可乐陪鸡翅
晶体管基于半导体材料的三层结构设计，通过控制中间层的电荷流动实现信号放大，而早期真空管依赖热电子发射且体积庞大。以下从材料、能耗、寿命等角度对比差异：
| 对比维度 | 晶体管 | 真空管 |
|---|---|---|
| 核心材料 | 锗/硅半导体 | 玻璃管/金属电极 |
| 工作原理 | 载流子迁移调控 | 热电子发射 |
| 能耗水平 | 毫瓦级 | 瓦级 |
| 工作寿命 | 10万小时以上 | 5000小时左右 |
| 体积重量 | 毫米级/克级 | 厘米级/千克级 |
| 启动时间 | 微秒级响应 | 需预热至千度 |
结构方面，晶体管采用点接触或面结型构造，三明治式堆叠的P-N结通过基极电流精确控制集电极电流。早期真空管包含加热阴极、控制栅极等复杂组件，高温灯丝导致95%能量转化为热能损耗。1947年贝尔实验室发明的晶体管使电子设备摆脱玻璃封装束缚，半导体材料的固态特性消除机械振动敏感缺陷。
工作机理层面，晶体管利用掺杂半导体形成的耗尽层调节导电性，通过基极微电流控制主电流通路。而真空管依赖阴极加热释放电子，栅极电压改变电子云密度，这种热致发射方式存在响应滞后与能效低下问题。晶体管载流子迁移速度比真空管快三个数量级，为集成电路发展奠定物理基础。