三極管是21世紀(jì)科技文明的基石，它的主要特性就是可以放大電流和電壓，可以作為開關(guān)。
它又叫做半導(dǎo)體技術(shù)，為什么呢？因為它是由六種半導(dǎo)體構(gòu)成的。
帶自由電子的半導(dǎo)體三種：
一種是高摻雜型半導(dǎo)體，在高純度硅晶體中加入較多的磷元素。
一種是中等摻雜半導(dǎo)體，在高純度硅晶體中加入適中的磷元素。
最后一種是中等摻雜半導(dǎo)體，在高純度硅晶體中加入較少的磷元素。
帶正離子的半導(dǎo)體三種：
一種是高摻雜型半導(dǎo)體，在高純度硅晶體中加入較多的硼元素。
一種是中等摻雜半導(dǎo)體，在高純度硅晶體中加入適中的硼元素。
最后一種是中等摻雜半導(dǎo)體，在高純度硅晶體中加入較少的硼元素。
這六種半導(dǎo)體可以有兩種組合：
磷元素高濃度摻雜半導(dǎo)體，硼元素中等濃度摻雜半導(dǎo)體，磷元素低濃度摻雜半導(dǎo)體，三種半導(dǎo)體依次疊在一起，中間的半導(dǎo)體厚度很薄，兩邊的半導(dǎo)體厚度很厚，稱為NPN半導(dǎo)體。
硼元素高濃度摻雜半導(dǎo)體，磷元素中等濃度摻雜半導(dǎo)體，硼元素低濃度摻雜半導(dǎo)體，三種半導(dǎo)體依次疊在一起，中間的半導(dǎo)體厚度很薄，兩邊的半導(dǎo)體厚度很厚，稱為PNP型半導(dǎo)體。
以上就是半導(dǎo)體的物理結(jié)構(gòu)了，實(shí)際上它很簡單，就是三塊摻雜濃度不一樣的半導(dǎo)體疊加而已，只是因為隨著現(xiàn)代社會的半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展，人們需要了解它的參數(shù)，利用數(shù)學(xué)模型描述它，對它進(jìn)行了大量的實(shí)驗和數(shù)據(jù)收集，利用無數(shù)的數(shù)據(jù)歸納出了很多的公式，比如三極管的阻抗公式，三極管等效代換公式。
科學(xué)家利用這些實(shí)驗室數(shù)據(jù)，總結(jié)出來了數(shù)學(xué)公式描述三極管，而普通人并沒有實(shí)驗室研究這些半導(dǎo)體器件的經(jīng)歷，加上研究半導(dǎo)體的科學(xué)家文學(xué)水平很差，導(dǎo)致半導(dǎo)體技術(shù)的資料描述十分抽象，這才是半導(dǎo)體技術(shù)越來越難的原因。
舉個例子，方浩曾經(jīng)在在模擬電子教科書上找到十幾個錯誤，這還是權(quán)威得本科教科書，可見國內(nèi)的半導(dǎo)體技術(shù)頂尖水平實(shí)在是不怎么樣。
還有一點(diǎn)，半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展過程中不僅僅是技術(shù)，同時統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范也是十分重要的，不過這種技術(shù)規(guī)范是半導(dǎo)體公司逐漸形成的絕密資料，支撐著半導(dǎo)體公司的強(qiáng)大，比如因特爾、高通、三星這些半導(dǎo)體比較強(qiáng)的公司。
為什么這些技術(shù)規(guī)范很重要？因為這些技術(shù)規(guī)范不僅僅是經(jīng)驗，同時是一個系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，這是需要足夠的時間的慢慢研究的。
舉個例子，比如微軟的操作系統(tǒng)，與其說是一款復(fù)雜的軟件，不如說是一個復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型，只不過這個數(shù)學(xué)模型用在了軟件上。
有了技術(shù)規(guī)范，就有了整體的數(shù)學(xué)模型，才會擁有半導(dǎo)體技術(shù)良性發(fā)展的土壤，否則技術(shù)體系混亂不堪，如何發(fā)展？這才是現(xiàn)代社會的很多行業(yè)發(fā)展不起來的原因。
有很多例子，歐美國家的一流科技企業(yè)，他們做的每一件事都是有跡可循的，每一個實(shí)驗，每一筆投資都不是隨便來的，而是遵循著一條神秘數(shù)學(xué)規(guī)律，每隔兩三年，他們的技術(shù)就會更新一次。
他們的技術(shù)更新不是國內(nèi)的科技公司那種更新，這種更新是二次開發(fā)，國際一流科技公司是從底層開始的更新，比如創(chuàng)造一門編程語言，比如創(chuàng)造一代自動化設(shè)備，這些例子很多。
