トランジスタ

トランジスタは、電気信号や電力を増幅または切り替えるために使用される半導体デバイスです。現代の電子機器の基本的な構成要素の1つです。^[1]半導体材料で構成され、通常、電子回路に接続するための少なくとも3つの端子があります。トランジスタの端子の1対に印加された電圧または電流は、もう1対の端子を流れる電流を制御します。制御された（出力）電力は制御（入力）電力よりも高くなる可能性があるため、トランジスタは信号を増幅できます。一部のトランジスタは個別にパッケージ化されていますが、小型の形で集積回路に組み込まれているものが多くあります。トランジスタは、事実上すべての現代の電子機器の主要なアクティブコンポーネントであるため、20世紀の最大の発明の1つであると多くの人が考えています。^[2]

物理学者 ジュリアス・エドガー・リリエンフェルトは1926年に電界効果トランジスタ（FET）の概念を提唱したが、当時は実際に機能するデバイスを作ることは不可能だった。^[3]最初の実用的なデバイスは、1947年にベル研究所の物理学者ジョン・バーディーン、ウォルター・ブラッテン、ウィリアム・ショックレーによって発明された点接触トランジスタであり、3人はその功績により1956年のノーベル物理学賞を共同受賞した。 ^[4]最も広く使用されているタイプのトランジスタは金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（MOSFET）であり、MOSFETは1955年から1960年の間にベル研究所で発明された。^{[5] [6] [7] [8] [9] [10]}トランジスタはエレクトロニクスの分野に革命をもたらし、より小型で安価なラジオ、電卓、コンピューター、その他の電子機器への道を切り開いた。

ほとんどのトランジスタは極めて純粋なシリコンから作られ、一部はゲルマニウムから作られていますが、他の特定の半導体材料が使用されることもあります。トランジスタは、電界効果トランジスタでは 1 種類の電荷キャリアしか持たない場合があり、 バイポーラ接合トランジスタデバイスでは 2 種類の電荷キャリアを持つ場合があります。真空管と比較すると、トランジスタは一般に小型で、動作に必要な電力も少なくて済みます。進行波管やジャイロトロンなど、特定の真空管は、非常に高い動作周波数または高い動作電圧でトランジスタよりも優れています。多くの種類のトランジスタが、複数のメーカーによって標準化された仕様で製造されています。

1907年に発明された真空管である熱電子三極 管は、増幅無線技術と長距離電話を可能にした。しかし、三極管は壊れやすく、かなりの電力を消費した。1909年、物理学者ウィリアム・エクルズが結晶ダイオード発振器を発見した。^[11]物理学者ジュリアス・エドガー・リリエンフェルトは、1925年にカナダで電界効果トランジスタ（FET）の特許を申請したが、 ^[12]これは三極管の固体代替品となることを意図していた。 ^{[13] [14]彼は1926年[15]}と1928年に米国で同一の特許を申請した。 ^{[16] [17]}しかし、彼は自分の装置に関する研究論文を発表しておらず、特許でも実用的なプロトタイプの具体的な例を挙げていなかった。高品質の半導体材料の生産がまだ数十年先だったため、リリエンフェルトの固体増幅器のアイデアは、たとえそのような装置が作られたとしても、1920年代と1930年代には実用化されなかっただろう。^[18] 1934年、発明家のオスカー・ハイルがヨーロッパで同様の装置の特許を取得した。^[19]

1947年11月17日から12月23日まで、ニュージャージー州マレーヒルにあるAT&Tのベル研究所のジョン・バーディーンおよびウォルター・ブラッテンは実験を行い、ゲルマニウムの結晶に2つの金の点接触を適用すると、入力よりも大きな出力の信号が生成されるのを観察した。^[20]固体物理学グループのリーダーであるウィリアム・ショックレーはこれに可能性を感じ、その後数か月間、半導体に関する知識を大幅に拡大することに取り組んだ。トランジスタという用語は、トランスレジスタンス（transresistance）を短縮してジョン・R・ピアースによって作られた。^{[21] [22] [23]}リリアン・ホッデソンおよびヴィッキー・デイッチによると、ショックレーはベル研究所のトランジスタに関する最初の特許は電界効果に基づくべきであり、発明者として彼の名前が挙がるべきであると提案した。ベル研究所の弁護士は、数年前に忘れ去られていたリリエンフェルドの特許を発掘した後、電界を「グリッド」として使用する電界効果トランジスタのアイデアは新しいものではないとして、ショックレーの提案に反対した。代わりに、バーディーン、ブラッテン、ショックレーが1947年に発明したのは、最初のポイントコンタクトトランジスタでした。^[18]この功績を称え、ショックレー、バーディーン、ブラッテン3人は「半導体の研究とトランジスタ効果の発見」により、1956年のノーベル物理学賞を共同受賞しました。 ^{[24] [25]}

ショックレーのチームは当初、半導体の伝導率を変調させることで電界効果トランジスタ（FET）を構築しようとしたが、主に表面状態、ダングリングボンド、ゲルマニウムと銅の複合材料の問題により失敗した。この失敗の背後にある謎の理由を理解しようとした結果、彼らは代わりにバイポーラ点接触トランジスタと接合トランジスタを発明した。^{[26] [27]}

1948年、点接触トランジスタは、パリのウェスティングハウスの子会社であるCompagnie des Freins et Signaux Westinghouseで働いていた物理学者Herbert MataréとHeinrich Welkerによって独立して発明されました。Mataréは、第二次世界大戦中のドイツのレーダー開発において、シリコンとゲルマニウムから結晶整流器を開発した経験がありました。この知識をもとに、彼は1947年に「干渉」現象の研究を始めた。1948年6月までに、点接触を流れる電流を目撃し、ウェルカーが製造したゲルマニウムのサンプルを使用して、バーディーンとブラッテンが1947年12月に達成したものと同様の一貫した結果を生み出した。ベル研究所の科学者がすでにトランジスタを発明していたことに気づいた同社は、フランスの電話網で増幅して使用するために「トランジスタロン」の生産を急いで開始し、1948年8月13日に最初のトランジスタ特許を申請した。^{[28] [29] [30]}

最初のバイポーラ接合トランジスタは、ベル研究所のウィリアム・ショックレーによって発明され、1948年6月26日に特許（2,569,347）を申請した。1950年4月12日、ベル研究所の化学者ゴードン・ティールとモーガン・スパークスは、実用的なバイポーラNPN接合増幅ゲルマニウムトランジスタを成功裏に製造した。ベルは、1951年7月4日のプレスリリースで、この新しい「サンドイッチ」トランジスタの発見を発表した。^{[31] [32]}

