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晶體管以類似水龍頭控制水流的方式控制電流

發(fā)布時(shí)間:2019-07-08 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】晶體管全稱雙極型三極管(Bipolar junction transistor,BJT)又稱晶體三極管,簡(jiǎn)稱三極管,是一種固體半導(dǎo)體器件,可用于檢波、整流、放大、開(kāi)關(guān)、穩(wěn)壓、信號(hào)調(diào)制等。
 
晶體管原理及應(yīng)用
晶體管全稱雙極型三極管(Bipolar junction transistor,BJT)又稱晶體三極管,簡(jiǎn)稱三極管,是一種固體半導(dǎo)體器件,可用于檢波、整流、放大、開(kāi)關(guān)、穩(wěn)壓、信號(hào)調(diào)制等。晶體管作為一種可變開(kāi)關(guān)?;谳斎氲碾妷海刂屏鞒龅碾娏?,因此晶體管可用作電流的開(kāi)關(guān)。和一般機(jī)械開(kāi)關(guān)(如Relay、switch)不同的是:晶體管是利用電訊號(hào)來(lái)控制,而且開(kāi)關(guān)速度非??欤趯?shí)驗(yàn)室中的切換速度可達(dá)100吉赫茲以上。
 
晶體管以類似水龍頭控制水流的方式控制電流
 
晶體管是半導(dǎo)體器件,它既可以用作電控制的開(kāi)關(guān),也可以用作放大器。晶體管的優(yōu)點(diǎn)是以類似水龍頭控制水流的方式控制電流。調(diào)整水龍頭的旋鈕可以控制水流。利用加在晶體管一個(gè)控制端的小電壓或小電流可以控制通過(guò)晶體管另兩端的大電流。晶體管應(yīng)用于幾乎所有你能夠想到的電路中。例如,可以在開(kāi)關(guān)電路、放大器電路、振蕩器電路、電流源電路、穩(wěn)壓器電路、電源電路、數(shù)字邏輯集成電路中見(jiàn)到晶體管。幾乎所有的電路中晶體管都是用小信號(hào)控制大電流。
 
計(jì)算技術(shù)界的重大突破:1nm晶體管誕生
據(jù)外媒報(bào)道,沉寂已久的計(jì)算技術(shù)界迎來(lái)了一個(gè)大新聞。勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)團(tuán)隊(duì)打破了物理極限,將現(xiàn)有的最精尖的晶體管制程從14nm縮減到了1nm,完成了計(jì)算技術(shù)界的一大突破!晶體管的制程大小一直是計(jì)算技術(shù)進(jìn)步的硬指標(biāo)。晶體管越小,同樣體積的芯片上就能集成更多,這樣一來(lái)處理器的性能和功耗都能會(huì)獲得巨大進(jìn)步。
 
晶體管以類似水龍頭控制水流的方式控制電流

多年以來(lái),技術(shù)的發(fā)展都在遵循摩爾定律。即當(dāng)價(jià)格不變時(shí),集成電路上可容納的元器件的數(shù)目約每隔18-24個(gè)月便會(huì)增加一倍,性能也將提升一倍。不過(guò)放眼未來(lái),摩爾定律開(kāi)始有些失靈了,因?yàn)閺男酒闹圃靵?lái)看,7nm就是物理極限。一旦晶體管大小低于這一數(shù)字,它們?cè)谖锢硇螒B(tài)上就會(huì)非常集中,以至于產(chǎn)生量子隧穿效應(yīng),為芯片制造帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。
 
此前,英特爾等芯片巨頭表示它們將尋找能替代硅的新原料來(lái)制作7nm晶體管,而現(xiàn)在勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室走在了前面。它們的1nm晶體管由納米碳管和二硫化鉬制作而成,二硫化鉬將擔(dān)起原本半導(dǎo)體的職責(zé),而納米碳管則負(fù)責(zé)控制邏輯門中電子的流向。眼下這一研究還停留在初級(jí)階段,畢竟在14nm的制程下一個(gè)模具上就有超過(guò)10億個(gè)晶體管,而要將晶體管縮小到1nm,大規(guī)模量產(chǎn)的困難有些過(guò)于巨大。不過(guò)這一研究依然具有非常重要的指導(dǎo)意義,新材料的發(fā)現(xiàn)未來(lái)將大大提升電腦的計(jì)算能力。
 
 
 
 
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