第二章晶体三极管和场效晶体管
晶体三极管的结构和类型
晶体三极管的结构和类型双极结型三极管相当于两个背靠背的二极管PN结。
正向偏置的EB 结有空穴从发射极注入基区，其中大部分空穴能够到达集电结的边界，并在反向偏置的CB 结势垒电场的作用下到达集电区，形成集电极电流I C。
在共发射极晶体管电路中, 发射结在基极电路中正向偏置, 其电压降很小。
绝大部分的集电极和发射极之间的外加偏压都加在反向偏置的集电结上。
由于V BE很小，所以基极电流约为I=5V/50kΩ=0.1mA。
B如果晶体管的共发射极电流放大系数β=I C / I B=100, 集电极电流I C=β*I B=10mA。
在500Ω的集电极负载电阻上有电压降VRC=10mA*500Ω=5V，而晶体管集电极和发射极之间的压降为VCE=5V，如果在基极偏置电路中叠加一个交变的小电流i b，在集电极电路中将出现一个相应的交变电流ic，有c/i b=β，实现了双极晶体管的电流放大作用。
金属氧化物半导体场效应三极管的基本工作原理是靠半导体表面的电场效应，在半导体中感生出导电沟道来进行工作的。
当栅G 电压V G增大时，p 型半导体表面的多数载流子棗空穴逐渐减少、耗尽，而电子逐渐积累到反型。
当表面达到反型时，电子积累层将在n+ 源区S 和n+ 漏区 D 之间形成导电沟道。
当V DS≠0时，源漏电极之间有较大的电流I DS流过。
使半导体表面达到强反型时所需加的栅源电压称为阈值电压V T。
当V GS>V T并取不同数值时，反型层的导电能力将改变，在相同的V DS下也将产生不同的I DS, 实现栅源电压V GS对源漏电流I DS的控制。
二、晶体管的命名方法晶体管：最常用的有三极管和二极管两种。
三极管以符号BG（旧）或（T）表示，二极管以D表示。
第二章 晶体三极管和场效应晶体管
第二章晶体三极管和场效应晶体管一、是非题（1）为使晶体管处于放大工作状态，其发射结应加反向电压，集电结应加正向电压。
（）（2）无论是哪种晶体三极管，当处于放大状态时，b极电位总是高于e极电位，c极电位也总是高于b极电位。
（）（3）晶体三极管的发射区和集电区是由同一类半导体（N型或P型）构成的，所以e极和c极可以互换使用。
（）（4）晶体三极管的穿透电流I CEO的大小不随温度而变化。
（）（5）晶体三极管的电流放大系数β随温度的变化而变化，温度升高，β减少。
（）（6）对于NPN三极管，当V BE>0，V BE>V CE，则该管的工作状态是饱和状态。
（）（7）已知某三极管的射极电流I E=1.36mA，集电极电流I C=1.33mA，则基极电流I B=30微安。
（）（8）某晶体三极管的射极电流I B=10微安时，I C=0.44mA；当I B=20微安时，I C=0.89mA 则它的电流放大系数β=45。
（）（9）可以用两个二极管连接成一个三极管。
（）（10）晶体三极管具有电压放大作用。
（）二、填空题1、晶体三极管的三个电极分别称为、、。
三极管在放大电路中，PNP管电位最高的一极是，NPN管电位最高的一极是。
此时，三极管发射结为偏置，集电结为偏置。
晶体三极管工作在饱和区和截止区时，具有特性，可应用于脉冲数字电路中。
2、测得工作在放大电路中的晶体管的两个电极在无交流信号输入时的电流大小及方向如图2-1所示，则另一电极的电流大小为，该管属于管（PNP NPN）。
0.1mA4mA-++ 10K20K1V图2-13、工作在放大区的某三极管，基极电流从20μA增大到40μA，集电极电流从1mA变为2mA，则该三极管的电流放大倍数为。
