晶体管 2655 是什么东西？？？

晶体管

晶体管（transistor 计：MOS transistornpn 化：transistor）

【简介】

晶体管，本名是半导体三极管，是内部含有两个PN结，外部通常为三个引出电极的半导体器件。它对电信号有放大和开关等作用，应用十分广泛。输入级和输出级都采用晶体管的逻辑电路，叫做晶体管－晶体管逻辑电路，书刊和实用中都简称为TTL电路，它属于半导体集成电路的一种，其中用得最普遍的是TTL与非门。TTL与非门是将若干个晶体管和电阻元件组成的电路系统集中制造在一块很小的硅片上，封装成一个独立的元件.晶体管是半导体三极管中应用最广泛的器件之一，在电路中用“V”或“VT”（旧文字符号为“Q”、“GB”等）表示。

晶体管被认为是现代历史中最伟大的发明之一，在重要性方面可以与印刷术，汽车和电话等的发明相提并论。晶体管实际上是所有现代电器的关键活动（active）元件。晶体管在当今社会的重要性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。

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|-{A|zh-cn:二极管zh-tw:二极体}-，电阻，电容一起被装配在微芯片（芯片）上以制造完整的电路。模拟的或数字的或者这两者被集成在同一块芯片上。设计和开发一个复杂芯片的生本是相当高的，但是当分摊到通常百万个生产单位上，每个芯片的价格就是最小的。一个逻辑门包含20个晶体管，而2005年一个高级的微处理器使用的晶体管数量达2.89亿个。

晶体管的低成本，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。在控制电器和机械方面，晶体管电路也正在取代电机设备，因为它通常是更便宜，更有效地仅仅使用标准集成电路并编写计算机程序来完成同样的机械任务，使用电子控制，而不是设计一个等效的机械控制。

因为晶体管的低成本和后来的电子计算机，数字化信息的浪潮来到了。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-{A|zh-cn:信息zh-tw:资讯}--{A|zh-cn:数字zh-tw:数位}-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。

【英文简述】

A transistor is a semiconductor device, commonly used as an amplifier or an electrically controlled switch. The transistor is the fundamental building block of the circuitry that governs the operation of computers, cellular phones, and all other modern electronics.

Because of its fast response and accuracy, the transistor may be used in a wide variety of digital and analog functions, including amplification, switching, voltage regulation, signal modulation, and oscillators. Transistors may be packaged individually or as part of an integrated circuit, which may hold a billion or more transistors in a very small area.

【历史】

1947年12月，美国贝尔实验室的肖克莱、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。晶体管的问世，是20世纪的一项重大发明，是微电子革命的先声。晶体管出现后，人们就能用一个小巧的、消耗功率低的电子器件，来代替体积大、功率消耗大的电子管了。晶体管的发明又为后来集成电路的降生吹响了号角。

20世纪最初的10年，通信系统已开始应用半导体材料。20世纪上半叶，在无线电爱好者中广泛流行的矿石收音收，就采用矿石这种半导体材料进行检波。半导体的电学特性也在电话系统中得到了应用。

晶体管的发明，最早可以追溯到1929年，当时工程师利莲费尔德就已经取得一种晶体管的专利。但是，限于当时的技术水平，制造这种器件的材料达不到足够的纯度，而使这种晶体管无法制造出来。

由于电子管处理高频信号的效果不理想，人们就设法改进矿石收音机中所用的矿石触须式检波器。在这种检波器里，有一根与矿石(半导体)表面相接触的金属丝(像头发一样细且能形成检波接点)，它既能让信号电流沿一个方向流动，又能阻止信号电流朝相反方向流动。在第二次世界大战爆发前夕，贝尔实验室在寻找比早期使用的方铅矿晶体性能更好的检波材料时，发现掺有某种极微量杂质的锗晶体的性能不仅优于矿石晶体，而且在某些方面比电子管整流器还要好。

在第二次世界大战期间，不少实验室在有关硅和锗材料的制造和理论研究方面，也取得了不少成绩，这就为晶体管的发明奠定了基础。

为了克服电子管的局限性，第二次世界大战结束后，贝尔实验室加紧了对固体电子器件的基础研究。肖克莱等人决定集中研究硅、锗等半导体材料，探讨用半导体材料制作放大器件的可能性。

1945年秋天，贝尔实验室成立了以肖克莱为首的半导体研究小组，成员有布拉顿、巴丁等人。布拉顿早在1929年就开始在这个实验室工作，长期从事半导体的研究，积累了丰富的经验。他们经过一系列的实验和观察，逐步认识到半导体中电流放大效应产生的原因。布拉顿发现，在锗片的底面接上电极，在另一面插上细针并通上电流，然后让另一根细针尽量靠近它，并通上微弱的电流，这样就会使原来的电流产生很大的变化。微弱电流少量的变化，会对另外的电流产生很大的影响，这就是“放大”作用。

布拉顿等人，还想出有效的办法，来实现这种放大效应。他们在发射极和基极之间输入一个弱信号，在集电极和基极之间的输出端，就放大为一个强信号了。在现代电子产品中，上述晶体三极管的放大效应得到广泛的应用。

巴丁和布拉顿最初制成的固体器件的放大倍数为50左右。不久之后，他们利用两个靠得很近(相距0.05毫米)的触须接点，来代替金箔接点，制造了“点接触型晶体管”。1947年12月，这个世界上最早的实用半导体器件终于问世了，在首次试验时，它能把音频信号放大100倍，它的外形比火柴棍短，但要粗一些。

