Транзистор: История создания и принципы работы

Введение

Твердотельное электрическое устройство, также используемое в качестве усилителя.

Транзистор – это полупроводниковое устройство, используемое для усиления или переключения электрических сигналов и мощности. Он является одним из основных строительных блоков современной электроники. Транзистор состоит из полупроводникового материала, обычно имеющего не менее трех выводов для подключения к электронной схеме. Напряжение или ток, приложенные к одной паре выводов транзистора, управляют током, протекающим через другую пару выводов. Поскольку управляемая (выходная) мощность может быть выше, чем управляющая (входная) мощность, транзистор способен усиливать сигнал. Некоторые транзисторы упаковываются по отдельности, но гораздо большее их количество в миниатюрном виде встроено в интегральные схемы. Поскольку транзисторы являются ключевыми активными компонентами практически всей современной электроники, многие считают их одним из величайших изобретений XX века. Физик Джулиус Эдгар Лилиенфельд предложил концепцию полевого транзистора (FET) в 1926 году, но в то время создание рабочего устройства было невозможно. Первым рабочим устройством стал точечный транзистор, изобретенный в 1947 году физиками Джоном Бардином, Уолтером Браттейном и Уильямом Шокли в лабораториях Белла; эти трое ученых разделили Нобелевскую премию по физике в 1956 году за это достижение. Наиболее широко используемым типом транзистора является металл-оксид-полупроводниковый полевой транзистор (MOSFET), изобретенный Мохамедом Аталлой и Давоном Кангом в лабораториях Белла в 1959 году. Физик Джулиус Эдгар Лилиенфельд подал заявку на патент на полевой транзистор (FET) в Канаде в 1925 году, как твердотельную замену триода. Он подал аналогичные заявки на патенты в Соединенных Штатах в 1926 и 1928 годах. Однако он не опубликовал никаких исследовательских статей о своих устройствах, и в его патентах не приводилось конкретных примеров рабочего прототипа. Поскольку производство высококачественных полупроводниковых материалов было еще делом будущего, идеи Лилиенфельда о твердотельном усилителе не нашли бы практического применения в 1920-х и 1930-х годах, даже если бы такое устройство было построено. В 1934 году изобретатель Оскар Хайль запатентовал аналогичное устройство в Европе.

A transistor is a semiconductor device used to amplify or switch electrical signals and power. It is one of the basic building blocks of modern electronics. It is composed of semiconductor material, usually with at least three terminals for connection to an electronic circuit. A voltage or current applied to one pair of the transistor's terminals controls the current through another pair of terminals. Because the controlled (output) power can be higher than the controlling (input) power, a transistor can amplify a signal. Some transistors are packaged individually, but many more in miniature form are found embedded in integrated circuits. Because transistors are the key active components in practically all modern electronics, many people consider them one of the 20th century's greatest inventions. Physicist Julius Edgar Lilienfeld proposed the concept of a field effect transistor (FET) in 1926, but it was not possible to construct a working device at that time. The first working device was a point contact transistor invented in 1947 by physicists John Bardeen, Walter Brattain, and William Shockley at Bell Labs; the three shared the 1956 Nobel Prize in Physics for their achievement. The most widely used type of transistor is the metal–oxide–semiconductor field effect transistor (MOSFET), invented by Mohamed Atalla and Dawon Kahng at Bell Labs in 1959. Physicist Julius Edgar Lilienfeld filed a patent for a field effect transistor (FET) in Canada in 1925, intended as a solid state replacement for the triode. He filed identical patents in the United States in 1926 and 1928. However, he did not publish any research articles about his devices nor did his patents cite any specific examples of a working prototype. Because the production of high quality semiconductor materials was still decades away, Lilienfeld's solid state amplifier ideas would not have found practical use in the 1920s and 1930s, even if such a device had been built. In 1934, inventor Oskar Heil patented a similar device in Europe.