最初の高周波トランジスタは、 1953年にフィルコ社が開発した表面障壁ゲルマニウムトランジスタで、最大60MHzの周波数で動作可能でした。^[33]これらは、n型ゲルマニウムベースの両側から硫酸インジウム(III)のジェットを使って、厚さが数万分の1インチになるまで凹部をエッチングして作られました。凹部に電気メッキされたインジウムがコレクターとエミッターを形成しました。^{[34] [35]}

AT&Tは1953年にNo.4Aトールクロスバースイッチングシステムの通信機器に初めてトランジスタを使用し、トランスレータカードにエンコードされたルーティング情報からトランク回線を選択するために使用しました。^[36]その前身であるWestern Electric No.3Aフォトトランジスタは、パンチメタルカードから機械的なエンコードを読み取りました。

最初のプロトタイプのポケットトランジスタラジオは、 1952年にヘルベルト・マタレが設立したINTERMETALL社によって、1953年8月29日から9月6日まで開催されたデュッセルドルフ国際放送見本市^{で披露された。 [37] [38]}最初の量産モデルのポケットトランジスタラジオは、1954年10月に発売されたRegency TR-1であった。 ^[25] Regency Division of Industrial Development Engineering Associates、IDEA、テキサス州ダラスのTexas Instrumentsの合弁事業として生産されたTR-1は、インディアナ州インディアナポリスで製造された。4つのトランジスタと1つのゲルマニウムダイオードを搭載した、ほぼポケットサイズのラジオだった。工業デザインはシカゴのPainter, Teague and Petertil社に外注された。当初は黒、アイボリー、マンダリンレッド、クラウドグレー、マホガニー、オリーブグリーンの6色から1色で発売された。すぐに他の色も続いた。^{[39] [40] [41]}

最初の量産型全トランジスタカーラジオはクライスラーとフィルコ社によって開発され、1955年4月28日付けのウォールストリートジャーナル紙で発表された。クライスラーは1955年秋からモパーモデル914HRを1956年クライスラーとインペリアルの新ラインのオプションとして提供し、1955年10月21日にディーラーのショールームに登場した。^{[42] [43]}

1957年に発売されたソニーTR-63は、初めて量産されたトランジスタラジオであり、トランジスタラジオの普及につながりました。^{[44] 1960年代半ばまでに、TR-63は世界中}で700万台販売されました。^{[45]ソニーのトランジスタラジオの成功により、1950年代後半にはトランジスタが真空管に取って代わり、}電子技術の主流となりました。^[46]

最初の実用的なシリコントランジスタは、1954年1月26日にベル研究所でモリス・タネンバウムによって開発されました。最初の量産型商用シリコントランジスタは、1954年5月にテキサスインスツルメンツによって発表されました。これは、以前ベル研究所で働いていた高純度結晶の成長の専門家であるゴードン・ティールによるものでした。^{[47] [48] [49]}

電界効果トランジスタ（FET）の基本原理は、物理学者ジュリアス・エドガー・リリエンフェルトが1926年にMESFETに類似したデバイスの特許を申請し、1928年には絶縁ゲート電界効果トランジスタの特許を申請したときに初めて提案されました。 ^{[14] [50]} FETの概念は、後に1930年代にエンジニアのオスカー・ハイルによって、 1940年代には ウィリアム・ショックレーによっても理論化されました。

1945年にJFETはハインリッヒ・ウェルカーによって特許を取得しました。^[51] 1952年にショックレーがJFETに関する理論的考察を行った後、1953年にジョージ・C・デイシーとイアン・M・ロスによって実用的なJFETが作られました。^[52]

1948年、バーディーン氏とブラッテンはベル研究所でMOSFETの原型となる反転層を備えた絶縁ゲートFET（IGFET）の特許を取得しました。バーディーンの特許と反転層の概念は、今日のCMOSおよびDRAM技術の基礎となっています。^[53]

半導体産業の初期には、企業は接合型トランジスタに注力していたが、これは比較的かさばるデバイスで大量生産が難しく、いくつかの特殊な用途に限られていた。電界効果トランジスタ（FET）が潜在的な代替物として理論化されたが、研究者はそれを適切に動作させることができなかった。これは主に、外部電界が材料を貫通するのを妨げる表面準位障壁のせいである。 ^[54]

1955年、カール・フロッシュとリンカーン・デリックは偶然シリコンウエハー上に二酸化ケイ素の層を成長させ、表面不活性化効果を観察した。^{[56] [57]} 1957年までにフロッシュとデリックはマスキングとプレデポジションを用いて二酸化ケイ素電界効果トランジスターを製造することができた。これはドレインとソースが同じ表面に隣接した最初の平面トランジスターであった。^[58]彼らは二酸化ケイ素が絶縁体としてシリコンウエハーを保護し、ドーパントがウエハーに拡散するのを防ぐことを実証した。^{[56] [59]}その後、JRリゲンツァとWGスピッツァーは熱成長酸化物のメカニズムを研究し、高品質のSi/SiO 2_スタックを製造し、1960年にその結果を発表した。^{[60] [61] [62]}

この研究に続いて、モハメド・アタラとダウォン・カーンは1959年にシリコンMOSトランジスタを提案し^[63]、1960年にベル研究所のチームでMOSデバイスの実用化に成功しました。^{[64] [65]}チームには、デバイスを製造したEE LaBateとEI Povilonis、拡散プロセスを開発したMO Thurston、LA D'Asaro、JR Ligenza、デバイスの特性を評価したHK GummelとR. Lindnerが含まれていました。^{[66] [67]}高いスケーラビリティ、^[68]はるかに低い消費電力、バイポーラ接合トランジスタよりも高い密度を備えたMOSFETにより、高密度集積回路の構築が可能になり、 ^[70] 1つのICに10,000個以上のトランジスタを統合できるようになりました。^{[71 ]}

1948年にバーディーン氏とブラッテン氏が考案した反転層の概念は、今日のCMOS技術の基礎を形成しています。^[72] CMOS（相補型MOS）は、 1963年にフェアチャイルドセミコンダクター社のチタン・サー氏とフランク・ワンラス氏によって発明されました。 ^[73]フローティングゲートMOSFETの最初の報告は、1967年にダウォン・カーン氏とサイモン・ゼー氏によってなされました。^[74] 1967年、ベル研究所の研究者ロバート・カーウィン氏、ドナルド・クライン氏、ジョン・サラス氏が自己整合ゲート（シリコンゲート）MOSトランジスタを開発し、フェアチャイルドセミコンダクター社の研究者フェデリコ・ファギン氏とトム・クライン氏がそれを使用して最初のシリコンゲートMOS集積回路を開発しました。^[75]ダブルゲートMOSFETは、1984年に電気技術研究所の研究者関川俊弘氏と林豊氏によって初めて実証されました。 ^{[76] [77]} FinFET（フィン電界効果トランジスタ）は、3D非平面マルチゲートMOSFETの一種で、 1989年に日立中央研究所の久本大輝と彼のチームの研究から生まれました。^{[78] [79]}