在为这种器件命名时，布拉顿想到它的电阻变换特性，即它是靠一种从“低电阻输入”到“高电阻输出”的转移电流来工作的，于是取名为trans-resister(转换电阻)，后来缩写为transister，中文译名就是晶体管。

由于点接触型晶体管制造工艺复杂，致使许多产品出现故障，它还存在噪声大、在功率大时难于控制、适用范围窄等缺点。为了克服这些缺点，肖克莱提出了用一种"整流结"来代替金属半导体接点的大胆设想。半导体研究小组又提出了这种半导体器件的工作原理。

1950年，第一只“面结型晶体管”问世了，它的性能与肖克莱原来设想的完全一致。今天的晶体管，大部分仍是这种面结型晶体管。

1956年，肖克莱、巴丁、布拉顿三人，因发明晶体管同时荣获诺贝尔物理学奖。

【晶体管的发展历史及其重要里程碑】

1947年12月16日：威廉·邵克雷(William Shockley)、约翰·巴顿(John Bardeen)和沃特·布拉顿(Walter Brattain)成功地在贝尔实验室制造出第一个晶体管。

1950年：威廉·邵克雷开发出双极晶体管(Bipolar Junction Transistor)，这是现在通行的标准的晶体管。

1953年：第一个采用晶体管的商业化设备投入市场，即助听器。

1954年10月18日：第一台晶体管收音机Regency TR1投入市场，仅包含4只锗晶体管。

1961年4月25日：第一个集成电路专利被授予罗伯特·诺伊斯(Robert Noyce)。最初的晶体管对收音机和电话而言已经足够，但是新的电子设备要求规格更小的晶体管，即集成电路。

1965年：摩尔定律诞生。当时，戈登·摩尔(Gordon Moore)预测，未来一个芯片上的晶体管数量大约每年翻一倍(10年后修正为每两年)，摩尔定律在Electronics Magazine杂志一篇文章中公布。

1968年7月：罗伯特·诺伊斯和戈登·摩尔从仙童(Fairchild)半导体公司辞职，创立了一个新的企业，即英特尔公司，英文名Intel为“集成电子设备(integrated electronics)”的缩写。

1969年：英特尔成功开发出第一个PMOS硅栅晶体管技术。这些晶体管继续使用传统的二氧化硅栅介质，但是引入了新的多晶硅栅电极。

1971年：英特尔发布了其第一个微处理器4004。4004规格为1/8英寸 x 1/16英寸，包含仅2000多个晶体管，采用英特尔10微米PMOS技术生产。

1978年：英特尔标志性地把英特尔8088微处理器销售给IBM新的个人电脑事业部，武装了IBM新产品IBM PC的中枢大脑。16位8088处理器含有2.9万个晶体管，运行频率为5MHz、8MHz和10MHz。8088的成功推动英特尔进入了财富(Forture) 500强企业排名，《财富(Forture)》杂志将英特尔公司评为“七十大商业奇迹之一(Business Triumphs of the Seventies)”。

1982年：286微处理器(又称80286)推出，成为英特尔的第一个16位处理器，可运行为英特尔前一代产品所编写的所有软件。286处理器使用了13400个晶体管，运行频率为6MHz、8MHz、10MHz和12.5MHz。

1985年：英特尔386™微处理器问世，含有27.5万个晶体管，是最初4004晶体管数量的100多倍。386是32位芯片，具备多任务处理能力，即它可在同一时间运行多个程序。

1993年：英特尔®奔腾®处理器问世，含有3百万个晶体管，采用英特尔0.8微米制程技术生产。

1999年2月：英特尔发布了奔腾®III处理器。奔腾III是1x1正方形硅，含有950万个晶体管，采用英特尔0.25微米制程技术生产。

2002年1月：英特尔奔腾4处理器推出，高性能桌面台式电脑由此可实现每秒钟22亿个周期运算。它采用英特尔0.13微米制程技术生产，含有5500万个晶体管。

2002年8月13日：英特尔透露了90纳米制程技术的若干技术突破，包括高性能、低功耗晶体管，应变硅，高速铜质接头和新型低-k介质材料。这是业内首次在生产中采用应变硅。

2003年3月12日：针对笔记本的英特尔®迅驰®移动技术平台诞生，包括了英特尔最新的移动处理器“英特尔奔腾M处理器”。该处理器基于全新的移动优化微体系架构，采用英特尔0.13微米制程技术生产，包含7700万个晶体管。

2005年5月26日：英特尔第一个主流双核处理器“英特尔奔腾D处理器”诞生，含有2.3亿个晶体管，采用英特尔领先的90纳米制程技术生产。

2006年7月18日：英特尔®安腾®2双核处理器发布，采用世界最复杂的产品设计，含有17.2亿个晶体管。该处理器采用英特尔90纳米制程技术生产。

2006年7月27日：英特尔®酷睿™2双核处理器诞生。该处理器含有2.9亿多个晶体管，采用英特尔65纳米制程技术在世界最先进的几个实验室生产。

2006年9月26日：英特尔宣布，超过15种45纳米制程产品正在开发，面向台式机、笔记本和企业级计算市场，研发代码Penryn，是从英特尔®酷睿™微体系架构派生而出。

