Ch11 現代科技簡介

Ch11 現代科技簡介 §11-1 物理與醫療 §11-2 半導體 §11-3 超導體 §11-4 人造光源 §11-5 奈米科技

§11-1物理與醫療 現代化的醫療是一門跨領域的科學，透過診斷和治療而維持人體的健康，結合了物理、化學、生命科學等知識的應用。物理知識除了用於解釋人體各器官的運作和病理機制外，也常見於醫療儀器的設計和應用，下面略舉數例來做說明： • 耳溫槍： • 黑體輻射能量強度分布與溫度有關，其峰值出現的位置隨溫度的增加而移向頻率更高的位置，因此，我們如果能測到黑體輻射能量的峰值，就能得到其相對應的溫度。耳溫槍(ear thermometer)就是依據這個原理所設計而成。 • 溫度在體溫的範圍時，黑體輻射能量強度峰值的位置在紅外線的範圍，當耳溫槍的探頭對準耳膜時，就能偵測到耳膜所發出的紅外線，再經儀器換算為溫度的讀數，直接顯示在小螢幕上。

測量位置選擇在耳膜附近的理由是因為耳膜離「下視丘(hypothalamus)」很近，而「下視丘」是人體控制體溫的中心，若有發燒的現象，就首先從這裡開始。測量位置選擇在耳膜附近的理由是因為耳膜離「下視丘(hypothalamus)」很近，而「下視丘」是人體控制體溫的中心，若有發燒的現象，就首先從這裡開始。 • 傳統溫度計須等待熱平衡的時間，耳溫槍則無須如此，因此可以快速的量出體溫。在 SARS 流行期間，大家都需要常常測量體溫，若是沒有耳溫槍這樣的利器，那監測大眾的體溫將是不可能的任務。 • X 光 • X 光是在十九世紀末即將邁入二十世紀時由侖琴所發現。它的波長遠低於可見光，由於能量較高，能穿透肌肉組織，但是骨骼對 X 光有較強的吸收能力，所以能夠產生陰影，因此當我們以 X 光照射人體組織時，會顯示出如右圖的骨骼陰影。事實上，世界上第一張 X 光片，就是侖琴以 X 光拍攝他夫人的手掌。

現在 X 光已廣泛應用於臨床醫學，特別是骨科、胸腔科、牙科，常用以檢查骨折、乳房病變、肺結核、牙齒病變、癌症等。 • X 光的優點是花費較低，照射方便；缺點則是無法得到骨骼後面的影像，限制了它應用的範圍。同時，由於它游離輻射較強，對特定對象，例如胎兒、孕婦不宜使用。 • 超音波顯像術： • 超音波顯像術（ultrasonic imaging）是聲學在醫療上的一種應用例子。產生超聲波的方法是利用一種稱為壓電轉換器（piezoelectric transducer）的陶瓷片，若在其兩表面電極之間加上高頻的交流電壓，則可使該陶瓷片做相同頻率的振動而產生超音波，即可將電能轉變為聲能。反之，當陶瓷片受到高頻振動時，其兩表面電極之間會隨之產生同頻的交流電壓，即可將聲能轉變為電能。

利用一個或多個轉換器的陣列，連同導線組合成探頭，可產生短而強的一系列超音波脈衝，發出可單一聚焦的弧形波。醫療使用的超音波頻率一般在1至13百萬赫之間，遠超出人耳所能聽到的頻率範圍（約20至20,000赫）。利用一個或多個轉換器的陣列，連同導線組合成探頭，可產生短而強的一系列超音波脈衝，發出可單一聚焦的弧形波。醫療使用的超音波頻率一般在1至13百萬赫之間，遠超出人耳所能聽到的頻率範圍（約20至20,000赫）。 • 通常使用手持式探頭，放置於患者身上移動檢查，並將一種水基凝膠塗在患者身體和探頭之間，作為耦合媒介，可有效地將超音波從探頭傳送入人體內。 • 聲波在體內傳播的過程中，遇到聲學性質不同的介質時，會有部分的聲波在界面上產生反射，形成回聲。當原探頭偵測到回聲時，將之轉變為電壓訊號，利用電腦記錄探頭的位置、超音波去回的時間（用以計算深度）、和回聲訊號的強度。依據這些數據，可以構建出二維或三維的圖像。

內視鏡： • 內視鏡（endoscope）是一條可彎曲的由光纖構成的細長軟管，可經由口腔和食道進入胃內，如右圖所示。入射光由置於體外的光源，利用光纖內部的全反射作用，導引進入胃內照明待檢查的部位。攝得的影像同樣利用光纖傳送至體外的監視器，以便觀察。