トランジスタは現代のほぼすべての電子機器の重要な能動部品であるため、20世紀の最大の発明の一つであると多くの人が考えています。^[2]

ベル研究所での最初のトランジスタの発明は、2009年にIEEEマイルストーンに指定されました。[ ^{80]その他のマイルストーンには、1948年の}接合型トランジスタの発明と1959年のMOSFETの発明があります。 ^[81]

MOSFETは、コンピュータや電子機器^[82]からスマートフォンなどの通信技術に至るまで、これまでで最も広く使用されているトランジスタです。^[83]これは最も重要なトランジスタであると考えられており、^[84]電子機器における最も重要な発明である可能性があり、^[85]現代の電子機器を可能にしたデバイスです。^[86] 20世紀後半から現代のデジタル電子機器の基礎となり、デジタル時代への道を開きました。^[87]米国特許商標庁は、これを「世界中の生活と文化を変えた画期的な発明」と呼んでいます。^[83]比較的基本的な材料から高度に自動化されたプロセス（半導体デバイス製造）によって大量生産できるため、トランジスタあたりのコストが驚くほど低くなります。 MOSFETは歴史上最も多く生産された人工物であり、2018年までに1300億個以上が製造されました。^[88]

毎年、いくつかの企業がそれぞれ10億個以上の個別にパッケージ化された（ディスクリート^{と呼ばれる）MOSトランジスタを生産しているが、 [89]}大部分は、ダイオード、抵抗器、コンデンサ、その他の電子部品とともに集積回路（ IC、マイクロチップ、または単にチップとも呼ばれる）の形で生産され、完全な電子回路を生産している。論理ゲートは最大約20個のトランジスタで構成されるが、2022年時点での高度なマイクロプロセッサには、最大570億個のMOSFETが含まれる可能性がある。^[90]トランジスタは、計算を実行するためにマイクロプロセッサ内の論理ゲートに編成されることが多い。^[91]

トランジスタは低コスト、柔軟性、信頼性に優れているため、あらゆるところで使用されています。トランジスタ化されたメカトロニック回路は、電気機械装置に代わって家電製品や機械を制御しています。標準的なマイクロコントローラを使用して、同等の機械システムを設計するよりも、制御機能を実行するコンピュータ プログラムを 作成する方が簡単で安価であることがよくあります。

トランジスタは、一方の端子間に印加された小さな信号を利用して、もう一方の端子に印加されるはるかに大きな信号を制御することができます。この特性はゲインと呼ばれます。トランジスタは、弱い入力信号に比例した強い出力信号（電圧または電流）を生成することができ、増幅器として機能します。また、電流の量が他の回路要素によって決定される電気的に制御されるスイッチとして使用することもできます。^[92]

トランジスタには 2 つのタイプがあり、使用方法が若干異なります。

• バイポーラ接合トランジスタ(BJT)には、ベース、コレクタ、エミッタという端子があります。ベース端子の小さな電流がベースとエミッタの間を流れ、コレクタとエミッタの間のより大きな電流を制御または切り替えることができます。

• 電界効果トランジスタ（FET）にはゲート、ソース、ドレインという端子があります。ゲートの電圧はソースとドレイン間の電流を制御することができます。^[93]

このセクションの一番上の画像は、回路内の典型的なバイポーラトランジスタを表しています。ベース電流に応じて、エミッタ端子とコレクタ端子の間に電荷が流れます。ベースとエミッタの接続は半導体ダイオードのように動作するため、その間に電圧降下が発生します。この降下の量はトランジスタの材料によって決まり、V _BEと呼ばれます。^[93] (ベースエミッタ電圧)

トランジスタは、スイッチング電源などの高電力アプリケーションとロジックゲートなどの低電力アプリケーションの両方で、「オン」または「オフ」の状態になることができる電子スイッチとしてデジタル回路で一般的に使用されています。このアプリケーションにとって重要なパラメータには、スイッチングされる電流、処理される電圧、および立ち上がり時間と立ち下がり時間によって特徴付けられるスイッチング速度が含まれます。^[93]

スイッチング回路の目標は、オフのときに開回路、オンのときに短絡、そして 2 つの状態間の瞬間遷移の特性を持つ理想的なスイッチを可能な限りシミュレートすることです。パラメータは、「オフ」出力が接続された回路に影響を与えないほど小さい漏れ電流に制限され、「オン」状態のトランジスタの抵抗が回路に影響を与えないほど小さく、2 つの状態間の遷移が悪影響を与えないほど高速になるように選択されます。^[93]

図に示すライトスイッチ回路のようなエミッタ接地トランジスタ回路では、ベース電圧が上昇すると、エミッタ電流とコレクタ電流が指数関数的に上昇します。コレクタ電圧は、コレクタからエミッタへの抵抗が減少するため低下します。コレクタとエミッタ間の電圧差がゼロ（またはゼロに近い）の場合、コレクタ電流は負荷抵抗（電球）と電源電圧によってのみ制限されます。電流がコレクタからエミッタに自由に流れるため、これを飽和と呼びます。飽和すると、スイッチはオンになります。^[94]

バイポーラトランジスタをスイッチング用途に使用するには、トランジスタをバイアスしてオフ状態のカットオフ領域と飽和領域（オン）の間で動作させる必要がある。これには十分なベース駆動電流が必要である。トランジスタは電流利得を提供するため、コレクタの比較的大きな電流をベース端子へのはるかに小さな電流でスイッチングすることが容易になる。これらの電流の比率はトランジスタの種類によって異なり、特定の種類であってもコレクタ電流によって異なる。図に示すように、光スイッチ回路の例では、トランジスタが飽和するのに十分なベース電流を供給するように抵抗器が選択されている。^[93]ベース抵抗値は、電源電圧、トランジスタのCE接合電圧降下、コレクタ電流、および増幅率ベータから計算される。^[95]

共通エミッタ増幅器は、電圧（ V _in ）の小さな変化がトランジスタのベースを流れる小さな電流を変化させるように設計されており、その電流増幅と回路の特性を組み合わせることで、V in の小さな変動がV _outの大きな変化を生み出すこと_になります。^[93]