2007年1月8日：为扩大四核PC向主流买家的销售，英特尔发布了针对桌面电脑的65纳米制程英特尔®酷睿™2四核处理器和另外两款四核服务器处理器。英特尔®酷睿™2四核处理器含有5.8亿多个晶体管。

2007年1月29日：英特尔公布采用突破性的晶体管材料即高-k栅介质和金属栅极。英特尔将采用这些材料在公司下一代处理器——英特尔®酷睿™2双核、英特尔®酷睿™2四核处理器以及英特尔®至强®系列多核处理器的数以亿计的45纳米晶体管或微小开关中用来构建绝缘“墙”和开关“门”，研发代码Penryn。采用了这些先进的晶体管，已经生产出了英特尔45纳米微处理器。

【晶体管出现的意义】

晶体管的出现，是电子技术之树上绽开的一朵绚丽多彩的奇葩。

同电子管相比，晶体管具有诸多优越性：

①晶体管的构件是没有消耗的。无论多么优良的电子管，都将因阴极原子的变化和慢性漏气而逐渐劣化。由于技术上的原因，晶体管制作之初也存在同样的问题。随着材料制作上的进步以及多方面的改善，晶体管的寿命一般比电子管长 100到1000倍，称得起永久性器件的美名。

②晶体管消耗电子极少，仅为电子管的十分之一或几十分之一。它不像电子管那样需要加热灯丝以产生自由电子。一台晶体管收音机只要几节干电池就可以半年一年地听下去，这对电子管收音机来说，是难以做到的。

③晶体管不需预热，一开机就工作。例如，晶体管收音机一开就响，晶体管电视机一开就很快出现画面。电子管设备就做不到这一点。开机后，非得等一会儿才听得到声音，看得到画面。显然，在军事、测量、记录等方面，晶体管是非常有优势的。

④晶体管结实可靠，比电子管可靠 100倍，耐冲击、耐振动，这都是电子管所无法比拟的。另外，晶体管的体积只有电子管的十分之一到百分之一，放热很少，可用于设计小型、复杂、可靠的电路。晶体管的制造工艺虽然精密，但工序简便，有利于提高元器件的安装密度。

正因为晶体管的性能如此优越，晶体管诞生之后，便被广泛地应用于工农业生产、国防建设以及人们日常生活中。1953年，首批电池式的晶体管收音机一投放市场，就受到人们的热烈欢迎，人们争相购买这种收音机。接着，各厂家之间又展开了制造短波晶体管的竞赛。此后不久，不需要交流电源的袖珍“晶体管收音机”开始在世界各地出售，又引起了一个新的消费热潮。

由于硅晶体管适合高温工作，可以抵抗大气影响，在电子工业领域是最受欢迎的产品之一。从1967年以来，电子测量装置或者电视摄像机如果不是“晶体管化”的，那么就别想卖出去一件。轻便收发机，甚至车载的大型发射机也都晶体管化了。

另外，晶体管还特别适合用作开关。它也是第二代计算机的基本元件。人们还常常用硅晶体管制造红外探测器。就连可将太阳能转变为电能的电池——太阳能电池也都能用晶体管制造。这种电池是遨游于太空的人造卫星的必不可少的电源。晶体管这种小型简便的半导体元件还为缝纫机、电钻和荧光灯开拓了电子控制的途径。

从1950年至1960年的十年间，世界主要工业国家投入了巨额资金，用于研究、开发与生产晶体管和半导体器件。例如，纯净的锗或硅半导体，导电性能很差，但加入少量其它元素(称为杂质)后，导电性能会提高许多。但是要想把定量杂质正确地熔入锗或硅中，必须在一定的温度下，通过加热等方法才能实现。而一旦温度高于摄氏75度，晶体管就开始失效。为了攻克这一技术难关，美国政府在工业界投资数百万美元，

以开展这项新技术的研制工作。在这样雄厚的财政资助下，没过多久，人们便掌握了这种高熔点材料的提纯、熔炼和扩散的技术。特别是晶体管在军事计划和宇宙航行中的威力日益显露出来以后，为争夺电子领域的优势地位，世界各国展开了激烈的竞争。为实现电子设备的小型化，人们不惜成本，纷纷给电子工业以巨大的财政资助。

自从1904年弗莱明发明真空二极管，1906年德福雷斯特发明真空三极管以来，电子学作为一门新兴学科迅速发展起来。但是电子学真正突飞猛进的进步，还应该是从晶体管发明以后开始的。尤其是PN结型晶体管的出现，开辟了电子器件的新纪元，引起了一场电子技术的革命。在短短十余年的时间里，新兴的晶体管工业以不可战胜的雄心和年轻人那样无所顾忌的气势，迅速取代了电子管工业通过多年奋斗才取得的地位，一跃成为电子技术领域的排头兵。

【分类】

按半导体材料和极性分类

按晶体管使用的半导体材料可分为硅材料晶体管和锗材料晶体管。按晶体管的极性可分为锗NPN型晶体管、锗PNP晶体管、硅NPN型晶体管和硅PNP型晶体管。

按结构及制造工艺分类

晶体管按其结构及制造工艺可分为扩散型晶体管、合金型晶体管和平面型晶体管。

按电流容量分类

晶体管按电流容量可分为小功率晶体管、中功率晶体管和大功率晶体管。

按工作频率分类

晶体管按工作频率可分为低频晶体管、高频晶体管和超高频晶体管等。

按封装结构分类

晶体管按封装结构可分为金属封装（简称金封）晶体管、塑料封装（简称塑封）晶体管、玻璃壳封装（简称玻封）晶体管、表面封装（片状）晶体管和陶瓷封装晶体管等。其封装外形多种多样。