電腦斷層攝影： • 電腦斷層攝影(computed tomography)，一般常簡稱為 CT，電腦斷層掃描是使入射的 X 光，環繞一個轉軸，沿不同的角度對人體照射，獲得一系列在不同層面上的二維影像資料，如同身體內部的剖面圖，最後再經由電腦計算而產生三維的 X 光影像。一般電腦斷層攝影所得到的是一層層切面的影像，所以稱之為斷層攝影。電腦斷層攝影比單純 X 光照射所獲得的資訊為多，對診斷病情有很大的幫助，現在也廣泛應用於臨床醫學。電腦斷層攝影雖是診察的利器，但是它應用的範圍比較受限制，X 光對人體的掃描照射，有可能造成游離輻射性的傷害，而且 X 光的照射劑量具有累積的輻射效應，掃描的次數應有限制，成本也高，若非必要，醫生也不輕易採用。

核磁共振造影 • 磁振造影的基本原理簡述如下：人體內的各器官組織皆含有許多水分子，這些水分子內的氫原子核（即質子）具有磁性，相當於一個極小的磁鐵。在室溫時，若未加任何磁場，則這些極小磁鐵的磁矩方向是任意的。但若置於外加的強力靜磁場中，則這些氫原子核的磁矩方向將重新排列。有稍多於一半的氫原子核的磁矩方向，和外加磁場同向，處於較低的能階；但另略小於一半的氫原子核的磁矩方向，則和外加磁場反向，處於較高的能階。這時若以特定無線電頻率的電磁波照射這些水分子，則原居於低能階的氫原子核，有一些會被激發到高能階。當電磁波停止照射時，被激發的氫原子核會回降至原先的低能階，同時釋放

出之前所吸收的能量，發出同樣頻率的電磁波訊號，可利用感應線圈接收此訊號，其強弱取決於照射部位的水分子密度的多寡。因此可藉訊號的的強弱分布，而顯現出不同器官或組織的形狀。如果再搭配三組分別沿 x、y、z 方向可以產生調制磁場的掃描線圈，用以標定電磁波照射的位置，則結合電腦處理這些數據，可以構建出二維或三維的斷層掃描影像。磁振造影對人體不具侵襲性，不會產生游離輻射，可作多方向的斷層掃描，提供三度空間的影像，又有高對比的解像力，是現代醫療儀器的重大發明。磁振造影所需的強力靜磁場，其強度約在 1 至 3 特斯拉之間，約為地球磁場強度的 2 萬至 6 萬倍。這麼強的磁場，不適合利用普通的電磁鐵來產生，而是由超導線圈來提供，必須使用昂貴的液態氦，來冷卻超導線圈，因此操作和維持費用甚高。不過由於需求的增加，將來會逐漸普及，成本就會降低。

正子放射斷層造影術 • 另一種利用輻射能的現代醫療技術，稱為正子放射斷層造影術（positron emission tomography），簡稱 PET，其應用的掃描技術和上述的電腦斷層攝影相同，差異之處在於所使用的輻射光源是γ射線，來自於正子和電子相遇毀滅後而產生的輻射光子。 • 在進行正子造影前，病人需先服用或注射適當的正子發射追蹤劑，內含能輻射正子的不穩定原子核，半衰期通常小於2小時。這些追蹤劑進入人體後，會聚集在待觀測的器官或組織，其發射出的正子約可運動 0.5 至 2.5mm 的範圍，最後和一個相遇的電子碰撞而相互毀滅，結果產生一對沿相反方向射出的γ光子。環狀排列的γ射線偵測器可以接收到這些訊號，並傳送到電腦處理，組合成二維或三維的影像。

§11-2半導體 1. 物質的分類：依物質導電性的差異來分類，大致分成三類：導體、半導體和絕緣體。

2. 半導體的種類： • 元素半導體：由單一第四族元素如矽、鍺等所製成，用來製造二極體、電晶體及 IC。 • 化合物半導體：是利用第三族與第五族元素、第四族與第四族，或第二族元素與第六族元素所組成的化合物，如三五族的 GaP、GaAs；四四族的 SiC；二六族的 CdS、CdTe、ZnSe 等。主要用於光電元件，如發光二極體（LED）雷射偵測器等。 • 氧化物半導體：以氧化物構成，利用結晶構造的缺陷或化學當量的不對稱性形成的導電作用。如 BaTiO3、SnO2等。主要用於熱阻體或感測元件。 • 非晶質半導體：它的晶質結構沒有一定規則，可從液態或氣態急速冷卻而成，如太陽電池的非晶質矽 Se-As-Te。