4、当晶体三极管工作在饱和状态时，其特点是集电结处于偏置，发射结处于偏置。
当工作在放大状态时,其特点是集电结处于偏置，发射结于偏置。
当工作在截止状态时,其特点是集电结处于偏置，发射结于偏置。
模拟电子技术基础章节总结
模拟电子技术基础章节总结模拟电子技术基础章节总结篇一：模拟电子技术基础总结第一章晶体二极管及应用电路一、半导体知识1．本征半导体·单质半导体材料是具有4价共价键晶体结构的硅（Si）和锗（Ge）（图1-2）。
前者是制造半导体ic的材料（三五价化合物砷化镓Gaas 是微波毫米波半导体器件和ic的重要材料）。
·纯净（纯度>7n）且具有完整晶体结构的半导体称为本征半导体。
在一定的温度下，本征半导体内的最重要的物理现象是本征激发（又称热激发或产生）（图1-3）。
本征激发产生两种带电性质相反的载流子——自由电子和空穴对。
温度越高，本征激发越强。
·空穴是半导体中的一种等效?q载流子。
空穴导电的本质是价电子依次填补本征晶格中的空位，使局部显示?q电荷的空位宏观定向运动（图1-4）。
·在一定的温度下，自由电子与空穴在热运动中相遇，使一对自由电子和空穴消失的现象称为载流子复合。
复合是产生的相反过程，当产生等于复合时，称载流子处于平衡状态。
2．杂质半导体·在本征硅（或锗）中渗入微量5价（或3价）元素后形成n型（或P型）杂质半导体（n型：图1-5，P型：图1-6）。
·在很低的温度下，n型（P型）半导体中的杂质会全部电离，产生自由电子和杂质正离子对（空穴和杂质负离子对）。
·由于杂质电离，使n型半导体中的多子是自由电子，少子是空穴，而P型半导体中的多子是空穴，少子是自由电子。
·在常温下，多子>>少子（图1-7）。
多子浓度几乎等于杂质浓度，与温度无关；两少子浓度是温度的敏感函数。
·在相同掺杂和常温下，Si的少子浓度远小于Ge的少子浓度。
3．半导体中的两种电流在半导体中存在因电场作用产生的载流子漂移电流（这与金属导电一致）；还存在因载流子浓度差而产生的扩散电流。
4．Pn结·在具有完整晶格的P型和n型材料的物理界面附近，会形成一个特殊的薄层——Pn结（图1-8）。
三极管的电流放大原理 演示文稿
当输入电压ui由+U2跳变到-U1时，存 储电荷不能立即消失，而是在反向电 压作用下产生漂移运动而形成反向基 流，促使超量存储电荷泄放。在存储 电荷完全消失前，集电极电流维持ICS 不变，直至存储电荷全部消散，晶体 管才开始退出饱和状态，iC开始下降。 这个过程所需要的时间称为存储时间ts。
基区存储的多余电荷全部消失后，基 区中的电子在反向电压作用下越来越 少，集电极电流iC也不断减小，并逐 渐接近于零。集电极电流由0.9ICS降 至0.1ICS所需的时间称为下降时间tf。
（2）场效应管是利用多数载 流子导电，所以称之为单极 型器件，而晶体管是即有多 数载 流子，也利用少数载流
子导电。被称之为双极型器 件。
（3）有些场效应管的源极和漏极可以互换 使用，栅压也可正可负，灵活性比晶体管 好。
（4）场效应管能在很小电流和很低电压的 条件下工作，而且它的制造工艺可以很方 便地 把很多场效应管集成在一块硅片上， 因此场效应管在大规模集成电路中
Ic与Ib是维持一定的比例关系
即： β1=Ic/Ib 式中：β--称为直流放大倍数， 集电极电流的变化量△Ic与基极电流的变化 量△Ib之比为： β= △Ic/△Ib 式中β--称为交 流电流放大倍数，由于低频时β1和β区分，β值约为几十至一百多。三极管 是一种电 流放大器件，但在实际使用中常常 利用三极管的电流放大作用，通过电阻转变 为电压放大作用。