Транзисторы полевого эффекта

Основной принцип транзистора с полевым управлением (FET) был впервые предложен физиком Джулиусом Эдгаром Лилиенфельдом, когда он подал заявку на патент на устройство, аналогичное MESFET, в 1926 году, а на транзистор с изолированным затвором – в 1928 году. Концепция FET позже также была теоретически разработана инженером Оскаром Хейлом в 1930-х годах и Уильямом Шокли в 1940-х годах. В 1945 году Генрих Велкер запатентовал JFET. После теоретического анализа JFET, проведенного Шокли в 1952 году, работающий практический JFET был создан в 1953 году Джорджем С. Дейси и Ианом М. Россом. В 1948 году Бардин запатентовал предшественника MOSFET – транзистор с изолированным затвором (IGFET) с инверсионным слоем. Патент Бардина и концепция инверсионного слоя составляют основу современной технологии КМОП.

MOSFET (транзистор MOS)

В первые годы полупроводниковой промышленности компании сосредоточились на биполярном транзисторе, относительно громоздком устройстве, которое было трудно производить массово, ограничивая его применение несколькими специализированными областями. Транзисторы с полевым эффектом (FET) рассматривались как потенциальные альтернативы, но исследователям не удавалось добиться их надлежащей работы, главным образом из-за поверхностного барьера, который препятствовал проникновению внешнего электрического поля в материал. В 1957 году инженер Bell Labs Мохамед Аталла предложил новый метод изготовления полупроводниковых приборов: нанесение на кремниевую пластину изолирующего слоя оксида кремния, чтобы электричество могло преодолеть поверхностное состояние и надёжно проникать в полупроводниковый кремний под ним. Этот процесс, известный как пассивация поверхности, стал критически важным для полупроводниковой промышленности, поскольку он позволил массовое производство кремниевых интегральных схем. Развивая этот метод, он разработал МОП-технологию (металл-оксид-полупроводник), первый транзистор, который можно было миниатюризировать и производить массово для широкого спектра применений. Благодаря высокой масштабируемости, значительно более низкому энергопотреблению и большей плотности по сравнению с биполярными транзисторами, MOSFET позволил создавать интегральные схемы высокой плотности, обеспечивая интеграцию более 10 000 транзисторов в одну ИС. КМОП (комплементарный МОП) был изобретён Чи Тан Сахом и Фрэнком Ванлассом в Fairchild Semiconductor в 1963 году. Первый отчёт о MOSFET с плавающим затвором был представлен Давоном Кангом и Саймоном Сзе в 1967 году. Двухзатворный MOSFET был впервые продемонстрирован в 1984 году исследователями Электротехнической лаборатории Тосихиро Секигавой и Ютакой Хаяси. FinFET (транзистор с эффектом полевого эффекта с плавником), тип 3D неплоского многозатворного MOSFET, появился в результате исследований Дига Хисамото и его команды в Центральной исследовательской лаборатории Hitachi в 1989 году.

Важность

Поскольку транзисторы являются ключевыми активными компонентами практически всей современной электроники, многие считают их одним из величайших изобретений XX века. Другие важные этапы включают изобретение биполярного транзистора в 1948 году и MOSFET в 1959 году. MOSFET является самым широко используемым транзистором, находя применение в самых разных областях – от компьютеров до электроники. Он считается самым важным транзистором, возможно, самым важным изобретением в электронике и устройством, которое сделало возможным развитие современной электроники. Он является основой современной цифровой электроники с конца XX века, открыв путь в цифровую эпоху. Управление по патентам и товарным знакам США называет его "революционным изобретением, изменившим жизнь и культуру во всем мире". Хотя несколько компаний ежегодно производят более миллиарда отдельных (известных как дискретных) MOS-транзисторов, подавляющее большинство изготавливается в составе интегрированных схем (также известных как IC, микрочипы или просто чипы) вместе с диодами, резисторами, конденсаторами и другими электронными компонентами для создания полноценных электронных схем. Логический элемент может состоять из примерно 20 транзисторов, в то время как в передовом микропроцессоре, по состоянию на 2022 год, может содержаться до 57 миллиардов MOSFET. Транзисторы часто объединяются в логические элементы в микропроцессорах для выполнения вычислений. Благодаря низкой стоимости, гибкости и надежности транзистор стал повсеместным. Транзисторные электромеханические схемы заменили электромеханические устройства в системах управления бытовой техникой и машинами. Зачастую проще и дешевле использовать стандартный микроконтроллер и написать компьютерную программу для выполнения функции управления, чем разрабатывать эквивалентную механическую систему.