単一トランジスタ アンプにはさまざまな構成が可能で、電流ゲイン、電圧ゲイン、またはその両方を提供するものがあります。

携帯電話からテレビまで、膨大な数の製品には、音声再生、無線送信、信号処理用のアンプが含まれています。最初のディスクリートトランジスタオーディオアンプは、わずか数百ミリワットの電力しか供給できませんでしたが、より優れたトランジスタが利用可能になり、アンプのアーキテクチャが進化するにつれて、電力とオーディオの忠実度は徐々に向上しました。^[93]

数百ワットまでの現代のトランジスタオーディオアンプは一般的であり、比較的安価です。

トランジスタが開発される前は、真空（電子）管（英国では「熱電子管」または単に「バルブ」）が電子機器の主な能動部品でした。

ほとんどのアプリケーションで真空管の代わりにトランジスタが使われるようになった主な利点は、

• カソードヒーター（チューブの特徴的なオレンジ色の輝きを生み出す）がないため、消費電力が削減され、チューブヒーターが温まるまでの遅延がなくなり、カソード中毒や消耗の影響を受けません。
• サイズと重量が非常に小さいため、機器のサイズが小さくなります。
• 多数の極めて小さなトランジスタを単一の集積回路として製造することができます。
• わずか数個のセルのバッテリーに対応する低い動作電圧。
• 通常、より高いエネルギー効率の回路が可能です。特に低電力アプリケーション（電圧増幅など）では、エネルギー消費は真空管の場合よりも大幅に少なくなります。
• 補完的なデバイスが利用可能で、真空管では不可能な補完対称回路を含む設計の柔軟性を提供します。
• 機械的な衝撃や振動に対する感度が非常に低いため、物理的な堅牢性が得られ、衝撃によって誘発されるスプリアス信号（オーディオ アプリケーションにおけるマイクロフォニックなど）が実質的に排除されます。
• ガラス容器の破損、漏れ、ガス放出、その他の物理的損傷の影響を受けません。

トランジスタには次のような制限がある場合があります。

• 真空管の真空によって得られる高い電子移動度が欠けており、これは高出力、高周波動作に望ましい。これは、地上波テレビ送信機や、一部の衛星の増幅器として使用される進行波管で使用されているものなどである。
• トランジスタやその他のソリッドステート デバイスは、取り扱い時の静電放電など、非常に短時間の電気的および熱的事象による損傷を受けやすいです。真空管は電気的にはるかに耐久性があります。
• 放射線や宇宙線に敏感です（宇宙船の装置には特殊な耐放射線チップが使用されています）。
• オーディオ用途では、トランジスタは真空管の特徴である低次高調波歪み（いわゆる真空管サウンド ）を持たず、一部の人々に好まれています。^[96]

トランジスタは次のように分類されます

• 構造: MOSFET (IGFET)、BJT、JFET、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)、その他のタイプ^{[どれですか? ]}。
• 半導体材料（ドーパント）：
  • 半金属、ゲルマニウム（1947 年に初めて使用）およびシリコン（1954 年に初めて使用）—非晶質、多結晶および単結晶の形態。
  • 化合物はガリウムヒ素（1966 年）とシリコンカーバイド（1997 年）。
  • シリコン ゲルマニウム合金（1989年）
  • 炭素の同素体である グラフェン（2004年から研究が進められている）など（半導体材料参照）。
• 電気極性（正と負）：NPN、PNP（BJT）、N チャネル、P チャネル（FET）。
• 最大電力定格: 低、中、高。
• 最大動作周波数: 低、中、高、無線(RF)、マイクロ波周波数 (共通エミッタまたは共通ソース回路におけるトランジスタの最大有効周波数は、遷移周波数の略語であるf _Tで表されます。これは、トランジスタが 1 の電圧ゲインを生み出す周波数です)
• 用途: スイッチ、汎用、オーディオ、高電圧、スーパーベータ、マッチドペア。
• 物理的なパッケージ:スルーホールメタル、スルーホールプラスチック、表面実装、ボールグリッドアレイ、電源モジュール (パッケージを参照)。
• 増幅係数h _FE、β _F（トランジスタベータ）^[97]またはg _m（トランスコンダクタンス）。
• 動作温度: 極限温度トランジスタと従来温度トランジスタ (-55～150 °C (-67～302 °F))。極限温度トランジスタには、高温トランジスタ (150 °C (302 °F) 以上) と低温トランジスタ (-55 °C (-67 °F) 以下) が含まれます。250 °C (482 °F) まで熱的に安定して動作する高温トランジスタは、相互浸透半結晶性共役ポリマーと高ガラス転移温度絶縁ポリマーをブレンドするという一般的な戦略によって開発できます。^[98]

したがって、特定のトランジスタは、シリコン、表面実装、BJT、NPN、低電力、高周波スイッチとして説明できます。

トランジスタの種類 (電気記号で表す) を覚える便利な方法は、矢印の方向です。BJT の場合、 npn トランジスタ記号では、矢印は「Nを指しません」。pnpトランジスタ記号では、矢印は「Nを広く指しています」。ただし、これは MOSFET ベースのトランジスタ記号には当てはまりません。矢印は通常逆向きになるからです (つまり、npn の矢印は内側を指しています)。

電界効果トランジスタは、ユニポーラ トランジスタとも呼ばれ、伝導に電子 ( n チャネル FETの場合) または正孔 ( p チャネル FETの場合) を使用します。FET の 4 つの端子は、ソース、ゲート、ドレイン、およびボディ(基板) と呼ばれます。ほとんどの FET では、ボディはパッケージ内でソースに接続されており、以下の説明でもこれを前提とします。

FET では、ドレインからソースへの電流は、ソース領域とドレイン領域を接続する導電チャネルを介して流れます。導電率は、ゲートとソース端子間に電圧を印加したときに生成される電界によって変化するため、ドレインとソース間に流れる電流は、ゲートとソース間に印加される電圧によって制御されます。ゲート-ソース電圧 ( V _GS ) が増加すると、ドレイン-ソース電流 ( I _DS )は、しきい値以下のV _GSに対して指数関数的に増加し、しきい値を超える「空間電荷制限」領域では、ほぼ 2 乗率で増加します: ( I DS ∝ ( V GS − V T ) 2 、ここで V T はドレイン電流が始まるしきい値電圧) [ 99 _]。2乗_の挙動は_、たとえば⁶⁵ nmテクノロジー_ノードの^最新デバイスでは見られません。^[100]