经过延迟时间td后，发射区不断向基区注入电子， 电子在基区积累，并向集电区扩散，形成集电极 电流iC。随着基区电子浓度的增加，iC不断增大。 iC上升到最大值的90%所需要的时间称为上升时 间tr。
开通时间ton =td+tr
开通时间的长短取决于晶体管的结构和电路工 作条件。
场效应晶体管
主要内容1. 场效应管的结构、符号与工作原理2. 场效应管的工作状态和特性曲线3. 场效应管的基本特性4. 场效应管的电路模型5-4场效应晶体管场效应晶体管概述场效应管，简称FET(Field Effect Transistor)，主要特点：(a)输入电阻高，可达107~1015 。
(b)起导电作用的是多数（一种）载流子，又称为单极型晶体管。
(c)体积小、重量轻、耗电省。
(d)噪声低、热稳定性好、抗辐射能力强和制造工艺简单。
(e)在大规模集成电路制造中得到了广泛的应用。
场效应管按结构可分为：结型场效应管（JFET ）和绝缘栅型场效应管(MOSFET )；按工作原理可分为增强型和耗尽型。
场效应管的类型N 沟道P 沟道增强型耗尽型N 沟道P 沟道N 沟道P 沟道（耗尽型）FET场效应管JFET 结型MOSFET绝缘栅型(IGFET)场效应管的电路符号MOSFET 符号增强型耗尽型GS D SG D P 沟道G S DN 沟道GS D U GS =0时，没有漏极电流，U GS =0时，有漏极电流，U GS 高电平导通U GS 低电平导通需要加负的夹断电压U GS(off)才能关闭，高于夹断电压U GS(off)则导通而只在U GS >0时，能导通，低于开启电压U GS(th)截止5-4-1 场效应管结构、符号与工作原理1.场效应管基本结构图5-2-22沟道绝缘栅型场效应管的基本结构与电路符号图N 沟道绝缘栅型场效应管的基本结构与电路符号沟道绝缘栅型场效应管的基本结构与电路符号场效应管与三极管的三个电极的对应关系：栅极g--基极b 源极s--发射极e 漏极d--集电极c 夹在两个PN结中间的区域称为导电沟道（简称沟道）。
=0时是否存在导电沟道是增强型和耗尽型的基本区别。
22例5-10在Multisim 中用IV 分析仪测试理想绝缘栅型场效应管如图5-4-3所示，改变V GS ，观察电压V DS 与i D 之间的关系。
晶体三极管的工作原理
晶体三极管的工作原理
晶体三极管是一种常用的电子器件，由PN结组成。
它具有放
大和开关功能，在电子设备中扮演着重要的角色。
晶体三极管的工作原理涉及到两个主要的区域：基区和发射区。
基区位于PN结中间，发射区位于PN结的一侧。
在正常工作
状态下，基区与发射区之间存在两个反向偏置，即两个PN结
的结电位均高于基位。
当施加一个适当的电压到基区时，基区与发射区之间的PN结
被击穿，导致电流流过发射区。
这个电流的大小与施加到基区的电压成正比，因此可以被用来放大电信号。
这个过程也称为晶体三极管的放大作用。
晶体三极管的开关作用也是基于PN结的反向偏置。
当基区施
加的电压小于某个阈值时，PN结不会被击穿，发射区不会导通，晶体三极管处于关闭状态。
相反，当基区施加的电压大于阈值时，PN结被击穿，产生一个连续的电流，晶体三极管处
于开启状态。
基区电压的变化使得发射区的电流随之变化，这允许晶体三极管在电子电路中进行放大或开关操作。
晶体三极管的放大倍数由PN结的性质和电路的设计决定。
总之，晶体三极管利用PN结的特性，在适当的电压和电流下，能够实现电信号的放大和开关功能。
这使得它在各种电子设备中得到广泛应用。