Транзистор как усилитель

Усилитель с общим эмиттером сконструирован таким образом, что небольшое изменение входного напряжения (Vin) вызывает небольшое изменение тока базы транзистора, а усиление этого тока в сочетании со свойствами схемы приводит к тому, что небольшие изменения Vin вызывают большие изменения выходного напряжения (Vout).

Памноза

Удобная мнемоническая фраза для запоминания типа транзистора (изображенного электрическим символом) связана с направлением стрелки. Для биполярного транзистора (BJT) на схематическом изображении n-p-n транзистора стрелка будет "Не направлена внутрь" (Not Point iN). На схематическом изображении p-n-p транзистора стрелка "Направлена внутрь гордо" (Points iN Proudly). Однако это правило не применимо к символам MOSFET-транзисторов, так как стрелка обычно направлена в противоположную сторону (то есть стрелка для n-p-n указывает внутрь).

Транзистор полевого эффекта (FET)

Транзистор полевого эффекта, иногда называемый униполярным транзистором, использует либо электроны (в n-канальном FET), либо дырки (в p-канальном FET) для проведения тока. Четыре вывода FET называются истоком, затвором, стоком и телом (подложкой). В большинстве FET корпус соединен с истоком внутри корпуса, что и будет предполагаться в дальнейшем описании. В FET ток от стока к истоку протекает по проводящему каналу, соединяющему истоковую область со стоковой областью. Проводимость изменяется электрическим полем, создаваемым при приложении напряжения между затвором и истоком, следовательно, ток, протекающий между стоком и истоком, управляется напряжением, приложенным между затвором и истоком. При увеличении напряжения на затворе (VGS) ток стока-истока (IDS) экспоненциально возрастает при VGS ниже порогового значения, а затем примерно по квадратичному закону: (IDS ∝ (VGS − VT)^2, где VT – пороговое напряжение, при котором начинается ток стока) в области «ограничения пространственного заряда» выше порогового значения. Квадратичная зависимость не наблюдается в современных устройствах, например, при технологическом узле 65 нм. Для низкого уровня шума в узкой полосе частот более высокое входное сопротивление FET является преимуществом. FET делятся на два семейства: транзисторы с p-n переходом (JFET) и транзисторы с изолированным затвором (IGFET). IGFET более известен как металл-оксид-полупроводниковый FET (MOSFET), что отражает его первоначальную конструкцию из слоев металла (затвор), оксида (изоляция) и полупроводника. В отличие от IGFET, затвор JFET образует p-n диод с каналом, расположенным между истоком и стоком. Функционально это делает n-канальный JFET твердотельным эквивалентом триода вакуумной лампы, который также образует диод между сеткой и катодом. Кроме того, оба устройства работают в режиме обеднения, имеют высокий входной импеданс и проводят ток под управлением входного напряжения. Металл-полупроводниковые FET (MESFET) – это JFET, в которых обращенно смещенный p-n переход заменен металл-полупроводниковым переходом. Эти и HEMT (транзисторы с высокой подвижностью электронов, или HFET), в которых для переноса заряда используется двумерный электронный газ с очень высокой подвижностью носителей заряда, особенно подходят для использования на очень высоких частотах (несколько ГГц). FET дополнительно делятся на типы с режимом обеднения и режимом обогащения, в зависимости от того, включен или выключен канал при нулевом напряжении между затвором и истоком. В режиме обогащения канал выключен при нулевом смещении, а потенциал затвора может «обогатить» проводимость. В режиме обеднения канал включен при нулевом смещении, а потенциал затвора (противоположной полярности) может «обеднить» канал, уменьшая проводимость. Для любого из этих режимов более положительное напряжение на затворе соответствует большему току для n-канальных устройств и меньшему току для p-канальных устройств. Почти все JFET работают в режиме обеднения, поскольку диодные переходы будут прямо смещены и проводить ток, если бы они были устройствами в режиме обогащения, в то время как большинство IGFET – это устройства в режиме обогащения.