按功能和用途分类

晶体管按功能和用途可分为低噪声放大晶体管、中高频放大晶体管、低频放大晶体管、开关晶体管、达林顿晶体管、高反压晶体管、带阻晶体管、带阻尼晶体管、微波晶体管、光敏晶体管和磁敏晶体管等多种类型。

【电力晶体管】

电力晶体管按英文Giant Transistor直译为巨型晶体管，是一种耐高电压、大电流的双极结型晶体管（Bipolar Junction Transistor—BJT），所以有时也称为Power BJT；其特性有：耐压高，电流大，开关特性好，但驱动电路复杂，驱动功率大；GTR和普通双极结型晶体管的工作原理是一样的。

【光晶体管】

光晶体管（phototransistor）由双极型晶体管或场效应晶体管等三端器件构成的光电器件。光在这类器件的有源区内被吸收，产生光生载流子，通过内部电放大机构，产生光电流增益。光晶体管三端工作，故容易实现电控或电同步。光晶体管所用材料通常是砷化镓（CaAs），主要分为双极型光晶体管、场效应光晶体管及其相关器件。双极型光晶体管通常增益很高，但速度不太快，对于GaAs-GaAlAs，放大系数可大于1000，响应时间大于纳秒，常用于光探测器，也可用于光放大。场效应光晶体管响应速度快(约为50皮秒)，但缺点是光敏面积小，增益小（放大系数可大于10），常用作极高速光探测器。与此相关还有许多其他平面型光电器件，其特点均是速度快（响应时间几十皮秒）、适于集成。这类器件可望在光电集成中得到应用。

【双极晶体管】

双极晶体管（bipolar transistor）指在音频电路中使用得非常普遍的一种晶体管。双极则源于电流系在两种半导体材料中流过的关系。双极晶体管根据工作电压的极性而可分为NPN型或PNP型。

【双极结型晶体管】

双极结型晶体管（Bipolar Junction Transistor—BJT）又称为半导体三极管，它是通过一定的工艺将两个PN结结合在一起的器件，有PNP和NPN两种组合结构；外部引出三个极：集电极，发射极和基极，集电极从集电区引出，发射极从发射区引出，基极从基区引出（基区在中间）；BJT有放大作用，重要依靠它的发射极电流能够通过基区传输到达集电区而实现的，为了保证这一传输过程，一方面要满足内部条件，即要求发射区杂质浓度要远大于基区杂质浓度，同时基区厚度要很小，另一方面要满足外部条件，即发射结要正向偏置（加正向电压）、集电结要反偏置；BJT种类很多，按照频率分，有高频管，低频管，按照功率分，有小、中、大功率管，按照半导体材料分，有硅管和锗管等；其构成的放大电路形式有：共发射极、共基极和共集电极放大电路。

【场效应晶体管】

场效应晶体管（field effect transistor）利用场效应原理工作的晶体管。英文简称FET。场效应就是改变外加垂直于半导体表面上电场的方向或大小，以控制半导体导电层（沟道）中多数载流子的密度或类型。它是由电压调制沟道中的电流，其工作电流是由半导体中的多数载流子输运。这类只有一种极性载流子参加导电的晶体管又称单极型晶体管。与双极型晶体管相比，场效应晶体管具有输入阻抗高、噪声小、极限频率高、功耗小，制造工艺简单、温度特性好等特点，广泛应用于各种放大电路、数字电路和微波电路等。以硅材料为基础的金属�氧化物�半导体场效应管（MOSFET)和以砷化镓材料为基础的肖特基势垒栅场效应管（MESFET）是两种最重要的场效应晶体管，分别为MOS大规模集成电路和MES超高速集成电路的基础器件。

【静电感应晶体管】

静电感应晶体管SIT(Static Induction Transistor)诞生于1970年，实际上是一种结型场效应晶体管。将用于信息处理的小功率SIT器件的横向导电结构改为垂直导电结构，即可制成大功率的SIT器件。SIT是一种多子导电的器件，其工作频率与电力MOSFET相当，甚至超过电力MOSFET，而功率容量也比电力MOSFET大，因而适用于高频大功率场合，目前已在雷达通信设备、超声波功率放大、脉冲功率放大和高频感应加热等某些专业领域获得了较多的应用。

但是SIT在栅极不加任何信号时是导通的，栅极加负偏压时关断，这被称为正常导通型器件，使用不太方便。此外，SIT通态电阻较大，使得通态损耗也大，因而SIT还未在大多数电力电子设备中得到广泛应用。

