電子科技發展史電子科技發展史
• 19 世紀末至 20 世紀初︰– 發現電子(J. J. Thomson,
1897,於 1908 年獲諾貝爾獎)– 量測電子電荷(R. A. Millikan,
1913)– 發現愛迪生效應(T. A. Edison)– 真空管(J. A. Fleming)真空管( g)– 放大真空管(De Forest, 1906)與收音機
• 20世紀前半:真空管時代20 世紀前半:真空管時代(收音機、無線電、雷達、電視)
• 20 世紀後半:– 1947 :J. Bardeen, W. H.
Brattain, 與W. B. Shockley 於Bell 實驗室電晶體(於 1956 年獲諾貝爾獎)諾貝爾獎)
– 1958-59 :基於軍事需求,J. Kilby(德州儀器),J. Hoerni 與 R. Noyce (Fairchild Semi-conductor Co.)發明積體電路(Integrated Circuit, IC),SSI 時期(Small Scale Integration,元件數目 2-50)
– 1960:電晶體開始取代真空管– 1971:Intel 微處理器
• 21 世紀:奈米科技與微機電
名詞解釋名詞解釋
• 本徵半導體( Intrinsic semi-conductor): 不含任何雜質的半導體
• 非本徵半導體(Extrinsic semi-非本徵半導體(conductor ): 添加微量雜質的半導體
名詞解釋名詞解釋
• Dopant(載體、摻雜):在控制條件下加入半導體的原子:
– Donor(施體): 或稱 n-type dopant,可增加自由電子數目的 dopant
– Acceptor(受體):或稱 p-type dopant,可增加電洞數目的 dopant
• n-type material(n 型物質): 以施自 於體摻雜的物質,自由電子多於電洞
• p-type material(p 型物質): 以受體摻雜的物質,電洞多於自由電子
自由電子與電洞效應自由電子與電洞效應
• 導體自由電子密度 ~ 1028 m-3導體自由電子密度
• 本徵半導體自由電子密度 ~ 1015 m-3
密度 21 3• 摻雜原子密度 ~ 1021 m-3
• 半導體自由電子增加 ~ 1021/ 1015 = 10610 10
電晶體(Junction Transistor Bipolar Junction(Junction Transistor, Bipolar Junction
Transistor)
npn pnpp pnp
集極(collector)( )
基極(base)
射極(emitter)
場效二極體( )(Field Effect Transistor, FET)
• JFET(結合型 FET):(結合型 )Junction FET
• MOSFET(MOS 型 FET):M t l O id S i d tMetal Oxide Semiconductor(氧化金屬半導體)
其他半導體元件其他半導體元件
• 發光二極體(LED,light emitting diode):電流通過時會發光
• 太陽電池(solar cell):將光太陽電池(solar cell) 將光轉變為電能
• 光二極體(photo diode):將光變成訊號光變成訊號
• CCD(Charge Coupled Device,電荷耦合元件):記錄影像訊號號
• 半導體雷射• ……