狭い帯域幅でノイズを低くするには、FET の入力抵抗が高いほど有利です。

FET は、接合型 FET ( JFET ) と絶縁ゲート FET (IGFET) の2 つのファミリーに分けられます。IGFET は、金属 (ゲート)、酸化物 (絶縁体)、半導体の層からなる元の構造を反映して、金属酸化物半導体 FET ( MOSFET )としてよく知られています。IGFET とは異なり、JFET ゲートは、ソースとドレインの間にあるチャネルでp-n ダイオードを形成します。機能的には、これにより n チャネル JFET は、同様にグリッドとカソードの間にダイオードを形成する真空管三極管の固体版になります。また、両方のデバイスはデプレッション モードで動作し、入力インピーダンスが高く、入力電圧の制御下で電流を伝導します。

金属-半導体 FET ( MESFET ) は、逆バイアスされたp-n 接合が金属-半導体接合に置き換えられたJFET です。これらと、非常に高いキャリア移動度を持つ 2 次元電子ガスを電荷輸送に使用する HEMT (高電子移動度トランジスタ、HFET) は、非常に高い周波数 (数 GHz) での使用に特に適しています。

FET は、ゲート - ソース間電圧がゼロのときにチャネルがオンになるかオフになるかによって、さらにデプレッション モードとエンハンスメント モードに分けられます。エンハンスメント モードの場合、チャネルはゼロ バイアスでオフになり、ゲート電位によって伝導が「強化」されます。デプレッション モードの場合、チャネルはゼロ バイアスでオンになり、ゲート電位 (反対極性) によってチャネルが「空乏化」され、伝導が減少します。どちらのモードでも、ゲート電圧が正の値になると、n チャネル デバイスの場合は電流が高くなり、p チャネル デバイスの場合は電流が低くなります。ほぼすべての JFET はデプレッション モードです。これは、エンハンスメント モード デバイスの場合、ダイオード接合が順方向にバイアスされて伝導するためです。一方、ほとんどの IGFET はエンハンスメント モード タイプです。

金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（MOSFET、MOS-FET、またはMOS FET）は、金属酸化物シリコントランジスタ（MOSトランジスタ、またはMOS）^[70]としても知られ、半導体（通常はシリコン）の制御された酸化によって製造される電界効果トランジスタの一種です。絶縁ゲートを持ち、その電圧によってデバイスの導電性が決まります。印加電圧の量に応じて導電性を変えるこの機能は、電子信号の増幅や切り替えに使用できます。MOSFETは圧倒的に最も一般的なトランジスタであり、ほとんどの現代の電子機器の基本的な構成要素です。^[87] MOSFETは世界中のすべてのトランジスタの99.9％を占めています。^[101]

バイポーラ トランジスタは、多数キャリアと少数キャリアの両方を使用して伝導するため、このように呼ばれています。バイポーラ接合トランジスタは、大量生産された最初のタイプのトランジスタで、2 つの接合ダイオードの組み合わせであり、2 つの n 型半導体の間に挟まれた p 型半導体の薄い層 (n-p-n トランジスタ)、または 2 つの p 型半導体の間に挟まれた n 型半導体の薄い層 (p-n-p トランジスタ) のいずれかで構成されています。この構造により、ベース領域と呼ばれる半導体の薄い領域によって分離された、ベース-エミッタ接合とベース-コレクタ接合の 2 つのp-n 接合が生成されます (介在する半導体領域を共有せずに 2 つの接合ダイオードを接続しても、トランジスタにはなりません)。

BJT には、半導体の 3 つの層 (エミッタ、ベース、コレクタ)に対応する 3 つの端子があります。エミッタとコレクタの電流は比較的小さなベース電流で制御できるため、増幅器に便利です。 ^[102]アクティブ領域で動作する n-p-n トランジスタでは、エミッタ ベース接合は順方向バイアスされ (電子と正孔が接合で再結合する)、ベース コレクタ接合は逆方向バイアスされ (電子と正孔が接合で形成され、そこから移動する)、電子がベース領域に注入されます。ベースが狭いため、これらの電子のほとんどは逆方向バイアスされたベース コレクタ接合に拡散し、コレクタに流されます。おそらく電子の 100 分の 1 がベースで再結合し、これがベース電流の主なメカニズムです。また、ベースは（エミッタやコレクタ領域と比較して）低濃度にドープされているため、再結合率が低く、より多くのキャリアがベース領域全体に拡散することができます。ベースから出ることができる電子の数を制御することで、コレクタに入る電子の数を制御することができます。^[102]コレクタ電流は、ベース電流のおよそβ（共通エミッタ電流ゲイン）倍です。小信号トランジスタでは通常100を超えますが、高出力アプリケーション用に設計されたトランジスタでは小さくなることがあります。

電界効果トランジスタ（下記参照）とは異なり、BJT は低入力インピーダンスのデバイスです。また、ベース-エミッタ電圧（V _BE）が増加すると、ベース-エミッタ電流、ひいてはコレクタ-エミッタ電流（I _{CE ）は、}ショックレーダイオードモデルおよびエバース-モルモデルに従って指数関数的に増加します。この指数関係のため、BJT はFET よりも 高いトランスコンダクタンスを持ちます。

バイポーラ トランジスタは、光にさらされると導通状態になります。これは、ベース領域で光子が吸収されると、ベース電流として機能する光電流が発生するためです。コレクタ電流は光電流の約 β 倍です。この目的のために設計されたデバイスは、パッケージに透明な窓があり、フォトトランジスタと呼ばれます。

MOSFETは、デジタル回路とアナログ回路の両方で圧倒的に最も広く使用されているトランジスタであり、^[103]世界中のすべてのトランジスタの99.9%を占めています。^[101]バイポーラ接合トランジスタ（BJT）は、1950年代から1960年代にかけて最も一般的に使用されていたトランジスタでした。 1970年代にMOSFETが広く利用できるようになった後も、BJTは優れた直線性のために、アンプなどの多くのアナログ回路で選択されるトランジスタであり続けましたが、1980年代にほとんどのパワーエレクトロニクスアプリケーションでMOSFETデバイス（パワーMOSFET、LDMOS、RF CMOSなど）がそれらに取って代わりました。集積回路では、MOSFETの望ましい特性により、1970年代にはデジタル回路のほぼすべての市場シェアを獲得することができました。 ディスクリートMOSFET（通常はパワーMOSFET）は、アナログ回路、電圧レギュレータ、アンプ、電力送信機、モータードライバーなどのトランジスタアプリケーションに適用できます。