3. 半導體的晶體結構：矽（Si）和鍺（Ge）的晶體是典型且使用最廣的半導體材料。矽（或鍺）晶體的立體結構，每一個原子的周圍各有四個相鄰的原子，與之形成共價鍵。平面化簡圖，晶體內各原子的排列整齊有序，每一對相鄰的原子，共用一對電子形成共價鍵。

4. 半導體的載子： • 自由電子：少數價電子由於有較激烈的熱運動而脫離束縛所形成。 • 電洞：價電子脫離共價鍵後，在原來鍵上留下空位，因此鄰近鍵上的價電子很容易被吸進來填補空位。好像空位由一個共價鍵移到另一個共價鍵，則此空位的行為就好像一個帶正電而能自由移動的粒子，稱為電洞。 • 在純矽（或鍺）的晶體內，自由電子和電洞的數目相等。 • 半導體溫度升高時，所產生的自由電子電洞對越多，可使半導體的導電能力增加。

例題：下列哪一情況可使電晶體內產生「電子 – 電洞對」？（A）復合後（B）受熱後（C）離子化後（D）摻雜後（E）受光照射。答案：BE 例題：下列何者的電阻率在室溫下會隨著溫度上升而明顯的下降？ (A)金屬 (B)絕緣體 (C)純半導體 (D)以上皆非。答案：C

5. 摻雜： • 在純半導體晶體內摻入微量的雜質，能大幅提升其導電的能力。這種摻入雜質原子的過程，稱為摻雜（doping）。　　 • 在純半導體晶體內，常溫下每立方公分只有約 1010 個自由電子或電洞；摻入的雜質原子的濃度，一般每立方公分約為1016個原子，僅占全部原子數的一千萬分之一，卻使晶體內自由電子的密度增加10 6 倍。 • 外質半導體：摻雜其他雜質的半導體，可分為 p 型及 n 型半導體。 • 純半導體與參入的雜質都是電中性的原子，因此無論是 p 型或 n 型半導體，整體而言仍然呈現電中性。

6. n 型半導體： • 製作方法：以純矽的晶體為例，在矽晶體中摻入五 A族的元素，如砷、磷、銻等。所加入的原子和鄰近的四個矽原子形成穩定的網狀共價鍵，會多出一個電子。剩餘的電子在所受的束縛力很微弱便形成自由電子，故加入微量的雜質即可使自由電子的濃度大增。 • 多數載子：自由電子。 • 少數載子：電洞。 • 施體：在矽晶體中所加入的五 A族原子，因剩餘一個價電子而失去此價電子，故所加入的五 A族原子稱為施體（Donor）。

7. p 型半導體： • 製作方法：以純矽的晶體為例，在矽晶體中摻入三 A 族的元素，如硼、鋁、鎵等。所加入的原子因尚差一個電子，才和鄰近的四個矽原子形成穩定的網狀共價鍵。欠缺的電子在共價鍵上所佔的位置便形成電洞，故加入微量的雜質即可使電洞的濃度大增。 • 多數載子：電洞。 • 少數載子：自由電子。 • 受體：在矽晶體中所加入的三A族原子，因少一個價電子而接受一個價電子，故所加入的三 A族原子稱為受體（Acceptor）。

例題：有關半導體之敘述，下列何者錯誤？ （A）將三價雜質元素滲入純半導體中，以形成 P 型半導體（B）將五價雜質元素滲入半導體中，以形成 N 型半導體（C）N 型半導體之多數載子為自由電子（D）P 型半導體之少數載子為電洞（E）摻雜後半導體本身之電性仍屬中性。答案：D 例題：將硼加入在四價元素時，硼稱為 (A)施體 (B)受體 (C)多數載子 (D)少數載子 (E)離子。答案：B

例題：在四價元素中，加入磷後，所形成的半導體為例題：在四價元素中，加入磷後，所形成的半導體為 (A) P 型半導體 (B) N 型半導體 (C) 電中性半導體 (D) 陽極半導體 (E) 陰極半導體。答案：B 例題：下列有關 P 型半導體與 N 型半導體的敘述，何者正確？ (A)帶負電的半導體，稱為 N 型半導體 (B)帶正電的半導體，稱為 P 型半導體 (C)半導體中存在負離子的為 N 型半導體 (D)半導體中存在正離子的為 P 型半導體 (E)不論 P 型半導體或 N 型半導體，皆為電中性。答案：E