【单电子晶体管】

用一个或者少量电子就能记录信号的晶体管。随着半导体刻蚀技术和工艺的发展，大规模集成电路的集成度越来越高。以动态随机存储器(DRAM)为例，它的集成度差不多以每两年增加四倍的速度发展，预计单电子晶体管将是最终的目标。目前一般的存储器每个存储元包含了20万个电子，而单电子晶体管每个存储元只包含了一个或少量电子，因此它将大大降低功耗，提高集成电路的集成度。1989年斯各特(J.H. F.Scott-Thomas)等人在实验上发现了库仑阻塞现象。在调制掺杂异质结界面形成的二维电子气上面，制作一个面积很小的金属电极，使得在二维电子气中形成一个量子点，它只能容纳少量的电子，也就是它的电容很小，小于一个？F (10-15法拉)。当外加电压时，如果电压变化引起量子点中电荷变化量不到一个电子的电荷，则将没有电流通过。直到电压增大到能引起一个电子电荷的变化时，才有电流通过。因此电流-电压关系不是通常的直线关系，而是台阶形的。这个实验在历史上第一次实现了用人工控制一个电子的运动，为制造单电子晶体管提供了实验依据。为了提高单电子晶体管的工作温度，必须使量子点的尺寸小于10纳米，目前世界各实验室都在想各种办法解决这个问题。有些实验室宣称已制出室温下工作的单电子晶体管，观察到由电子输运形成的台阶型电流-电压曲线，但离实用还有相当的距离。

【绝缘栅双极晶体管】

绝缘栅双极晶体管（Insulate-Gate Bipolar Transistor—IGBT）综合了电力晶体管（Giant Transistor—GTR）和电力场效应晶体管（Power MOSFET）的优点，具有良好的特性，应用领域很广泛；IGBT也是三端器件：栅极，集电极和发射极。

【主要参数】

晶体管的主要参数有电流放大系数、耗散功率、频率特性、集电极最大电流、最大反向电压、反向电流等。

电流放大系数

电流放大系数也称电流放大倍数，用来表示晶体管放大能力。

根据晶体管工作状态的不同，电流放大系数又分为直流电流放大系数和交流电流放大系数。

1．直流电流放大系数 直流电流放大系数也称静态电流放大系数或直流放大倍数，是指在静态无变化信号输入时，晶体管集电极电流IC与基极电流IB的比值，一般用hFE或β表示。

2．交流电流放大系数 交流电流放大系数也称动态电流放大系数或交流放大倍数，是指在交流状态下，晶体管集电极电流变化量△IC与基极电流变化量△IB的比值，一般用hfe或β表示。

hFE或β既有区别又关系密切，两个参数值在低频时较接近，在高频时有一些差异。

耗散功率

耗散功率也称集电极最大允许耗散功率PCM，是指晶体管参数变化不超过规定允许值时的最大集电极耗散功率。

耗散功率与晶体管的最高允许结温和集电极最大电流有密切关系。晶体管在使用时，其实际功耗不允许超过PCM值，否则会造成晶体管因过载而损坏。

通常将耗散功率PCM小于1W的晶体管称为小功率晶体管，PCM等于或大于1W、小于5W的晶体管被称为中功率晶体管，将PCM等于或大于5W的晶体管称为大功率晶体管。

频率特性

晶体管的电流放大系数与工作频率有关。若晶体管超过了其工作频率范围，则会出现放大能力减弱甚至失去放大作用。

晶体管的频率特性参数主要包括特征频率fT和最高振荡频率fM等。

1．特征频率fT 晶体管的工作频率超过截止频率fβ或fα时，其电流放大系数β值将随着频率的升高而下降。特征频率是指β值降为1时晶体管的工作频率。

通常将特征频率fT小于或等于3MHZ的晶体管称为低频管，将fT大于或等于30MHZ的晶体管称为高频管，将fT大于3MHZ、小于30MHZ的晶体管称为中频管。

2．最高振荡频率fM 最高振荡频率是指晶体管的功率增益降为1时所对应的频率。

通常，高频晶体管的最高振荡频率低于共基极截止频率fα，而特征频率fT则高于共基极截止频率fα、低于共集电极截止频率fβ。

集电极最大电流ICM

集电极最大电流是指晶体管集电极所允许通过的最大电流。当晶体管的集电极电流IC超过ICM时，晶体管的β值等参数将发生明显变化，影响其正常工作，甚至还会损坏。

最大反向电压

最大反向电压是指晶体管在工作时所允许施加的最高工作电压。它包括集电极—发射极反向击穿电压、集电极—基极反向击穿电压和发射极—基极反向击穿电压。

1．集电极—发射极反向击穿电压 该电压是指当晶体管基极开路时，其集电极与发射极之间的最大允许反向电压，一般用VCEO或BVCEO表示。

2．集电极—基极反向击穿电压 该电压是指当晶体管发射极开路时，其集电极与基极之间的最大允许反向电压，用VCBO或BVCBO表示。

3．发射极—基极反向击穿电压 该电压是指当晶体管的集电

王守武是我国著名的半导体器件物理学家、微电子学家。1980年当选中国科学院学部委员（院士）。我国第一个半导体研究室、半导体器件工厂、半导体研究所和全国半导体测试中心的创建者。

王守武于1919年3月15日出生于江苏省苏州市。孩童时代常被疟疾纠缠，身体状况不好，智力曾一度受到影响。上学后，经常性的病休，持续不断的自学磨练，使王守武从小就养成了寡言、内向的性格，和善于独立思考的习惯。在他4岁时，父亲赴上海与他人合股开办机械厂，家人也随之迁居。不到两年，工厂倒闭，家里分得不少机械加工工具，这却使王守武在家有条件学会钳工和配钥匙、修理家庭用具、绕制变压器等技艺。王守武后来之所以能在科研工作中动手能力强，均得益于那时的培养和磨练。他喜爱数学的父亲，工作之余，常给子女们讲些趣味数学，或出一些智力测验题让孩子们回答。那时，王守武曾随哥姐们听父亲讲过如何求圆周率π的问题，他虽听不懂，但“π”这个无理数的特性，却一直印在他的脑海之中。