The field effect transistor, sometimes called a unipolar transistor, uses either electrons (in n channel FET) or holes (in p channel FET) for conduction. The four terminals of the FET are named source, gate, drain, and body (substrate). On most FETs, the body is connected to the source inside the package, and this will be assumed for the following description. In a FET, the drain to source current flows via a conducting channel that connects the source region to the drain region. The conductivity is varied by the electric field that is produced when a voltage is applied between the gate and source terminals, hence the current flowing between the drain and source is controlled by the voltage applied between the gate and source. As the gate–source voltage (VGS) is increased, the drain–source current (IDS) increases exponentially for VGS below threshold, and then at a roughly quadratic rate: (IDS ∝ (VGS − VT)^(2), where VT is the threshold voltage at which drain current begins) in the "space charge limited" region above threshold. A quadratic behavior is not observed in modern devices, for example, at the 65 nm technology node. For low noise at narrow bandwidth, the higher input resistance of the FET is advantageous. FETs are divided into two families: junction FET (JFET) and insulated gate FET (IGFET). The IGFET is more commonly known as a metal–oxide–semiconductor FET (MOSFET), reflecting its original construction from layers of metal (the gate), oxide (the insulation), and semiconductor. Unlike IGFETs, the JFET gate forms a p–n diode with the channel which lies between the source and drains. Functionally, this makes the n channel JFET the solid state equivalent of the vacuum tube triode which, similarly, forms a diode between its grid and cathode. Also, both devices operate in the depletion mode, they both have a high input impedance, and they both conduct current under the control of an input voltage. Metal–semiconductor FETs (MESFETs) are JFETs in which the reverse biased p–n junction is replaced by a metal–semiconductor junction. These, and the HEMTs (high electron mobility transistors, or HFETs), in which a two dimensional electron gas with very high carrier mobility is used for charge transport, are especially suitable for use at very high frequencies (several GHz). FETs are further divided into depletion mode and enhancement mode types, depending on whether the channel is turned on or off with zero gate to source voltage. For enhancement mode, the channel is off at zero bias, and a gate potential can "enhance" the conduction. For the depletion mode, the channel is on at zero bias, and a gate potential (of the opposite polarity) can "deplete" the channel, reducing conduction. For either mode, a more positive gate voltage corresponds to a higher current for n channel devices and a lower current for p channel devices. Nearly all JFETs are depletion mode because the diode junctions would forward bias and conduct if they were enhancement mode devices, while most IGFETs are enhancement mode types.

Идентификация устройства

Для обозначения транзисторных приборов используются три основных стандарта идентификации. В каждом из них буквенно-цифровой префикс указывает на тип прибора.

Собственный

Производители устройств могут использовать собственные системы нумерации, например CK722. Поскольку устройства часто производятся разными компаниями, префикс производителя (например, "MPF" в MPF102, который изначально обозначал полевой транзистор Motorola) теперь не является надежным индикатором производителя. Некоторые собственные схемы наименований заимствуют части других схем, например, PN2222A – это (возможно, Fairchild Semiconductor) 2N2222A в пластиковом корпусе (но PN108 – это пластиковая версия BC108, а не 2N108, в то время как PN100 не имеет отношения к другим устройствам xx100). Военным компонентам иногда присваиваются собственные коды, такие как британская военная система обозначений CV. Производители, закупающие большие партии однотипных компонентов, могут получать их с "собственными номерами", идентифицирующими конкретные требования к закупке, а не обязательно устройство со стандартизированным зарегистрированным номером. Например, компонент HP 1854,0053 – это (JEDEC) транзистор 2N2218, которому также присвоен номер CV: CV7763.

