它容易產生熱失控。由于鍺的禁帶寬度較窄，并且要穩定工作則要求的溫度相對硅半導體更嚴，因此大多數現代的雙極性晶體管是由硅制造的。采用硅材料的另一個重要原因是硅在地球上的儲量比鍺豐富得多(僅次于氧)。
后來，人們也開始使用以砷化鎵為代表的化合物來制造半導體晶體管。砷化鎵的電子遷移率為硅的5倍，用它制造的晶體管能夠達到較高的工作頻率。此外，砷化鎵熱導率較低，有利于高溫下進行的加工。化合物晶體管通常可以應用于高速器件。雙極性晶體管能夠提供信號放大，它在功率控制、模擬信號處理等領域有所應用。此外，由于基極-發射極偏置電壓與溫度、電流的關系已知，雙極性晶體管還可以被用來測量溫度。根據基極-發射極電壓與基極-發射極和集電極-發射極電流的對數關系，雙極性晶體管也能被用來計算對數或求自然對數的冪指數。
隨著人們對于能源問題的認識不斷加深，場效應管(如CMOS)技術憑借更低的功耗，在數字集成電路中逐漸成為主流，雙極性晶體管在集成電路中的使用由此逐漸變少。但是應當看到，即使在現代的集成電路中，雙極性晶體管依然是一種重要的器件，市場上仍有大量種類齊全、價格低廉的晶體管產品可供選擇。與金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET，它是場效應管的一種，另一種為結型場效應管)相比，雙極性晶體管能提供較高的跨導和輸出電阻，并具有高速、耐久的特性，在功率控制方面能力突出。因此，雙極性晶體管依舊是組成模擬電路，尤其是甚高頻應用電路(如無線通信系統中的射頻電路)的重要配件。雙極性晶體管可以通過BiCMOS技術與和MOSFET制作在一塊集成電路上，這樣就可以充分利用兩者的優點(如雙極性晶體管的電流放大能力和場效應管的低功耗特點)
從基極區域的少數載流子濃度出發，可以解釋集電極的載流子流動。如果雙極性晶體管為小注入(low level injection)，即通過某些物理過程(如光注入或電注入)引入的非平衡載流子(excess carrier，或稱“過剩載流子”)比熱平衡時的多數載流子少得多，雙極性擴散(即非平衡多數載流子和少數載流子以相同速率流動)速率實際上由非平衡少數載流子決定。另外，雙極性晶體管處理高頻信號的能力還受限于基極區域載流子的渡越時間。
一個雙極性晶體管由三個不同的摻雜半導體區域組成，它們分別是發射極區域、基極區域和集電極區域。這些區域在NPN型晶體管中分別是N型、P型和N型半導體，而在PNP型晶體管中則分別是P型、N型和P型半導體。每一個半導體區域都有一個引腳端接出，通常用字母E、B和C來表示發射極(Emitter)、基極(base)和集電極(Collector)。
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