例題：下列有關 P 型半導體與 N 型半導體的敘述，何者正確？ (A) N 型半導體可由矽中摻雜受體原子形成 (B) P 型半導體可由矽中摻雜施體原子形成 (C)受體原子愈多時，半導體中的自由電子也愈多 (D)施體原子愈多時，半導體中的電洞也愈多 (E)施體原子在半導體中呈現正電性。答案：E 例題：下面哪種元素的組合，常見於化合物半導體的組成？ (A)七、八族元素 (B)二、六族元素 (C)四、六族元素 (D)六、八族元素。答案：B

§11-2 二極體 • p - n 接面二極體的結構： • 將一塊純矽（或鍺）晶體的一部分摻入雜質原子使成為 n 型半導體，其餘部分為 p 型半導體，就成為 p - n 接面二極體（p-n junction diode），簡稱二極體（diode）。在接面左邊 p 型半導體內部的電洞密度和右邊 n 型半導體內部的自由電子密度不一定相等。

2. p-n 接面二極體的電荷分布情形： 空乏區：p 型半導體的電洞會擴散入 n 型半導體，而與自由電子復合，相同地，n 型半導體的自由電子會擴散入 p 型半導體，而與電洞復合。因此在 p n 接面附近形成一個狹窄的區域，此區域既沒有電洞也沒有自由電子，稱為空乏區。位能障礙：空乏區留下的正、負離子會形成由 n 型區指向 p 型區的電場，造成電位差，以阻止 p型半導體的電洞與 n 型半導體的自由電子，再穿過接面進行擴散。

3. 二極體內的電流： 擴散電流 Id：載子由高濃度向低濃度處流動形成的電流，p 型區的多數載子為電洞，會擴散進入 n 型區，n 型區的多數載子為電子，會擴散進入 p 型區，但都必須克服位障高度 Vb，才能形成擴散電流 Id。二極體內的擴散電流等於電洞和自由電子進行擴散所形成電流的總和。漂移電流 Is：由電場驅動所產生的電流。少數載子只要能闖進空乏層內（可能藉由熱運動），就會被其內建電場所吸引而被掃入另一邊，形成漂移電流 Is。漂移電流的大小和與溫度有關，但和位障高度無關。二極體的電流：擴散電流與漂移電流方向相反，二極體的電流等於擴散電流與漂移電流的總和。二極體處於斷路時，由於總電流為零，故擴散電流與漂移電流大小相等， Id＝ Is。

4. 二極體受到的偏壓： • (1) 順向偏壓： • 當二極體外接電源，使 p 型半導體的電位高於 n 型半導體時，又稱為正向偏壓。 • 二極體所受的順向偏壓使位障高度降低，空乏區縮小，由多數載子形成的擴散電流 Id大於由少數載子形成的漂移電流 Is。

(2) 逆向偏壓： • 當二極體外接電源，使p 型半導體的電位低於n 型半導體時，又稱為反向偏壓。 • 二極體所受的逆向偏壓使位障高度升高，空乏區擴大，擴散電流 Id幾乎為零，漂移電流 Is成為主要電流。但是 Is非常小，普通電錶不易測出，可視為零，故電路處於斷路狀態。

5. 二極體的 I-V 特性曲線： • 二極體的電流和電壓之間的關係不是線性，不符合歐姆定律。 • 施加於二極體兩端的順向偏壓必須約在 0.6 V 以上，才能產生明顯的電流。這個電壓稱為二極體的導通電壓。 • 當二極體所受的電壓超過導通電壓時，電流迅速增大，但是相應的電壓變化卻很小。

6. 二極體的電路符號及特性： • 箭頭的方向代表常規的電流方向，由 p 邊指向 n 邊。 • 二極體具有單向導電的特性。當二極體受到順向偏壓時，電路呈通路狀態；反之，受到逆向偏壓時，則成為斷路狀態，電流為零。 7. 二極體的功用---整流：二極體具有單向導電的特性，可以把交流電壓轉變為直流電壓，此過程稱為整流。

8. 發光二極體： 砷化鎵（GaAs）晶體是一種化合物，具有半導體的特性，利用這種半導體製成的 p - n 接面二極體，通以電流時會發出不可見的紅外線。如果將一定比例的砷原子以磷原子取代，成為砷化磷鎵（PGaAs）的三元半導體，以這種晶體製成的二極體，導通時可發出紅色或黃色的可見光，這種二極體統稱為發光二極體（LED）。電路符號

