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弗萊明如何發明二極管的記錄


  在弗萊明為改進無線電檢波器而發明二極管的同時,美國物理學博士弗雷斯特也在潛心研究檢波器。正當他的研究步步深入時,傳來了英國的弗萊明發明成功真空二極管的消息,使他大受震動。是改弦易轍還是繼續下去呢?他想到弗萊明的二極管可用于整流和檢波,但還不能放大電信號。于是,德弗雷斯特又經過兩年的研制,終于改進了弗萊明的二極管,作出了新的發明。在二極管的陰極和陽極中間插入第三個具有控制電子運動功能的電極(棚極)。棚極上電壓的微弱信號變化,可以調制從陰極流向陽極的電流,因此可以得到與輸入信號變化相同,但強度大大增加的電流。這就是德弗雷斯特發明的三極管的“放大”作用。
  1912年,德弗雷斯特又成功地做了幾個三極管的連接實驗,得到了比單個三極管大得多的放大能力。很快,德弗雷斯特研制出第一個電子放大器用于電話中繼器,放大微弱的電話信號,他是在電話中使用電子產品的第一人。此外,三極管還可振蕩產生電磁波,也就是說,所以,國外許多人都將三極管的發明看作是電子工業真正的誕生。
  MOS場效應管
  即金屬-氧化物-半導體型場效應管,英文縮寫為MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor),屬于絕緣柵型。其主要特點是在金屬柵極與溝道之間有一層二氧化硅絕緣層,因此具有很高的輸入電阻(最高可達1015Ω)。它也分N溝道管和P溝道管,符號如圖1所示。通常是將襯底(基板)與源極S接在一起。根據導電方式的不同,MOSFET又分增強型、耗盡型。所謂增強型是指:當VGS=0時管子是呈截止狀態,加上正確的VGS后,多數載流子被吸引到柵極,從而“增強”了該區域的載流子,形成導電溝道。耗盡型則是指,當VGS=0時即形成溝道,加上正確的VGS時,能使多數載流子流出溝道,因而“耗盡”了載流子,使管子轉向截止。以N溝道為例,它是在P型硅襯底上制成兩個高摻雜濃度的源擴散區N+和漏擴散區N+,再分別引出源極S和漏極D。源極與襯底在內部連通,二者總保持等電位。圖1(a)符號中的前頭方向是從外向電,表示從P型材料(襯底)指身N型溝道。當漏接電源正極,源極接電源負極并使VGS=0時,溝道電流(即漏極電流)ID=0。隨著VGS逐漸升高,受柵極正電壓的吸引,在兩個擴散區之間就感應出帶負電的少數載流子,形成從漏極到源極的N型溝道,當VGS大于管子的開啟電壓VTN(一般約為+2V)時,N溝道管開始導通,形成漏極電流ID.

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