三极管_与结型场效应管__概述及解释说明
三极管与结型场效应管概述及解释说明1. 引言1.1 概述三极管和结型场效应管是现代电子技术中最常用的两种电子元件。
它们在电子设备中扮演着重要的角色，起到放大、开关和调节电流等功能。
本文将对三极管和结型场效应管进行概述，并比较它们之间的区别和应用范围。
1.2 文章结构本文共分为五个部分：引言、三极管的概述、结型场效应管的概述、三极管与结型场效应管之间的比较以及结论和总结。
在接下来的内容中，我们将详细介绍这些内容以帮助读者更好地理解三极管和结型场效应管。
1.3 目的本文旨在全面介绍三极管和结型场效应管的原理、特点和应用，并通过比较它们之间的差异来帮助读者了解如何选择合适的元件来满足特定的需求。
此外，本文还会展望未来这两种元件在电子领域中可能存在的发展趋势和研究方向。
通过阅读本文，读者将能够对三极管和结型场效应管有更深入的认识，以在实际应用中做出明智的选择和决策。
2. 三极管的概述:2.1 原理及特点:三极管是一种电子器件，由PNP或NPN型晶体管构成。
它的基本原理是通过不同控制信号的变化来改变电流和电压的放大作用。
三极管具有增益高、工作稳定等特点，被广泛应用于放大、开关以及时钟电路等领域。
2.2 三极管的分类:根据结构和工作原理，三极管可分为常规PNP和NPN型三极管、功率三极管以及场效应晶体管。
常规PNP和NPN型三极管中，PNP型在基区加正电压时控制主流进入集电区，而NPN型则是通过负电压控制主流。
功率三极管通常用于高频放大器、发射机及功率放大器等需要处理较大功率信号的场合。
场效应晶体管是另一类重要的三极管类型, 它根据结构和工作原理分为增强型场效应晶体管（n-channel MOSFET）和耗尽型场效应晶体管（p-channel MOSFET）两种。
2.3 三极管的应用:由于其高度可控性和放大能力，在电子领域中广泛应用。
三极管可作为放大器使用，将弱信号放大到足够的大小以便驱动其他元件。
此外，它们还常用于开关电路中，通过控制输入信号来控制输出电流的通断。
场效应晶体管
概述场效应晶体管：英文名称为Field Effect Transistor，缩写为FET，简称场效应管。
各类场效应管根据其沟道所采用的半导体材料，可分为N型沟道和P型沟道两种。
所谓沟道，就是电流通道。
半导体的场效应，是在半导体表面的垂直方向上加一电场时，电子和空穴在表面电场作用下发生运动，半导体表面载流子的重新分布，因而半导体表面的导电能力受到电场的作用而改变，即改变为加电压的大小和方向，可以控制半导体表面层中多数载流子的浓度和类型，或控制PN结空间电荷区的宽度，这种现象称半导体的场效应。
场效应管属于电压控制元件，这一点类似于电子管的三极管，但它的构造与工作原理和电子管是截然不同的，与双极型晶体管相比，场效应晶体管具有如下特点：（1）输入阻抗高；（2）输入功耗小；（3）温度稳定性好；（4）信号放大稳定性好，信号失真小；（5）由于不存在杂乱运动的少子扩散引起的散粒噪声，所以噪声低。
根据构造和工艺的不同，场效应管分为结型和绝缘型两大类。
结型场效应管图十一(a)是结型场效应管的结构示意图。
图十一(b)是N型导电沟道结型场效应管的电路符号。
在两个高掺杂的P区中间，夹着一层低掺杂的N区（N区一般做得很薄），形成了两个PN结。
在N区的两端各做一个欧姆接触电极，在两个P区上也做上欧姆电极，并把这两个P区连起来，就构成了一个场效应管。
从N型区引出的两个电极分别为源极S和漏极D，从两个P区引出的电极叫栅极G，很薄的N 区称为导电沟道。
绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管又分为增强型和耗尽型两种，我们称在正常情况下导通的为耗尽型场效应管，在正常情况下断开的称增强型效应管。
增强型场效应管特点：当Vgs = 0时Id(漏极电流) = 0，只有当Vgs增加到某一个值时才开始导通，有漏极电流产生。
并称开始出现漏极电流时的栅源电压Vgs为开启电压。
耗尽型场效应管的特点，它可以在正或负的栅源电压(正或负偏压)下工作，而且栅极上基本无栅流(非常高的输入电阻)。
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2.三个区域
（1）截止区：
®/b = 0,三极管截止=0以下的区域。
2/b= 0,/cfO»R卩为/cEOo
3三极管发射结反偏或两端电压为零时•为截止。
（2）饱和区J
1VcE较小的区域。
2不随/B的增大而变化。
3饱和时的VcE值为饱和压降0
®VcES：硅管为03 V,褚管为0.1 Vo
⑤发射结、集电结都正偏，处于饱和。
布置作业
课后2-7
课题
2丄5〜2丄6三极管的主要参数及测量
课型
新课
授课班级
17机电
授课时数
2
教学目标
1.了解三极管的主要参数。
2.会简单测试三极管硅笛、错管。
裁学重点
三极管的参数和测试
教学难点
三极管的测试（使用万用表）
学情分析
学生掌握了三极管的特性，并且可以通过査表的方式 熟练地说出三极管的类型
教学方法
注意：三极管并不是两个PN结的简单组合，不能用两个二极管代替。 二、图形符号
a. NPN型
三.分类
1・内部三个区的半导体分类：NPN型、PNP型
2.工作频率分类：低频管和高频管
3.以半导体材料分：错、硅
2.1.2三极管的工作电压和基本连接方式
一、三极管的工作电压
1・三极笛工作时，发射结加正向电压•集电结加反向电压。
（3）放大区J
1/c受h控制》△/c=0A/b，具有电流放大作用。
2恒流特性：/b—崔•/c不随VcB变化，/c恒世。
3发射结正偏，集电结反偏，处于放大状态。 总结：三极管工作状态由偏宜情况决泄。
放大
截止
饱和
发射结正偏 集电结反偏
发射结反偏或零偏
发射结正偏 集电结正偏
NPN
Vc>Vb>Vi：
Vb<Ve
学情分析
学生已经了解了PN结及特性 学生已熟练掌握晶体二极管的基本特性
教学方法
讲授法、引导法、图示法、对比法、多媒体演示法
教后记
通过对本次课的学习，学生了解了三极管的基本特 性，了解三极管中的PN结与二极皆中PN结的区别，同 时掌握了三极管的基本连接方式和放大倍数的讣算方法， 并能进行实际应用，利用査表法说出三极管的型号
注意：工作电流不同，P不同,
3.直流电流放大系数0 =—
4./c=0/b
/c=0Aj+/ceo
练习
练习册相关习题
小结
三极管结构T分类-电流分配关系
布JL作业
习题二2-1, 2-2, 2-3. 2-4
2.1.4
课型
授课班级
17机电
授课时数
2课时
教学目标
1.熟悉三极皆的输入和输出特性曲线
2•能正确指出输出特性曲线的三个区域，明确三极管 的三个状态
课题
第一章 晶体=极管和场效晶体管
2.1.1—2.1.3三极管的基本特性
课型
新课
投课班级
17机电
授课时数
2课时
教学目标
1.掌握三极管的结构、分类和符号
2.理解三极管的工作电压和基本连接方式
3.理解三极管电流的分配和放大作用、掌握电流的 放大作用
教学重点
三极管结构、分类、电流分配和放大作用
教学难点
电流分配和放大作用
（1）Ai=/c+/b