例題：p n 接面二極體空乏區形成後 （A）電中性 p 型區中電洞濃度與電子濃度相等（B）電中性 p 型區中電洞濃度遠大於電子濃度（C）電中性 n 型區中電子濃度與電洞濃度相等（D）電中性 n 型區中電子濃度遠大於電洞濃度（E）空乏區中電子與電洞濃度均比中性區內的多數載體低很多。答案：BDE 例題：二極體內之擴散電流發生的原因是 (A)兩端有電壓 (B)內部有電場 (C)載子濃度不均勻 (D)溫度變化 (E)有雜質摻入。答案：C

例題：在空乏區中，施體的電性為 (A)帶正電 (B)帶負電 (C)不帶電 (D) P 型區與 N 形區不同 (E)與施體的種類有關。答案：A 例題：pn 接面二極體空乏區形成後（A）電洞在電中性 p 型區的電位能比在電中性 n 型區內者高（B）電洞在電中性 p 型區的電位能比在電中性 n 型區內者低（C）在空乏區內有一個從 p 型區指向 n 型區的電場（D）電子在電中性 n 型區的電位能比在電中性 p 型區內者高（E）電子在電中性 p 型區的電位能比在電中性 n 型區內者高答案：BE

例題：pn 接面二極體加偏壓時，若為 （A）順向偏壓，空乏區變寬（B）順向偏壓，空乏區變窄（C）逆向偏壓，空乏區變寬（D）逆向偏壓，空乏區變窄（E）逆向偏壓，空乏區不受影響。答案：BC 例題：pn 接面二極體加順向偏壓時（A）外加電源的正極接 p 型區，負極接 n 型區（B）電流僅為電洞流（C）電流僅為電子流（D）電流僅由多數載子產生（E）電流由電子和電洞共同產生。答案：AE

D 1.5V 例題：二極體 D、小燈泡 L 和電動勢為 1.5V 的電池（內電阻可以不計）組成如右圖所示的電路。此二極體的電流--電壓特性關係如附表所示。已知通過小燈泡的電流為 2.0mA，則此燈泡的耗電功率約為何？ [ 91.指定科考 ] (A)0.8mW (B)1.6mW (C)2.2mW (D)2.5mW (E)3.0mW 答案：C 說明：由附表知當通過二極體的電流為2.0mA ，其兩端電位差為 0.4V，因此燈泡兩端電壓為 1.1V，電功率 = iV = 2.2mW

iD(mA) 10 D + 5 200Ω 2.0V VD(V) - 0.5 1.0 (a) (b) 例題：圖 (a) 電路中，二極體 D 具有圖 (b) 所示的順向特性曲線，則電阻之端電壓為（A）1.3V（B）1.5V（C）1.1V（D）2V

§11-3 電晶體 • 電晶體是具有三個電極的半導體元件，又稱為三極體。依其結構可分為雙極性接面電晶體（Bipolar Junction Transister，簡寫成 BJT）及場效電晶體（Field Effect Transister，簡寫成 FET）兩類。 • 雙極性電晶體：以控制訊號輸入的電流來控制輸出電流的大小。流經電晶體的電流由兩種不同極性的載子所組成，即帶正電的電洞和帶負電的自由電子。 • 場效電晶體：利用電場來控制輸出電流的大小，而且組成電流的載子僅限一種極性，即電洞或是自由電子，故又稱為單極性電晶體。

一.雙極性電晶體 1. 雙極性接面電晶體（BJT）的結構： • 雙極性接面電晶體由三個摻雜濃度不同的半導體區域組成，分成 pnp 和 npn 兩型。 • 這種電晶體含有兩個 p-n接面，可視為由兩個 pn 接面二極體，反向背靠背接合組成，其中間的一層稱為基極區 B ，其他兩層分別稱為射極區 E 和集極區 C。 • 基極區的厚度必須非常薄，約僅 1 微米。射擊區的參雜濃度遠高於基極區，而基極區的參雜濃度又高於集極區。電路符號電路符號

2. BJT 的工作模式

3. BJT 的操作原理-以 pnp 為例： EB 間的順向偏壓：射極區的電洞由於順向偏壓的作用而飄移到基極區，由於基極區很薄，大多數的電洞會繼續擴散進入集極區。 BC間的逆向電壓： BC 間的逆向電壓會擴大基極區與集集驅的空乏區，阻止基極區的自由電子流向集極區，但會將擴散進入基極區的電洞大部分掃入集極區，形成集極電流，僅有少數的電洞被基極區流入的自由電子中和掉，形成基極電流。