Проблемы с именем

При наличии множества независимых систем обозначений и сокращении номеров деталей при нанесении на устройства, иногда возникает неоднозначность. Например, два различных устройства могут быть маркированы как "J176" (один – маломощный JFET J176, другой – более мощный MOSFET 2SJ176). По мере того, как старые транзисторы с выводами появляются в корпусах для поверхностного монтажа, им, как правило, присваивается множество различных номеров деталей, поскольку производители используют собственные системы для учета разнообразия расположения выводов и опций для двойных или согласованных npn + pnp устройств в одном корпусе. Таким образом, даже если оригинальное устройство (например, 2N3904) было стандартизовано органом по стандартизации и хорошо известно инженерам на протяжении многих лет, новые версии далеки от стандартизации в своих обозначениях.

Полупроводниковый материал

Характеристики полупроводникового материала Полупроводниковый материал Прямое напряжение на переходе @ 25 °C, В Подвижность электронов @ 25 °C, м²/ (В·с) Подвижность дырок @ 25 °C, м²/ (В·с) Макс. (максимальная) температура перехода, °C Ge0.270.390.1970–100 Si0.710.140.05150–200 GaAs1.030.850.05150–200 Al–Si переход0.3——150–200 Первые биполярные транзисторы были изготовлены из германия (Ge). В настоящее время преобладают типы на основе кремния (Si), но некоторые современные микроволновые и высокопроизводительные версии теперь используют полупроводниковый материал арсенид галлия (GaAs) и полупроводниковый сплав кремний-германий (SiGe). Одноэлементные полупроводниковые материалы (Ge и Si) описываются как элементарные. В прилегающей таблице приведены ориентировочные параметры для наиболее распространенных полупроводниковых материалов, используемых для изготовления транзисторов. Эти параметры изменяются с увеличением температуры, электрического поля, уровня примесей, напряжения и других факторов. Прямое напряжение на переходе – это напряжение, прикладываемое к эмиттерно-базовому переходу БТ для обеспечения протекания заданного тока через базу. Ток увеличивается экспоненциально с увеличением прямого напряжения на переходе. Значения, приведенные в таблице, типичны для тока 1 мА (те же значения применимы к полупроводниковым диодам). Чем ниже прямое напряжение на переходе, тем лучше, поскольку это означает, что для "управления" транзистором требуется меньше энергии. Прямое напряжение на переходе для заданного тока уменьшается с повышением температуры. Для типичного кремниевого перехода изменение составляет –2,1 мВ/°C. В некоторых схемах необходимо использовать специальные компенсирующие элементы (сенсисторы) для компенсации таких изменений. Плотность подвижных носителей в канале МОП-транзистора является функцией электрического поля, формирующего канал, и различных других явлений, таких как уровень примесей в канале. Некоторые примеси, называемые легирующими, преднамеренно вводятся при изготовлении МОП-транзистора для управления его электрическими характеристиками. Столбцы "Подвижность электронов" и "Подвижность дырок" показывают среднюю скорость, с которой электроны и дырки диффундируют через полупроводниковый материал при приложении электрического поля в 1 вольт на метр. В общем, чем выше подвижность электронов, тем быстрее может работать транзистор. Из таблицы видно, что Ge является лучшим материалом, чем Si, в этом отношении. Однако Ge имеет четыре основных недостатка по сравнению с кремнием и арсенидом галлия: его максимальная температура ограничена. Он имеет относительно высокий ток утечки. Он не выдерживает высоких напряжений. Он менее пригоден для изготовления интегральных схем. Поскольку подвижность электронов выше, чем подвижность дырок для всех полупроводниковых материалов, биполярный транзистор n–p–n, как правило, быстрее, чем эквивалентный транзистор p–n–p. GaAs имеет самую высокую подвижность электронов из трех полупроводников. Именно поэтому GaAs используется в высокочастотных приложениях. Относительно недавняя разработка в области полевых транзисторов – транзистор с высокой подвижностью электронов (HEMT) – имеет гетероструктуру (переход между различными полупроводниковыми материалами) из арсенида алюминия-галлия (AlGaAs) и арсенида галлия (GaAs), которая имеет в два раза более высокую подвижность электронов, чем металлический барьерный переход GaAs. Благодаря высокой скорости и низкому уровню шума HEMT используются в спутниковых приемниках, работающих на частотах около 12 ГГц. HEMT на основе нитрида галлия и нитрида алюминия-галлия (AlGaN/GaN HEMT) обеспечивают еще более высокую подвижность электронов и разрабатываются для различных применений. Максимальные значения температуры перехода взяты из технических характеристик различных производителей. Эту температуру не следует превышать, иначе транзистор может быть поврежден. Al–Si переход относится к высокоскоростному (алюминий-кремниевому) металл-полупроводниковому барьерному диоду, обычно известному как диод Шоттки. Он включен в таблицу, поскольку некоторые силовые IGFET на основе кремния имеют паразитный обратный диод Шоттки, образованный между истоком и стоком в процессе изготовления. Этот диод может быть нежелательным, но иногда он используется в схеме.