1934年，王守武父亲退休后举家迁回苏州。王守武也随之转入省立苏州中学学习。高中三年级时，经过对《三角》、《高等代数》的学习，启迪了他的思维，他从反三角函数的级数展开中，得到了π的计算方法，写成“圆周率π的级数展开”一文，发表在苏州中学的校刊上，显露了他在领悟数理理论方面的过人才华。自此，从事自然科学工作，既符合他父亲的希望，也是他酿就的意愿，渴望在著名大学里得到名师的教诲和严格的科学训练。

1934年父亲自北平中央研究院工程研究所退休后返回上海。后又因留恋故乡情，举家又迁回苏州。王守武也随之转入省立苏州中学学习。王守武高中毕业前夕未曾根治的疟疾再次重犯，耽误了学校的年终考试和苏州全区的毕业会考。靠一张肄业证书，难以像他哥姐们那样入清华大学、燕京大学、协和医学院等名牌学府就读，只得听从曾留学美国的大哥王守竟的建议，进上海同济大学德文补习班学习。一年后，他重回苏州中学参加会考，拿到了高中毕业文凭，才正式成为同济大学机电系的学生。

1941年春天，王守武在昆明郊外的同济大学临时校舍里毕业后，就近在昆明入兄长王守竞任总经理的中央机器厂当了公务员。一年后又入中国工合翻砂实验工厂任工务主任。经过实践，讷于言表的王守武自感不适合从事工厂管理工作，便申请重回母校，在已迁往四川李庄的同济大学任教。

1945年10月王守武负笈远行，横渡大洋，入美国印第安那州普渡大学研究生院攻读工程力学，导师R. M. Sturm，翌年6月荣获硕士学位。王守武各门功课优异，尤以数学成绩最好，受到老师和同学们的赞赏。校方为鼓励王守武继续深造，资助他攻读博士学位。这时，正在兴起的量子力学引起了王守武的兴趣，便从工程力学转向对微观粒子运动规律的研究，导师H. M. James。两年后王守武完成了题为《一种计算金属钠的结合能和压缩率的新方法》的论文，获得了博士学位。后经普渡大学工程力学系主任的敦聘，留校执教。这时他与同在普渡大学留学的葛修怀女士组成了温馨的家庭，过着宁静、舒适的生活。

1950年6月25日朝鲜战争爆发。王守武借“回乡侍奉孤寡母亲”为由，向美国当局递交了回国申请。获得批准后，经印度驻美使馆的协助，很快就办完了离美手续。夫妇二人携不满周岁的女儿于同年10月离开美国，回归故里。

1950年底王守武刚刚踏上祖国大地，上级就十分信赖地交给他一项紧急任务：为在抗美援朝前线的志愿军运输队设计一种特殊的车灯和路标，让祖国“最可爱的人”在朝鲜前线既可夜里行车，又不致被敌机发现，免遭轰炸。报国心切的王守武，立即在他任职的应用物理研究所，组织科研人员设计与制作。他依据光线在锥体表面定向反射的原理，使特殊设计的车灯光线在路标上的反射光只能定向地射到司机的眼里，避免了敌机发现的可能性。设计制作完成后，进行了实地试验，圆满完成了任务。

1951年5月西藏和平解放后，当地政府发现藏民生活用燃料奇缺，能源不足，但高原阳光充足，便向中国科学院提出了为之设计制造太阳灶的请求。受命主持此项设计任务的王守武，考虑到制造一个大面积的抛物形反射镜加工有困难，决定改用多个窄圆锥形反射面组成的反射系统，用调整每个圆锥面斜度的方法，使平行于主轴方向的光线，都反射到太阳灶的中心。设计制作成功后，用它可以在15分钟内把一壶水烧开。这种太阳灶，在青藏高原长时期地发挥过它的作用。

1953年春中国科学院派员赴苏联考察，了解苏联科学研究工作的进展情况。访苏代表团回国后，报告了苏联在半导体科学技术上的巨大成就，以及飞速进展的情况。这一信息，使我国的科学工作者，特别是物理学工作者，进一步认识到半导体科学技术在社会主义建设事业中的重要性，应当大力推动这方面的工作。为此中国物理学会常务理事会决定，在1955年1月底召开一次全国性的半导体物理学讨论会。

1954年作为讨论会筹备组成员的王守武为了推动中国电子技术跟上时代的发展，他与同期归国的黄昆、洪朝生、汤定元等专家一起合作翻译了苏联半导体权威学者A．F. 约飞写的《近代物理学中的半导体》一书，于1955年由科学出版社出版。1955年黄昆在北京大学物理系开设了《半导体物理学》的课程，这一新兴课程也由他们四人合作讲授。1956年1月这四位专家与后期回国的专家一起在物理学会年会上对“半导体”做了多方面的介绍，希望引起有关方面的重视。王守武的报告题目是：《半导体整流器》与《半导体的电子生伏打效应的理论》。

这期间作为半导体科学的开拓工作，王守武开展了硒与氧化亚铜整流器的制作条件与性能研究，并从理论上分析了有关半导体整流器的一些性能。其研究成果相继在中国《物理学报》上发表。

