晶體管是一種放大電信号并通過電信号控制電流開/關的元件。晶體管是組裝電子設備邏輯電路的必要部件，毫不誇張地說，當今計算機的發展伴随着晶體管的進步。YouTube頻道The Engineering Mindset在一部網絡視頻《How Transistors Work》中，解釋了晶體管是如何工作的。

　　晶體管通常被描述為供水管道。流過晶體管的基極電流是流過管道的水。該管道中的水流被塞子(Disc)阻塞。塞子與管道旁邊流動的細管中的“擺動閘門（Swing gate）”相連。

　　當少量水流過細管時，擺動閘（Swing gate）打開，管塞器(Disc)同時打開。換句話說，如果水流過細管，管道中的水也會流動，基極電流控制另一部分的電流流動。

　　當然，水不會在實際晶體管中流動。晶體管中使用的材料稱為半導體。容易導電的材料稱為“導體”，不易導電的材料稱為“絕緣體”。半導體導電性在兩者中間。

　　要了解半導體是什麼，我們需要了解原子的結構。下面是一個簡單的玻爾模型顯示原子的結構。中心的黑色球體是原子核，綠色球體是電子，電子的軌道是電子殼層。最外層的活化是最外層的殼（價殼層 (valence shells)），周圍區域是導帶（conduction band）。

　　導帶是最外層層外的能量帶，在這個導帶中激發的電子可以表現得相對自由。絕緣體具有電流難以流動的特性，因為最外層殼層中的電子難以激發到導帶中。相反，在金屬等導體中，最外層層的電子很容易被激發到導帶，因此電流很容易流動。半導體的特性是，當加熱或通電時，導電的容易程度會發生變化。

　　晶體管中使用的半導體是“雜質半導體(extrinsic semiconductor）”，其中磷和硼等雜質被植入矽中。半導體有兩種類型：N型半導體和P型半導體。

　　矽（Si）最外層的四個電子是用于與其他原子反應的“價電子”，也就是說，一個原子有四隻手。然後，四個矽原子通過一個“共價鍵”與一個矽原子結合，該鍵共享一對電子，一個是它自己的價電子，另一個是另一個原子的價電子。

　　然後，N型半導體将通過稱為摻雜的過程将磷（P）注入該矽結構中。磷有五個價電子，所以如果把它摻入矽的結構中，矽有四個價電子，它必然會有多餘的電子。

　　相反，P型半導體是那些隻有三個價電子的原子（如鋁（Al）和硼）被植入矽結構中的半導體。與N型半導體相反，P型半導體不可避免地耗盡了電子。

　　當這種N型半導體和P型半導體連接時，電子在接觸面上交換。然而，電子隻在接觸表面上移動，電子不會在整個半導體上移動。

　　然而，當對這兩種半導體施加高于一定水平的電壓時，電子會移動。

　　晶體管具有将這種N型半導體和P型半導體組合在一起的結構，并且有兩種類型：NPN型和PNP型。

　　晶體管有三個極：發射極、基極和集電極。在NPN型的情況下，發射極連接到一個N型半導體，基極連接到中央P型半導體，集電極連接到另一個N型半導體。

　　當小電流通過發射極和基極時，電子開始在發射極側的N型和P型半導體之間移動。

　　當發射極和集電極連接時，電流流過。通過使少量電流通過發射極和基極，在發射極和集電極之間産生較大的電流變化，允許晶體管放大輸入信号并打開和關閉電流。由于這種“電流開/關”可以表示二進制數0和1，因此晶體管成為配置計算機邏輯電路的重要組成部分。

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