（2）基极电流/b很小，所以晁=/c
3./cw——基极开路时C、e的电流
T<5b
'cEO
+ Gc
/eo越小.说明温度稳定性越好。
4・/CBO—发射极开路时C、b间的电流
集电极、基极反向饱和电流
二、电流放大作用
1・当沧有较小变化时•就有较大变化
2.交流电流放大系数：0=芈
在人•较大范用内，0变化很小。
3•能正确判別三极管的三个状态
教学t最
三极管的输出特性曲线、工作状态
教学难点
工作状态的判别
学情分析
学生已了解三极管的基本特性及基本工作方式
教学方法
曲线图法、对比练习法、讲授法、指导法、多媒体演 示法
教后记
学生通过本次课的学习，明确了三极管的三种工作状 态.并能较为熟练地利用外加电压大小判断三极皆的工作 区域
2・偏置电压：基极与发射极之间的电压。
2.三极管在电路中的基本连接方式
1・共发射极接法
2.共基极接法
3.共集电极接法
0—
输入端
共用发射极
输入端
输入端
0
V
e C
b输出端
（观察）
共用基极
<v
c
共用集电极
2.13三极管内电流的分配和放大作用
一、电流分配关系 三极管的特殊构造，1・实验电路
2.三极管中电流分配关系
Vc>Ve
PNP
Vc<Vb<Ve
Vb>Ve
VbVUe，Vc<Ve
例题J
1・判别三极管的工作状态
（本组题为已知 管型。）
0.7V
3V
3V
8V
ov
•IJV
5V
•TV
3・7V
3V
3V
2.3V
•0・7V
0-7V
3V
■HL3V
ov
OJV
-0,5V
-0,1 V
1 «v
-«JV—
O7V
»v—
-03V
«V
指导：先看Vbe再看VboNPN多为硅 管，PNP多为 猪管，饱和区WM3V）
A.引入
在电子线路中，经常用的基本器件除二极管外，还有三引脚的三极管。
B・新授课
2.1,1三极管的结构、分类和符号
一、晶体三极管的基本结构
1・观察外形
2. 三极管的结构图
（1〉发射区掺杂浓度较大，以利于发射区向基区发肘载流子。
（2）基区很薄，掺杂少，载流子易于通过。
<3）集电区比发射区体枳大且掺杂少，收集载流子。
2.输入特性曲线
——对每一个周定的VcE值，/b随Vbe的变化关系。
（1）当VcE增大时，
<2）当Vbe>0.3V时，曲线非常靠近0
（3）当We大于发射结死区电压时，人开始导通。
导通后Ube的电压称为发射结正向电压或导通电压值，硅管为0・7 V,緒管约为
03Vo
二、晶体三极管的输出特性曲线
1・定义
（教师画曲线 图，学生比较二 极管与三极管的 正向曲线特性有 何区别？）
讲授法、实验法、讲练结合法、多媒体演示法
教后记
通过本次课的学习，学生逼近了解了三极管的主要特 性，同时还掌握了一项技能：利用万用表测量三极管的好 坏.这项技能可以应用在实际生活中，检修电路等
（本组题为未知 管型仅知管脚电 位）
指导：
1.中间电 位值的为基极。
2.电位值 接近基极的为发 射极.电位值与 基极相差较大的 是集电极-
3•Vbi-?x0»7V或接近，为NPN
MBkO・3V或接近，为PNP>
练习
习题二2-6,2-8, 2-9
L三极管特性曲线
2. 三个区域、三个状态
3.三个状态判別的方法
A.复习
三极管的类型、分类、结构。 三极皆的电流分配关系。 三极管的电流放大作用.
（学生根据电路 图写公式）
2・
3.
引入
三极管的基本作用已经明了，还需进一步了解三极管的特性，包括输入特性和 输出特性的特性曲线，三极管在不同电压条件下的工作状态等。
B.
C.新授课
一、三极管共发射极输入特性
1・定义：Vbe与/b的数量关系。