1956年，是王守武科学研究工作中的一个关键的转折点。因为在这一年，王守武应邀到京西宾馆参加由周恩来总理主持的“全国十二年科学技术发展远景规划”的讨论和制订工作。在所确定的57项重大科技项目中，半导体科学技术的发展，被列为四大紧急措施之一。为了落实这项紧急任务，中央有关部门决定由黄昆、谢希德和王守武等知名学者，分别在培养人才和从事开拓性研究两个方面进行突击。王守武深知这一工作的重要性，毅然中断了其他科研项目，全身心地投入到半导体的研究工作中来，组成了中国科学院应用物理所中中国第一个半导体研究室。

根据当时国外文献的报道，锗是制作晶体管最现实的材料。目标明确之后，在他与同事吴锡九研究员的组织领导下，集中了二机部华北无线电元件研究所、南京工学院等单位的40余名科学工作者，开始了半导体锗材料的研究工作。他一面抓锗材料的提纯，一面亲自领导设计制造了我国第一台拉制半导体锗材料的单晶炉，并于1957年底拉制成功了我国第一根锗单晶；1958年8月，负责器件组工作的王守觉副研究员从苏联学习归来，引来了合金扩散工艺，加速了我国第一批锗高频合金扩散晶体管的成功研制。作为研究室主任的王守武，在参与研制锗高频合金扩散管的同时，又参与了拉制硅单晶的组织领导工作，并具体解决了在拉制硅单晶过程中因坩埚底部温度过高而引起的跳硅难题。

1957年林兰英回国，王守武亲自到她所住的宾馆去动员她来半导体工作组工作，任材料研究组组长，具体实施了硅单晶的拉制方案。经王守武与林兰英的共同努力，使得我国第一根硅单晶于1958年7月问世。为了促进我国第二代(晶体管型)电子计算机的研究，在王守武与有关同志的组织领导下，于1958年创建了我国最早的一家生产晶体管的工厂——中国科学院109工厂，从事锗高频晶体管的批量生产。在人员和设备都较困难的情况下，组织全厂人员奋战，到1959年底，为研制109乙型计算机提供了12个品种、14.5万多只锗晶体管，完成了该机所需的器件生产

1956年是王守武科学研究工作中的一个转折点，人生旅途中的一个关键时代。因为在这一年，王守武应邀参加了“全国十二年科学技术发展远景规划”讨论会。在所确定的57项重大科技项目中，半导体科学技术的发展被列为四大紧急措施之一，是抓紧实施的重点。为了落实这项紧急任务，中央有关部门决定由黄昆、谢希德和王守武等知名学者，分别在培养人才和从事开拓性研究工作两个方面进行突击。王守武深知这一工作的重要性，毅然中断了其他科研项目，全身心地投入到“半导体”的研究工作中来。刚过而立之年的王守武，在团中央礼堂，在北京图书馆广场，在天津，在上海，在大江南北……，搞演讲，举办报告会，大力普及半导体科学知识，热情宣传“半导体”科学的广阔未来。

在应用物理研究所王守武以电学研究组成员为主要对象，举办了半导体专业培训班，继而组建了中国第一个半导体研究室，担当了研究室的主任。

根据当时国外文献的报道，锗是当时制作晶体管最为现实的材料。目标明确之后，在他与后来回国的吴锡九研究员的组织领导下，集中了二机部华北无线电元件研究所、南京大学、武汉大学等单位的40余名科学工作者，开始了半导体锗材料与锗晶体管的研究工作。他一面抓锗材料的提纯，一面亲自领导设计制造了中国第一台单晶炉，并于1957年底拉制成功了中国第一根锗单晶；同年11月底到次年初王守武与同事合作，研制成功了中国第一批锗合金结晶体管，并掌握了锗单晶中的掺杂技术，能控制锗单晶的导电类型、电阻率及少数载流子寿命等电学指标，达到了能自主生产不同器件的要求。

1958年8月领导器件组工作的王守觉从苏联学习归来，引来了半导体“合金”加“扩散”的双重工艺，促使晶体管的研制在提高工作频率方面产生飞跃，加速了中国第一批锗高频合金扩散晶体管的研制。

作为研究室主任的王守武在参与研制锗高频合金扩散晶体管的同时，又参与了拉制硅单晶的组织领导工作，并亲自解决了在拉制硅单晶过程中因坩埚底部温度过高而引起的“跳硅”难题。

1957年春林兰英教授自美国归来，被任命为半导体研究室材料研究组组长。在她的领导下，重新设计制作拉制硅单晶的炉子。经王守武与林兰英的共同努力，采用林兰英从国外带回的硅单晶做籽晶引向，1958年7月中国第一根硅单晶问世。

为了促进我国由电子管型转向晶体管型的第二代电子计算机的研究，在王守武与有关同志的组织领导下，于1958年创建了中国最早的生产晶体管的工厂——中国科学院109厂。工厂刚一成立，立即开展锗高频晶体管的批量生产。在人员和设备都较困难的情况下，他组织全厂人员奋战，到1959年底为研制109乙型计算机的计算技术研究所提供了12个品种、14万5千多只锗高频合金扩散晶体管，完成了该机所需的半导体器件的生产任务，及时为两d一星任务提供了技术保证。

