晶体管，结场效应 (JFET)

1948 年双极晶体管的发明迎来了电子学的一场革命。以前需要相对大的、机械脆弱的、耗电的真空管的技术壮举突然可以通过微小的、机械坚固的、省电的晶体硅斑点来实现。这场革命使我们现在认为理所当然的轻便、廉价的电子设备的设计和制造成为可能。了解晶体管的功能对任何有兴趣了解现代电子产品的人来说都至关重要。 双极结型晶体管的功能和应用 我在这里的目的是尽可能专注于双极晶体管的实际功能和应用，而不是探索半导体理论的量子世界。在我看来，关于空穴和电子的讨论最好留给另一章。在这里我想探讨一下如何使用 这些组件，不分析它们的内部细节。我并不是要淡化理解半导体物理学的重要性，但有时对固态物理学的强烈关注会减损

晶体管是一种线性半导体器件，它通过施加较低功率的电信号来控制电流。晶体管可大致分为两大类：双极型和场效应型。在上一章中，我们研究了双极晶体管，它利用小电流控制大电流。在本章中，我们将介绍场效应晶体管（一种利用小电压控制电流的器件）的一般概念，然后重点介绍一种特定类型：结型场效应晶体管。在下一章中，我们将探索另一种类型的场效应晶体管，即绝缘栅型。 所有场效应晶体管都是单极而非双极器件。也就是说，通过它们的主要电流由通过 N 型半导体的电子或通过 P 型半导体的空穴组成。当看到设备的物理图时，这一点变得更加明显： N 沟道 JFET 在结型场效应晶体管或 JFET 中，受控电流从源极流向漏

塞贝克效应 仪器领域中应用的一个有趣现象是塞贝克效应，它是由于沿着电线的温度差异而在电线长度上产生小电压。这种效应最容易观察到，并应用于接触的两种不同金属的结，每种金属沿其长度产生不同的塞贝克电压，这转化为两个（未连接的）电线末端之间的电压。大多数任何一对不同的金属在它们的结被加热时都会产生可测量的电压，某些金属组合在每度温度下产生的电压比其他金属更高： 塞贝克效应是相当线性的；也就是说，两根导线的加热结产生的电压与温度成正比。这意味着可以通过测量产生的电压来确定金属线结的温度。因此，塞贝克效应为我们提供了一种电测温的方法。 热电偶 当一对不同的金属连接在一起以测量温度时，形成的装置

对灵敏和选择性电子生物传感器（实时监测感兴趣目标的分析设备）的需求正在增长，以适应广泛的应用。它们是临床环境中的医疗保健、药物发现、食品安全和质量控制以及环境监测的理想选择。 电子生物传感器因其简单、分析时间短、制造成本低、样品制备量少以及未经培训的人员在现场使用的潜力而备受青睐。 Bozen-Bolzano 自由大学和苏黎世联邦理工学院的研究人员回顾了电解质门控碳纳米管场效应晶体管 (EG-CNTFET) 生物传感器的科学进展。这些装置具有优异的电子特性和本征信号放大能力，能够对范围广泛的生物分子进行高灵敏度检测。 生物传感器的主要组成部分之一是它的生物识别元件——例如酶、抗体、适配体