晶體管的發明徹底改變了人類文明，智能手機的核心處理器只能依賴這個技術， 處理器擁有約20億個晶體管，它們的作用令人難以置信。

那么，微型設備是如何工作的呢？晶體管就像開關一樣，沒有活動部件，它們可以放大微弱的信號，實際上放大器就是晶體管的一個基礎應用。

首先讓我們了解晶體管的原理，之后我們會回來的到應用部分。

晶體管由半導體制成，例如硅。每個硅原子與四個硅原子連接，硅的價電子層中有四個電子，讓我們用四手怪代替這個硅原子，每只手握一只電子。這些電子中的每一個都與相鄰的硅原子共享，這被稱為共價鍵，目前電子都在各自的共價鍵里。

如果純硅通電，電子必須吸收一些能量并變成自由電態。

雖然純硅的導電率低，但是有一個叫DOPING的技術可以提升半導體的導電率，比如說你注入價電子為5的磷，有一個電子將會在系統里自由移動，這被稱為N型DOPING。

另外如果你注入價電子為3的硼，那將會有一個可以放電子的空位，這個空位是我們所知的一個空穴，與之相鄰的電子隨時可以把它填上，這種電子運動亦可看作空穴對位運動，我們把這稱之為P型DOPING。

如果你以以下方式DOPE一塊硅晶片，那么一個晶體管就誕生了。

但是如果你真的想要明白晶體管怎么運作，我們必須搞清楚在元件層面上到底發生了什么。比如一個二極管，把硅晶體的一邊DOPE成P型，另一邊DOPE成N型，那么一個二極管就形成了。

在N部分與P部分的交界線有趣的事情發生了，那里大量聚集的電子，將會在一個自然的趨勢下遷移至P部分的空穴里，這會讓P部分的邊界輕微地帶負電，而N部分的則輕微帶正電，這導致電場阻止任何一個電子進一步遷移。

如果你如上所示地給二極管接上電源，電源會吸引電子與空穴。在這個情況下是不可能有電流的，然而，如果你反轉電源，情況就相當不同。

假設電源有足夠的電壓克服（potential barrier）電位障，你可以立馬看到電子被負極推動，電子通過電位障的時候，它們會耗盡能量并輕易占據P部分的空穴。

但由于正極的吸引這些電子馬上可以跳進臨近P部分的空穴里，并流動到外部電路，這被稱為二極管的正向偏壓。

認真記住這二極管簡單的原理，你就可以十分輕易地明白晶體管的運作。

現在回到晶體管，注意到P層很窄而且DOPE的程度淺，你可以容易地看到晶體管基本上是背靠背的兩個二極管夾層。

所以不管你怎樣連接電源，一邊的二極管總會反向偏壓并阻塞電流，這表明晶體管處于關閉狀態。

現在我們以上所示地連上第二個電源，這電源應該有足夠的電壓克服電位障。

這只是一個正向偏壓二極管，因此大量的電子會從N部分發射出來，就像在一個二極管中一些電子會與空穴結合，跳過鄰近的空穴并流向BASE（基極）。

但是剩下有更多的電子跨越到了了P部分，這部分剩下的電子會做什么？這些剩下的電子會被第一個電源的正極吸引并像以上所示那樣流動。

注意看P部分很狹窄，這保證了沒有其中的電子流動到第二個電源的正極，瞬間一個小的BASE（基極）電流被放大到大的COLLECTOR（集極）電流，你可以輕易察覺到晶體管各極命名與電流性質的關系。

如果你可以提升基極電流，集極電流也會按比例升高，這是一個易懂的關于電流放大的案例。

我們討論的這種晶體管叫雙極性晶體管，我們把這象征性的晶體管替換成一個現實的，你可以使用更多的晶體管來進一步改善放大電路。

這個晶體管的基極與第一個晶體管的發射極連接起來，如果你在輸入端引進一個微弱的波動信號比如你可以找得到的麥克風，你就會在揚聲器處得到一個經過放大的信號。

關于這個基礎電路還有另外一件趣事情你會注意到，那就是根據施加電壓，晶體管可開可關。

這里的晶體管沖當一個開關，晶體管的這個性質打開了數字電子學與數字儲存器的大門，使用兩個BJT（雙極型晶體管）可以構建計算機的基本動態儲存元件一個Flip-Flop（觸發器）。
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