1960年4月王守武受命筹建中国科学院半导体研究所，任筹委会副主任。1960年9月6日，在原应用物理研究所半导体研究室的基础上半导体研究所正式成立，王守武被任命为首任业务副所长，负责全所的科研业务管理和开拓分支学科的组建工作。1962年王守武依据国家科委的决定，在半导体所筹建全国半导体测试中心，并兼任该中心主任。

1960年2月王守武加入了中国共产党。

科学在不断发展，半导体学科的分支也在不断地拓展，1962年美国宣布用砷化镓半导体材料制成第一只半导体激光器，在世界上产生了很大的影响。这类器件在体积、重量和发光效率等方面，均比其它激光器优越，其应用前景也广泛得多。远见卓识的王守武，便于1963年组建了激光器研究室，并兼任该研究室主任。当时半导体所的材料研究室在林兰英研究员的领导下，研制成功了砷化镓单晶材料，故可着手从事半导体砷化镓激光器的研制。在当时实验室的条件下，用X射线来对单晶体进行定向比较困难，王守武创新了一种光学定向的新方法，大大加快了研制工作的进程，提高了各项工艺的成品率。在王守武的领导下，研究室于1964年元旦前夕研制成功了中国第一只半导体激光器。

此后，为了把这些科研成果迅速推广到实际应用中去，王守武除了继续从事研制新品种激光器外，还亲自指导并参与了激光通讯机和激光测距仪的研制工作。事隔不久，中国第一台激光通讯机就诞生了，它可以在无连线的情况下，保密通话达3公里以上。为了提高激光测距仪的可测距离，王守武提出并设计了从噪声中提取信号的电路，装上这个电路后，可以使激光测距仪的测距能力提高一倍以上。这些研究成果，填补了国内空白，有力地支援了国家现代化建设和国民经济建设。

正当王守武为发展我国半导体科学事业大显身手、全力以赴地奉献自己的聪明才智时，“文化大革命”开始了。王守武虽然处于被监督劳动的屈辱境地，但他对所从事的科学事业毫不忘情。在解除了领导职务的情况下，他留在研究室帮助改革工具，修理仪器。为了弥补激光器件研究室缺少分析激光特性手段的缺陷，他设计研制成功了激光发散角分布测试仪。

1968年春当时的科委领导点名要王守武紧急完成一项从越南战场运回的武器解剖任务。王守武毫不犹豫地登上了前往西安的航程。“文革”后期周恩来总理提出“要重视基础理论研究”的号召。王守武面对半导体所的基础理论研究队伍已受到“文革”严重摧残的困难局面，积极行动起来，着手基础理论的研究工作，开展了对新发现的耿氏器件中畴的雪崩弛豫振荡的深入研究。依据这项工作写成的论文，1975年在美国物理学会年会上宣读后，得到国外同行的好评，并在当年的《中国科学》杂志上发表。在这基础上他开始用计算机模拟技术，对耿氏器件中高场畴的动力学进行分析研究，取得了系列成果，发表了多篇论文。

1978年10月中国科学院主要领导同志将王守武请到办公室，要他出马，改变现状，全面负责4千位的MOS随机存储器这一大规模集成电路的研究。

王守武从稳定工艺入手，跟着片子的流程，对工艺线的每道工序进行认真细致的检查，详尽地订出各自的 *** 作规程。他先从研制难度不大的256位中规模集成电路入手，以检验工艺流程的稳定性和可靠性。当其成品率达到97%以上时，王守武才让投片试制4千位动态随机存储器。1979年9月28日，这种集成电路的批量成品率达20%以上，最高的达40%，为当时国内大规模集成电路研制中前所未有的最高水平。这一研制成果获得了中科院1979年科研成果一等奖。1980~1981年在王守武和林兰英的亲自指导下，又研制成功了16千位的大规模集成电路。这一重要成果荣获中科院1981年科研成果一等奖。

1973年起，领导研究半导体激光器中的高场畴动力学和畴雪崩现象。1978年起领导研制半导体大规模集成电路及其工艺研究。

1979年底他荣获全国劳动模范的光荣称号。

1980年刚刚过完春节，上级要王守武去中国科学院109厂兼任厂长职务，开展4千位大规模集成电路的推广工作，从事提高成品率、降低成本的集成电路大生产实验。王守武一到109厂，就高标准地修改了厂房扩建工程的设计方案，用很少的资金、不太长的时间，就将老厂房改造成洁净度达1000至10000级并有一定湿控、温控的高净化标准厂房。中科院109厂的这条年产上百万块中、大规模集成电路的生产线，就这样在王守武的精心 *** 持下宣布建成，其产品亦随之进入市场，并接受了众多用户的考验。1985年国内上百名专家齐集一堂，对王守武主持设计并建成的集成电路大生产实验线及其成果进行了技术鉴定。这一成果于1985年获中科院科技进步二等奖。

在用原有国产设备进行大生产实验的同时，王守武还领导并参与了另一条引进现代化集成电路中试生产线的建设。1988年这条生产线通过了国家计委、国家科委、电子工业部、北京市、中国科学院等有关部门的领导和国内著名专家的验收，并于1990年获中科院科技进步二等奖。

在王守武的倡议下，1986年1月上级将半导体所从事大规模集成电路研究的全套人马合并到109厂，组建中科院“微电子中心”。年事已高的王守武被任命为该中心的终身名誉主任。王守武自此离开现职，专事于学术研究工作。

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