• 電界効果トランジスタ（FET）：
  • ゲートが浅い絶縁体層で絶縁されている 金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（MOSFET）
    • p型MOS（PMOS）
    • n型MOS（NMOS）
    • 相補型MOS (CMOS)
      • RF CMOS、無線周波数増幅、受信用
    • マルチゲート電界効果トランジスタ(MuGFET)
      • フィン電界効果トランジスタ（FinFET）、ソース/ドレイン領域はシリコン表面にフィンを形成する
      • GAAFET、FinFETに似ていますが、フィンの代わりにナノワイヤが使用され、ナノワイヤは垂直に積み重ねられ、4つの側面がゲートに囲まれています。
      • MBCFET は、ナノワイヤの代わりに水平ナノシートを使用する GAAFET の派生型で、Samsung 社製です。RibbonFET (Intel 社製) や水平ナノシート トランジスタとしても知られています。
    • LCDやOLEDディスプレイに使用される薄膜トランジスタ（TFT） 。種類にはアモルファスシリコン、LTPS、LTPO、IGZOトランジスタなどがある。
    • 不揮発性ストレージ用のフローティングゲートMOSFET（FGMOS）
    • パワーエレクトロニクス用 パワーMOSFET
      • 横方向拡散MOS (LDMOS)
  • カーボンナノチューブ電界効果トランジスタ（CNFET、CNTFET）では、チャネル材料がカーボンナノチューブに置き換えられます。
  • 強誘電体電界効果トランジスタ（Fe FET）、強誘電体材料を使用する
  • 接合ゲート電界効果トランジスタ（JFET）。ゲートは逆バイアスされたp-n接合によって絶縁されている。
  • 金属半導体電界効果トランジスタ（MESFET）。JFETに類似しているが、p-n接合の代わりにショットキー接合を採用している。
    • 高電子移動度トランジスタ（HEMT）：GaN（窒化ガリウム）、SiC（炭化シリコン）、Ga ₂ O ₃（酸化ガリウム）、GaAs（ガリウムヒ素）トランジスタ、MOSFETなど。
  • 負性容量FET（NC-FET）
  • 逆T型電界効果トランジスタ（ITFET）
  • 高速逆エピタキシャルダイオード電界効果トランジスタ(FREDFET)
  • 有機電界効果トランジスタ（OFET）、半導体が有機化合物である
  • 弾道トランジスタ（曖昧さ回避）
  • 環境を感知するために使用されるFET
    • イオン感応電界効果トランジスタ（ISFET）は、溶液中のイオン濃度を測定するために、
    • 電解質-酸化物-半導体電界効果トランジスタ（EOSFET）、ニューロチップ、
    • デオキシリボ核酸電界効果トランジスタ（DNAFET）。
    • 電界効果トランジスタベースのバイオセンサー（バイオFET）
• バイポーラ接合トランジスタ（BJT）：
  • ヘテロ接合バイポーラトランジスタ、数百GHzまで、現代の超高速およびRF回路で一般的
  • ショットキートランジスタ
  • アバランシェトランジスタ

  • 

    ダーリントントランジスタは、2つのBJTを接続して、2つのトランジスタの電流利得の積に等しい高い電流利得を提供します。
  • 絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（IGBT）は、同様にパワーBJTに接続された中出力IGFETを使用して、高い入力インピーダンスを実現します。パワーダイオードは、特定の用途に応じて、特定の端子間に接続されることがよくあります。IGBTは、特に高負荷の産業用途に適しています。3相電源用のASEA Brown Boveri（ABB）5SNA2400E170100 ^[104]は、38 x 140 x 190 mm、重量1.5 kgのケースに3つのn-p-n IGBTを収容しています。各IGBTの定格は1,700ボルトで、2,400アンペアを処理できます。
  • フォトトランジスタ。
  • エミッタスイッチバイポーラトランジスタ（ESBT）は、カスコードトポロジーの高電圧バイポーラトランジスタと低電圧パワーMOSFETのモノリシック構成です。2000年代にSTMicroelectronicsによって導入されましたが、^[105]数年後の2012年頃に廃止されました。^[106]
  • マルチエミッタトランジスタ。トランジスタ-トランジスタロジックや集積カレントミラーに使用される。
  • マルチベーストランジスタは、レコードプレーヤーのピックアップやラジオのフロントエンドなどのノイズの多い環境で非常に低レベルの信号を増幅するために使用されます。実質的には、非常に多数のトランジスタが並列に接続されており、出力では信号が建設的に加算されますが、ランダムノイズは確率的にのみ加算されます。^[107]
• トンネル電界効果トランジスタ。障壁を通過する量子トンネルを変調することでスイッチします。
• 拡散トランジスタは、半導体基板にドーパントを拡散させることによって形成され、BJT と FET の両方になります。
• ユニジャンクショントランジスタは、単純なパルス発生器として使用できます。これは、両端にオーム接点 (端子Base1およびBase2 ) を備えた p タイプまたは n タイプの半導体本体で構成されます。反対の半導体タイプとの接合は、本体の長さに沿った 3 番目の端子 (エミッタ) の点に形成されます。
• 単電子トランジスタ（SET）は、2つのトンネル接合の間にあるゲートアイランドで構成されています。トンネル電流は、コンデンサを介してゲートに印加される電圧によって制御されます。^[108]
• ナノ流体トランジスタは、超顕微鏡レベルの水で満たされたチャネルを通るイオンの動きを制御します。^[109]
• マルチゲートデバイス:
  • 四極管トランジスタ
  • 五極管トランジスタ
  • トライゲートトランジスタ（Intelによるプロトタイプ）
  • デュアルゲート電界効果トランジスタは、カスコード接続された 2 つのゲートを持つ 1 つのチャネルを持ち、高周波増幅器、ミキサー、発振器向けに最適化された構成です。
• ジャンクションレスナノワイヤトランジスタ(JNT) は、ワイヤを通る電子の流れを制御する電気的に分離された「結婚指輪」に囲まれた単純なシリコンナノワイヤを使用します。
• ナノスケール真空チャネルトランジスタは、2012年にNASAと韓国の国立ナノファブセンターがわずか150ナノメートルサイズの真空チャネルトランジスタのプロトタイプを作成したと報告されたが、標準的なシリコン半導体プロセスを使用して安価に製造でき、過酷な環境でも高速で動作し、標準的なトランジスタと同程度の電力を消費する可能性がある。^[110]
• 有機電気化学トランジスタ。
• ソラリスタ(太陽電池トランジスタから)、2 端子ゲートレス自己発電フォトトランジスタ。
• ゲルマニウム-スズトランジスタ^[111]
• ウッドトランジスタ^{[112] [113]}
• 紙トランジスタ^[114]
• 炭素ドープシリコンゲルマニウム（Si-Ge:C）トランジスタ
• ダイヤモンドトランジスタ^[115]
• 窒化アルミニウムトランジスタ^[116]
• 超格子カステラ型電界効果トランジスタ^[117]