4. 通過 BJT 電極間的電流關係： BJT 在順作用模式下（E-B 接面為順向偏壓，C-B 接面為逆向偏壓），流經三個電極的電流大約保持一固定的比值關係。集極電流 IC和射極電流 IE的比值，通常以α表示之。集極電流 IC和基極電流 IB的比值，通常以β表示之 β稱為電流增益，其值約在 80 ～ 200 之間。由柯希荷夫的電流節點定律得：因此或

5. BJT 在電路中的接法： 電晶體三個電極中任何一極共用，其他兩極為輸入與輸出。其中基極不適合作為輸出端，集極不適合作為輸入端，故共可產生共基極、共射極及共集極三種不同的放大電路。共基極共集極共射極

6. pnp 電晶體共射極電路的特性曲線： (1) IB-VEB 特性曲線 • 如果保持 VCE 的電壓不變，調整輸入電壓 VEB 並量取輸入電流 IB，可得 pnp 電晶體的 IB-VEB 特性曲線。 • IB-VEB 特性曲線的形狀和二極體的電流－電壓曲線相似。 • 欲操作電晶體，E-B 接面的順向偏壓必須提高至導通電壓以上。

(2) IC –VEC 特性曲線 • 如果維持 VEB 不變，相當於維持 IB 不變，調整輸出電壓 VEC 並量取輸出電流 IC，可得 pnp 電晶體的 IC –VEC 特性曲線。 • 右圖中，當 VEC甚小時，輸出電流 IC 隨 VEC急劇增大，稱為飽和區。 • 當輸出電壓 VEC在一定值以上時，輸出電流 IC 幾乎為定值，此區稱為順作用區。電晶體的放大作用，一般使用此區域。輸出電流 IC 與輸入電流 IB 幾乎成線性比例的關係。

(3) 電晶體的β值 在線性作用區，除了 IB 過大的情況外，IC 和 IB 有近似正比的關係。圖中β約等於 100。

7. pnp 操作原理與 npn 的比較： • npn 電晶體的操作原理和 pnp 相同，只是電洞和自由電子的角色互換。 • 在 npn 中自由電子為傳送電流的多數載子。 • 由於自由電子對電場的反應較電洞靈敏得多，故在電路設計時，大多採用 npn 電晶體。

8.電晶體的應用： (1) 放大訊號：

+VC +VC IC = 0 RC RC IC≠0 RB C 0V E +VB IB 截止（關）飽和（開） • (2) 數位開關 • 如下圖，因基、射極間沒有順向偏壓而截止，在此情況下，集、射極間處於斷路狀態。 • 如下圖，因電源 VB 提供足夠的順偏導通電壓 VBE，故集、射極間處於通路狀態。

二.場效電晶體 • 1. 場效電晶體的分類： • 場效電晶體（簡稱為 FET）是利用電場來控制電流的大小，而且組成電流的載子僅限一種極性，即電洞或是自由電子，故又稱為單極性電晶體。 • 場效電晶體依其結構可分為兩類： • 接面場效電晶體（junction field effect transister，簡稱為JFET） • 金氧半場效電晶體（mental-oxide-semiconductor field effect transisteror，簡稱為 MOSFET）。 • JFET已為 MOSFET 所取代。和 BJT 相比，MOSFET可以做得很小，而且製程相當簡單。

2. 接面場效電晶體 JFET： • 接面場效電晶體的結構： • JFET 分成兩型：n 通道（簡記為 n-JFET）和 p 通道（簡記為 p-JFET）。 • JFET 有三個電極，分別稱為源極 S、汲極 D 和閘極 G。 n-JFET 的結構和電路符號 p-JFET 的結構和電路符號

接面場效電晶體的原理： 閘極和通道之間的 p-n 接面形成空乏層。當汲極和源極之間的電位差為零時，通道上的電流亦為零。當汲極和源極之間加有電位差 VDS 時，驅動通道上的自由電子而形成電流 ID。加在閘極上的負電壓（相對於源極）增加時，會使 p-n 接面的逆向偏壓增大，空乏層擴大，因此壓縮了中間通道的截面積，使其電阻變大，流經通道的電流隨之減小。因此調整VGS 的高低，便能控制電流 ID 的大小。

Ch11 現代科技簡介