+ Semiconductor material characteristics Semiconductor material Junction forward voltage @ 25 °C, V Electron mobility @ 25 °C, m2/(V·s) Hole mobility @ 25 °C, m2/(V·s) Max. (Maximum) junction temp. (temperature), °C Ge0.270.390.1970 to 100 Si0.710.14 0.05150 to 200 GaAs1.030.850.05150 to 200 Al–Si junction0.3——150 to 200

The first BJTs were made from germanium (Ge). Silicon (Si) types currently predominate but certain advanced microwave and high performance versions now employ the compound semiconductor material gallium arsenide (GaAs) and the semiconductor alloy silicon germanium (SiGe). Single element semiconductor material (Ge and Si) is described as elemental. Rough parameters for the most common semiconductor materials used to make transistors are given in the adjacent table. These parameters will vary with an increase in temperature, electric field, impurity level, strain, and sundry other factors. The junction forward voltage is the voltage applied to the emitter base junction of a BJT to make the base conduct a specified current. The current increases exponentially as the junction forward voltage is increased. The values given in the table are typical for a current of 1 mA (the same values apply to semiconductor diodes). The lower the junction forward voltage the better, as this means that less power is required to "drive" the transistor. The junction forward voltage for a given current decreases with an increase in temperature. For a typical silicon junction, the change is −2.1 mV/°C. In some circuits special compensating elements (sensistors) must be used to compensate for such changes. The density of mobile carriers in the channel of a MOSFET is a function of the electric field forming the channel and of various other phenomena such as the impurity level in the channel. Some impurities, called dopants, are introduced deliberately in making a MOSFET, to control the MOSFET electrical behavior. The electron mobility and hole mobility columns show the average speed that electrons and holes diffuse through the semiconductor material with an electric field of 1 volt per meter applied across the material. In general, the higher the electron mobility the faster the transistor can operate. The table indicates that Ge is a better material than Si in this respect. However, Ge has four major shortcomings compared to silicon and gallium arsenide:
Its maximum temperature is limited. It has relatively high leakage current. It cannot withstand high voltages. It is less suitable for fabricating integrated circuits. Because the electron mobility is higher than the hole mobility for all semiconductor materials, a given bipolar n–p–n transistor tends to be swifter than an equivalent p–n–p transistor. GaAs has the highest electron mobility of the three semiconductors. It is for this reason that GaAs is used in high frequency applications. A relatively recent FET development, the high electron mobility transistor (HEMT), has a heterostructure (junction between different semiconductor materials) of aluminium gallium arsenide (AlGaAs) gallium arsenide (GaAs) which has twice the electron mobility of a GaAs metal barrier junction. Because of their high speed and low noise, HEMTs are used in satellite receivers working at frequencies around 12 GHz. HEMTs based on gallium nitride and aluminum gallium nitride (AlGaN/GaN HEMTs) provide still higher electron mobility and are being developed for various applications. Maximum junction temperature values represent a cross section taken from various manufacturers' datasheets. This temperature should not be exceeded or the transistor may be damaged. Al–Si junction refers to the high speed (aluminum silicon) metal–semiconductor barrier diode, commonly known as a Schottky diode. This is included in the table because some silicon power IGFETs have a parasitic reverse Schottky diode formed between the source and drain as part of the fabrication process. This diode can be a nuisance, but sometimes it is used in the circuit.