トランジスタ デバイスの指定には、3 つの主要な識別規格が使用されます。それぞれの規格では、英数字のプレフィックスがデバイスのタイプを示す手がかりとなります。

JEDEC部品番号体系は、1960 年代に米国で発展しました。JEDEC EIA-370トランジスタ デバイス番号は通常、3 端子デバイスを示す2Nで始まります。デュアル ゲート電界効果トランジスタは4 端子デバイスで、3N で始まります。プレフィックスの後には、デバイスの特性に関して意味を持たない 2 桁、3 桁、または 4 桁の数字が続きますが、数字が小さい初期のデバイスはゲルマニウム デバイスである傾向があります。たとえば、2N3055はシリコン n-p-n パワー トランジスタ、2N1301 は p-n-p ゲルマニウム スイッチング トランジスタです。「A」などの文字サフィックスは、新しいバリエーションを示すために使用されることがありますが、グループ化されることはほとんどありません。

日本では、JIS半導体指定(|JIS-C-7012)では、トランジスタデバイスに2Sで始まるラベルが付けられている( ^[118]例:2SD965)が、パッケージに「2S」の接頭辞が付いていない場合もある。2SD965はD965とのみ表示され、2SC1815はサプライヤーによって単にC1815と記載されることがある。このシリーズには、赤、オレンジ、青などを表すR、O、BLなどの接尾辞が付くこともあり、より密接なh _FE (ゲイン)グループ などのバリエーションを示す。

欧州電子部品製造業者協会 (EECA) は、 1983 年にPro Electronが EECA と合併したときに継承した番号体系を使用しています。この体系は 2 つの文字で始まります。最初の文字は半導体の種類 (ゲルマニウムは A、シリコンは B、GaAs などの材料は C) を示します。2 番目の文字は使用目的 (ダイオードは A、汎用トランジスタは C など) を示します。その後に 3 桁の連続番号 (または産業用タイプの場合は 1 文字と 2 桁) が続きます。初期のデバイスでは、これはケースの種類を示していました。接尾辞が使用される場合があり、文字が付きます (例: "C" は多くの場合、高h _FEを意味します。例: BC549C ^{[119] )。または、ゲイン (例: BC327-25) や電圧定格 (例: BUK854-800A [120]} )を示す他のコードが続くことがあります。より一般的な接頭辞は次のとおりです。

デバイスの製造元は、独自の番号付けシステムを持っている場合があります (例: CK722 )。デバイスは二次ソースであるため、製造元のプレフィックス (MPF102 の「MPF」は、もともとMotorola FETを示します) は、現在ではデバイスの製造元を示す信頼性の低い指標となっています。独自の命名スキームの中には、他の命名スキームの一部を採用しているものもあります。たとえば、PN2222A は、プラスチック ケースに入った (おそらくFairchild Semiconductor の) 2N2222A です (ただし、PN108 は BC108 のプラスチック バージョンであり、2N108 ではありません。また、PN100 は他の xx100 デバイスとは無関係です)。

軍の部品番号には、英国軍 CV 命名システムなどのコードが割り当てられることがあります。

類似の部品を大量に購入するメーカーは、特定の購入仕様を識別する「ハウスナンバー」を部品に付けて供給することがあるが、必ずしも標準化された登録番号を持つデバイスではない。たとえば、HP部品番号1854,0053は（JEDEC）2N2218トランジスタ^{[121] [122]}であり、CV番号も割り当てられている：CV7763 ^[123]

非常に多くの独立した命名方式と、デバイスに印刷される部品番号の省略形により、あいまいさが生じることがあります。たとえば、2 つの異なるデバイスに「J176」というマークが付いている場合があります (1 つは J176 低電力JFET、もう 1 つは高電力MOSFET 2SJ176)。

古い「スルーホール」トランジスタに表面実装パッケージの対応品が与えられると、メーカーはピン配列の多様性や、1 つのパック内のデュアルまたはマッチングされた n-p-n + p-n-p デバイスのオプションに対応するシステムを持っているため、多くの異なる部品番号が割り当てられる傾向があります。そのため、元のデバイス (2N3904 など) が標準化機関によって割り当てられ、長年にわたってエンジニアによく知られている場合でも、新しいバージョンの命名は標準化されていません。

最初の BJT はゲルマニウム(Ge) から作られました。現在はシリコン(Si) タイプが主流ですが、一部の高度なマイクロ波および高性能バージョンでは、複合半導体材料のガリウムヒ素(GaAs) と半導体合金の シリコンゲルマニウム(SiGe) が使用されています。単一元素半導体材料 (Ge および Si) は、元素と呼ばれます。

トランジスタの製造に使用される最も一般的な半導体材料の大まかなパラメータは、次の表に示されています。これらのパラメータは、温度、電界、不純物レベル、歪み、およびその他のさまざまな要因の増加に応じて変化します。

接合順方向電圧は、ベースに特定の電流を流すために BJT のエミッタベース接合に適用される電圧です。接合順方向電圧が増加すると、電流は指数関数的に増加します。表に示されている値は、1 mA の電流に対する一般的な値です (同じ値が半導体ダイオードに適用されます)。接合順方向電圧が低いほど、トランジスタを「駆動」するために必要な電力が少なくなるため、優れています。特定の電流に対する接合順方向電圧は、温度の上昇とともに低下します。一般的なシリコン接合の場合、変化は -2.1 mV/°C です。^[124]一部の回路では、このような変化を補正するために特別な補償素子 (センサー) を使用する必要があります。

MOSFET のチャネル内の移動キャリアの密度は、チャネルを形成する電界と、チャネル内の不純物レベルなどのさまざまな現象の関数です。MOSFET の製造時には、MOSFET の電気的動作を制御するために、ドーパントと呼ばれる不純物が意図的に導入されます。

電子移動度と正孔移動度の列は、材料全体に 1 メートルあたり 1 ボルトの電界がかかった状態で、電子と正孔が半導体材料を拡散する平均速度を示しています。一般に、電子移動度が高いほど、トランジスタの動作速度が速くなります。表から、この点では Ge が Si よりも優れた材料であることがわかります。ただし、Ge にはシリコンやガリウムヒ素と比較して 4 つの大きな欠点があります。

1. 最高温度には制限があります。
2. 漏れ電流が比較的高いです。
3. 高電圧に耐えられません。
4. 集積回路の製造にはあまり適していません。

すべての半導体材料において電子移動度は正孔移動度よりも高いため、特定のバイポーラn-p-nトランジスタは、同等のp-n-pトランジスタよりも高速になる傾向があります。 GaAsは、3つの半導体の中で最も高い電子移動度を持っています。 このため、GaAsは高周波アプリケーションで使用されます。 比較的最近^{[いつ? ]}開発されたFETである高電子移動度トランジスタ(HEMT)は、アルミニウムガリウムヒ素(AlGaAs)-ガリウムヒ素(GaAs)のヘテロ構造(異なる半導体材料間の接合)を持ち、GaAs-金属バリア接合の2倍の電子移動度を持っています。 HEMTは高速でノイズが少ないため、約12GHzの周波数で動作する衛星受信機に使用されています。 窒化ガリウムと窒化アルミニウムガリウムをベースにしたHEMT (AlGaN/GaN HEMT)は、さらに高い電子移動度を提供し、さまざまなアプリケーション向けに開発されています。