因為方浩沒有進(jìn)過這些一流企業(yè)內(nèi)部，自然不知道這些數(shù)學(xué)模型是什么，這些數(shù)學(xué)模型在國內(nèi)也僅僅知道只言片語，似乎是一個非常保密的行業(yè)。
這次的研究，方浩也在立志于打造一個類似的產(chǎn)業(yè)數(shù)學(xué)模型，使得以后的研究能夠按照這個數(shù)學(xué)模型慢慢發(fā)展，良好地傳承下去。
……
信息研究院。
“我們在半導(dǎo)體中摻雜了很多的元素，其中一些元素很難摻雜，不過我結(jié)合了修真技術(shù)完美地解決了這些難題，我將元素周期表中的87種元素按照不同濃度，摻雜在半導(dǎo)體中，現(xiàn)在一共制成了1257種樣品，發(fā)現(xiàn)了它們的各種特性，目前正在緊張實(shí)驗之中。”來到半導(dǎo)體實(shí)驗室，冰雪向他介紹道。
冰雪女妖已經(jīng)是信息研究部門的部門領(lǐng)導(dǎo)，方浩不再兼任信息研究部門領(lǐng)導(dǎo)的職位，而是專心領(lǐng)導(dǎo)研究院，統(tǒng)籌所有的部門，研究整個科技體系。
這種系統(tǒng)的研究是經(jīng)過眾位研究院專家討論出來的，類似一種窮舉法，不僅僅是硅半導(dǎo)體，還有其它種類的半導(dǎo)體，如果要完成所有的研究，需要幾年時間的數(shù)據(jù)積累，然后選出適用的半導(dǎo)體。
“其它的幾種元素還是找不到嗎？”方浩點(diǎn)點(diǎn)頭，然后問道。
“探險隊找到了一塊星空重金屬隕石，里面的元素非常豐富，其它的元素也可以找到，但是很難分離，因為它們都是重金屬，目前還沒有分離它們的辦法，不過材料研究所的人正在緊鑼密鼓的研究，相信過段時間就會做出突破。”冰雪說道。
“嗯，小雪你們做的不錯，另外注意下新人，看看沒有好的苗子，如果有的話好好培養(yǎng)一下，但是要注意籠絡(luò)，不要又讓他們跑了?！狈胶品愿赖馈?p> “嘻嘻，多謝夸獎，你放心吧，這些事情我有注意?！北┪恍Γf道。
……
機(jī)械研究所，到處是隆隆作響的機(jī)器，河陪著方浩視察著。
“我們的摻雜技術(shù)有了多少進(jìn)展？”看著面前的機(jī)器，方浩問道。
“我們進(jìn)展很順利，還要感謝你的提示，我們班能這么快找到辦法，目前進(jìn)展速度最快的摻雜技術(shù)有兩種，高溫擴(kuò)散摻雜和離子注入摻雜，目前的進(jìn)度很快，想必不需要多久就可以實(shí)現(xiàn)初步的量產(chǎn)?！焙踊卮鸬?。
“不要急，我們慢慢來，摻雜技術(shù)的前景很大，我們要為以后的發(fā)展打下基礎(chǔ)，不能光趕進(jìn)度?！狈胶频?。
“我知道，相關(guān)的數(shù)據(jù)我們一直在收集和處理。”河回道。
熱擴(kuò)散技術(shù)是一種比較容易的摻雜技術(shù)，想要把雜質(zhì)摻入半導(dǎo)體晶體，就需要進(jìn)行較高溫度的熱擴(kuò)散，因為雜質(zhì)原子的半徑一般都比較大，它們要直接進(jìn)入半導(dǎo)體晶格的間隙中去是很困難的，只有當(dāng)晶體中出現(xiàn)有晶格空位后，雜質(zhì)原子才有可能進(jìn)去占據(jù)這些空位，并從而進(jìn)入到晶體。
為了讓晶體中產(chǎn)生出大量的晶格空位，所以，就必須對晶體加熱，讓晶體原子的熱運(yùn)動加劇，以使得某些原子獲得足夠高的能量而離開晶格位置、留下空也因此原子的擴(kuò)散系數(shù)隨著溫度的升高而指數(shù)式增大。
離子注入摻雜技術(shù)是一種比較先進(jìn)的技術(shù)，為了使雜質(zhì)原子能夠進(jìn)入到晶體中去，需要首先把雜質(zhì)原子電離成離子，并用強(qiáng)電場加速、讓這些離子獲得很高的動能，然后再直接轟擊晶體、并擠進(jìn)到里面去，這就是注入。
當(dāng)然，采用離子注入技術(shù)摻雜時，必然會產(chǎn)生出許多晶格缺陷，同時也會有一些原子處在間隙中，所以，半導(dǎo)體在經(jīng)過離子注入以后，還必須要進(jìn)行退火處理，以消除這些缺陷和使雜質(zhì)激活。
因為雜質(zhì)原子要能夠提供載流子，就必須處于替代Si原子的位置上，這樣才能產(chǎn)生載流子，所以在半導(dǎo)體中，即使摻入了雜質(zhì)原子，但是如果這些雜質(zhì)原子沒有進(jìn)入到替代位置，那么它們也將起不到提供載流子的作用，因此，還需要進(jìn)行一定的熱處理步驟，那就是激活退火。