Упаковка

Дискретные транзисторы могут быть представлены как отдельные, упакованные транзисторы, так и не упакованными транзисторными кристаллами. Транзисторы выпускаются во множестве различных корпусов (см. рисунок). Основные категории – выводные (или с выводами) и поверхностного монтажа, также известные как компоненты для поверхностного монтажа (SMD). Шаровые выводы (BGA) – это новейший тип корпуса для поверхностного монтажа. Он имеет припои в виде "шариков" на нижней стороне вместо выводов. Благодаря своим меньшим размерам и более коротким соединениям, SMD обладают лучшими высокочастотными характеристиками, но меньшей рассеиваемой мощностью. Корпуса транзисторов изготавливаются из стекла, металла, керамики или пластика. Корпус часто определяет рассеиваемую мощность и частотные характеристики. Мощные транзисторы имеют большие корпуса, которые можно прижимать к радиаторам для улучшения охлаждения. Кроме того, у большинства мощных транзисторов коллектор или сток физически соединены с металлическим корпусом. С другой стороны, некоторые поверхностные микроволновые транзисторы имеют размер песчинки. Часто один и тот же тип транзистора доступен в нескольких корпусах. Корпуса транзисторов в основном стандартизированы, однако назначение функций транзистора выводам не является таковым: другие типы транзисторов могут назначать различные функции выводам корпуса. Даже для одного и того же типа транзистора назначение выводов может отличаться (обычно обозначается буквенным суффиксом в номере детали, например, BC212L и BC212K). В настоящее время большинство транзисторов выпускаются в широком диапазоне SMT-корпусов. Для сравнения, список доступных выводных корпусов относительно невелик. Вот краткий список наиболее распространенных выводных корпусов транзисторов в алфавитном порядке: ATV, E line, MRT, HRT, SC 43, SC 72, TO 3, TO 18, TO 39, TO 92, TO 126, TO220, TO247, TO251, TO262, ZTX851. Не упакованные транзисторные кристаллы (чипы) могут быть использованы при сборке гибридных устройств. Модуль IBM SLT 1960-х годов является примером такого гибридного модуля, использующего транзисторные (и диодные) кристаллы с пассивацией стеклом. Другие методы корпусирования дискретных транзисторов в виде чипов включают прямое прикрепление чипа (DCA) и чип на плате (COB). Гибкие транзисторы полезны в некоторых видах гибких дисплеев и другой гибкой электронике.

Discrete transistors can be individually packaged transistors or unpackaged transistor chips. Transistors come in many different semiconductor packages (see image). The two main categories are through hole (or leaded), and surface mount, also known as surface mount device (SMD). The ball grid array (BGA) is the latest surface mount package. It has solder "balls" on the underside in place of leads. Because they are smaller and have shorter interconnections, SMDs have better high frequency characteristics but lower power ratings. Transistor packages are made of glass, metal, ceramic, or plastic. The package often dictates the power rating and frequency characteristics. Power transistors have larger packages that can be clamped to heat sinks for enhanced cooling. Additionally, most power transistors have the collector or drain physically connected to the metal enclosure. At the other extreme, some surface mount microwave transistors are as small as grains of sand. Often a given transistor type is available in several packages. Transistor packages are mainly standardized, but the assignment of a transistor's functions to the terminals is not: other transistor types can assign other functions to the package's terminals. Even for the same transistor type the terminal assignment can vary (normally indicated by a suffix letter to the part number, q. e. BC212L and BC212K). Nowadays most transistors come in a wide range of SMT packages. In comparison, the list of available through hole packages is relatively small. Here is a short list of the most common through hole transistors packages in alphabetical order:
ATV, E line, MRT, HRT, SC 43, SC 72, TO 3, TO 18, TO 39, TO 92, TO 126, TO220, TO247, TO251, TO262, ZTX851. Unpackaged transistor chips (die) may be assembled into hybrid devices. The IBM SLT module of the 1960s is one example of such a hybrid circuit module using glass passivated transistor (and diode) die. Other packaging techniques for discrete transistors as chips include direct chip attach (DCA) and chip on board (COB). Flexible transistors are useful in some kinds of flexible displays and other flexible electronics.