最大接合温度の値は、さまざまなメーカーのデータシートから抜粋した断面を表しています。この温度を超えるとトランジスタが損傷する可能性があります。

Al-Si 接合は、高速 (アルミニウム-シリコン) 金属-半導体バリアダイオードを指し、一般にショットキーダイオードとして知られています。一部のシリコンパワー IGFET には、製造プロセスの一環としてソースとドレインの間に寄生逆ショットキーダイオードが形成されるため、このダイオードが表に含まれています。このダイオードは厄介な場合がありますが、回路で使用されることもあります。

ディスクリート トランジスタは、個別にパッケージ化されたトランジスタ、またはパッケージ化されていないトランジスタ チップです。

トランジスタには、さまざまな半導体パッケージがあります(画像を参照)。主な 2 つのカテゴリは、スルーホール(またはリード付き) と表面実装 (表面実装デバイス( SMD )とも呼ばれます) です。ボール グリッド アレイ( BGA ) は、最新の表面実装パッケージです。リードの代わりに、下側にはんだの「ボール」があります。SMD は小型で相互接続が短いため、高周波特性は優れていますが、電力定格は低くなります。

トランジスタのパッケージは、ガラス、金属、セラミック、またはプラスチックで作られています。パッケージによって、電力定格と周波数特性が決まることがよくあります。パワー トランジスタには、冷却効果を高めるためにヒート シンクに固定できる大型のパッケージがあります。また、ほとんどのパワー トランジスタでは、コレクタまたはドレインが金属筐体に物理的に接続されています。一方、表面実装型マイクロ波トランジスタの中には、砂粒ほどの小ささのものもあります。

多くの場合、特定のトランジスタ タイプは複数のパッケージで提供されます。トランジスタ パッケージは主に標準化されていますが、トランジスタの機能の端子への割り当ては標準化されていません。他のトランジスタ タイプでは、パッケージの端子に他の機能を割り当てることができます。同じトランジスタ タイプでも、端子の割り当ては異なる場合があります (通常、部品番号の末尾の文字で示されます。例: BC212L および BC212K)。

現在、ほとんどのトランジスタは、幅広い SMT パッケージで提供されています。それに比べて、使用可能なスルーホール パッケージのリストは比較的少ないです。最も一般的なスルーホール トランジスタ パッケージの短いリストをアルファベット順に示します。ATV、E-line、MRT、HRT、SC-43、SC-72、TO-3、TO-18、TO-39、TO-92、TO-126、TO220、TO247、TO251、TO262、ZTX851。

パッケージ化されていないトランジスタチップ（ダイ）は、ハイブリッドデバイスに組み立てられることがある。^[125] 1960年代の IBM SLTモジュールは、ガラスパッシベーションされたトランジスタ（およびダイオード）ダイを使用したハイブリッド回路モジュールの一例である。ディスクリートトランジスタをチップとしてパッケージ化する他の技術には、ダイレクトチップアタッチ（DCA）とチップオンボード（COB）がある。^[125]

研究者らは、有機電界効果トランジスタを含むいくつかの種類のフレキシブルトランジスタを作製した。^{[126] [127] [128]}フレキシブルトランジスタは、いくつかの種類のフレキシブルディスプレイやその他のフレキシブル電子機器に有用である。

書籍

• ポール・ホロウィッツ＆ウィンフィールド・ヒル（2015年）。『The Art of Electronics』（第3版）。ケンブリッジ大学出版局。ISBN 978-0521809269。{{cite book}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)
• Amos SW、James MR (1999)。トランジスタ回路の原理。Butterworth- Heinemann。ISBN 978-0-7506-4427-3。
• リオーダン、マイケル & ホッデソン、リリアン (1998)。クリスタル ファイア。WW ノートン & カンパニー リミテッド。ISBN 978-0-393-31851-7。トランジスタの発明と情報化時代の誕生
• ウォーンズ、ライオネル (1998)。アナログおよびデジタルエレクトロニクス。マクミラン プレス社。ISBN 978-0-333-65820-8。
• パワートランジスタ - 温度と熱伝達; 第 1 版; John McWane、Dana Roberts、Malcom Smith; McGraw-Hill; 82 ページ; 1975 年; ISBN 978-0-07-001729-0 . (アーカイブ) 
• トランジスタ回路解析 - 235 の問題に対する理論と解答; 第 2 版; Alfred Gronner; Simon and Schuster; 244 ページ; 1970 年(アーカイブ)
• トランジスタ物理と回路、RL Riddle と MP Ristenbatt、Prentice-Hall、1957 年。

定期刊行物

• Michael Riordan (2005)。「ヨーロッパはいかにしてトランジスタを見逃したか」。IEEE Spectrum 42 (11): 52–57。doi : 10.1109 /MSPEC.2005.1526906。S2CID 34953819。  2008年2月14日時点のオリジナルよりアーカイブ。
• 「トランジスタの発明者ハーバート・F・マタレが活躍」ニューヨーク・タイムズ、2003年2月24日。2009年6月23日時点のオリジナルよりアーカイブ。
• ベーコン、W. スティーブンソン (1968)。「トランジスタの 20 周年: ゲルマニウムと少しのワイヤーが世界を変えた方法」。ポピュラーサイエンス。192 (6): 80–84。ISSN 0161-7370  。

データブック

• ディスクリート データブック; 1985; フェアチャイルド (現 ON セミコンダクター)
• 小信号半導体データブック、1987年、モトローラ（現ON半導体）
• ディスクリートパワーデバイスデータブック; 1982; SGS (現 STMicroelectronics)
• ディスクリート データブック; 1978; National Semiconductor (現 Texas Instruments)

• BBC: デジタル時代を築くトランジスタの写真史
• トランジスタに関するベルシステム記念碑
• IEEE Global History Network、トランジスタとポータブル エレクトロニクス。トランジスタと集積回路の歴史に関するすべて。
• 今月の物理学史: 1947 年 11 月 17 日から 12 月 23 日: 最初のトランジスタの発明。アメリカ物理学会より
• トランジスタ | 定義と用途 | ブリタニカ百科事典「トランジスタ」