三极管MOS管原理(很详细)
三极管和MOS管控制原理
1.概述三极管和MOS管都是很常用的电子元器件，两者都可以作为电子开关管使用，而且很多场合两者都是可以互换使用的。
三极管和MOS管作为开关管时，有很多相似之处，也有不同之处，那么在电路设计时，两者之间该如何选择呢？2.对比三极管有NPN型和PNP型，同理MOS管也有N沟道和P沟道的，三极管的三个引脚分别是基极B、集电极C和发射极E，而MOS管的三个引脚分别是栅极G、漏极D和源极S。
下文以NPN三极管和N沟道MOS管为例，下图为三极管和MOS管控制原理。
▲NPN三极管与N-MOS管当开关管原理（1）控制方式不同，三极管是电流型控制元器件，而MOS管是电压控制元器件，三极管导通所需的控制端的输入电压要求较低，一般0.4V~0.6V以上就可以实现三极管导通，只需改变基极限流电阻即可改变基极电流。
而MOS管为电压控制，导通所需电压一般4V~10V左右，且达到饱和时所需电压一般6V~10V左右。
在控制电压较低的场合一般使用三极管作为开关管，也可以先使用三极管作为缓冲控制MOS管，比如单片机、DSP、powerPC等处理器I/O 口电压较低，只有3.3V或2.5V，一般不会直接控制MOS管，电压较低MOS 管无法导通或内阻很大内耗大而达不到实际效果，这种情况下一般使用三极管控制。
（2）输入阻抗不同，三极管的输入阻抗小，MOS管的输入阻抗大；结电容不一样，三极管的结电容要比MOS管大，动作相应上MOS管要比三极管快一些；稳定性方面MOS管更优，三极管的少子参与导电，比较容易受到温度的影响，噪声较高，而MOS管是多子导电，噪声小，热稳定性好。
（3）MOS管内阻很小，大一点的几十mΩ，小的只有几mΩ，比如4mΩ、2mΩ等，而三极管的导通压降几乎不变，一般为0.3V~0.6V左右，所以一般在小电流场合比较喜欢使用MOS管，内阻小压降低，但是大电流场合一般使用三极管，比如几百A，或上千A甚至几千A的电流时，使用三极管其导通压降只有0.3V~0.6V左右，而使用MOS管即使内阻很小，但是电流很大，压降仍然很大，比如内阻2mΩ，电流1000A，那么压降高达2V，功耗很大，高达2000W，使用三极管功耗只有300W~600W左右，电流越大其差异越明显，所以在汽车、高铁等几千安培的大电流场合，都是采用三极管作为开关管的。
三极管与mos管工作原理
三极管与mos管工作原理三极管与MOS管是现代电子器件中常见的两种晶体管。
它们在各自的工作原理下，实现了信号放大、开关控制等功能。
本文将分别介绍三极管与MOS管的工作原理，并对其异同点进行比较。
一、三极管的工作原理三极管是一种由三个掺杂不同材料的半导体层组成的晶体管。
它的结构包括一块P型半导体（基极）、一块N型半导体（发射极）和一块P型半导体（集电极）。
当三极管处于正常工作状态时，发射极与基极之间的结为PN结，基极与集电极之间的结为NP结。
在三极管的工作过程中，发射极接收到的控制信号将会影响到基极与发射极之间的电流。
当发射极接收到正向偏置的控制信号时，PN 结会被击穿，形成一个电流通路，使得集电极与发射极之间的电流得以流动。
这种状态被称为饱和区。
而当发射极接收到反向偏置的控制信号时，PN结不会被击穿，电流无法流动，此时三极管处于截止区。
三极管通过调节发射极与基极之间的电流来控制集电极与发射极之间的电流，从而实现信号放大的功能。
当输入信号的幅度增大时，三极管会放大信号，输出信号的幅度也随之增大。
然而，三极管也存在一些缺点，比如体积较大、功耗较高等。
二、MOS管的工作原理MOS管是一种由金属氧化物半导体（MOS）结构构成的晶体管。
它的结构包括一块P型或N型半导体（基极）、一层绝缘层和一块N型或P型半导体（源极和漏极）。
绝缘层通常由氧化硅制成。
MOS管的工作原理是通过调节栅极电压来控制漏极与源极之间的电流。
当栅极施加正向偏置时，栅极与基极之间会形成一个正向导通的电势差，使得漏极与源极之间的电流得以流动，此时MOS管处于导通状态。
而当栅极施加反向偏置时，栅极与基极之间会形成一个反向的电势差，电流无法流动，此时MOS管处于截止状态。
MOS管相较于三极管具有许多优点，比如体积小、功耗低、开关速度快等。
此外，MOS管还可以实现集成电路的制造，使得其在现代电子器件中得到广泛应用。
三、三极管与MOS管的比较三极管和MOS管在工作原理上有一些重要的区别。
三极管和mos面试知识点
三极管和mos面试知识点三极管和MOS是电子学中非常重要的两种器件，它们在电路设计和集成电路中起着至关重要的作用。
以下是关于三极管和MOS的面试知识点：1. 三极管的工作原理：三极管是一种半导体器件，由发射极、基极和集电极组成。
它的工作原理是通过控制基极电流来控制集电极电流。
当在基极-发射极之间施加正向偏置电压时，发射结和基结被正向偏置，电子注入基区，从而使得集电结被反向偏置，集电极电流被控制。
这种特性使得三极管可以作为放大器、开关等电路中使用。
2. MOS场效应晶体管的工作原理：MOSFET是一种主要由金属-氧化物-半导体构成的场效应晶体管。
它的工作原理是通过栅极电压控制通道中的电子或空穴浓度，从而控制漏极和源极之间的电流。
当栅极施加正向电压时，电子或空穴被吸引到通道中，形成导电通道，从而使得漏极和源极之间的电流增大。
MOSFET因其高输入阻抗和低功耗而被广泛应用于集成电路和数字电路中。
3. 三极管和MOS的区别：三极管和MOSFET虽然都是用于放大和开关的器件，但它们有一些重要的区别。
三极管是双极型器件，其控制极和输出极之间的电流由输入极控制，而MOSFET是场效应型器件，其控制极和输出极之间的电流由栅极电压控制。
此外，MOSFET的输入电阻比三极管高，功耗低，速度快，适合于集成电路的制造。
4. 应用领域：三极管在模拟电路中广泛应用，例如放大器、振荡器和开关等。
而MOSFET主要应用于数字集成电路、功率放大器、开关电源等领域。
以上是关于三极管和MOS的一些面试知识点，希望能够帮助你更好地理解这两种重要的电子器件。
三极管 mos管开关
三极管 mos管开关三极管和MOS管是现代电子技术中常见的开关元件，它们的特性使得它们在各种电路和设备中得到广泛应用。
以下将对三极管和MOS管的工作原理、特点和应用进行较为生动、全面和有指导意义的讲解。
首先，我们来看看三极管。
三极管是一种三端元件，它由三个控制极、输出极和输入极组成。
三极管通常被用作放大器和开关，具有放大电流的能力。
当将适当的电压施加在控制极上时，三极管可以放大输入信号并将其传送到输出极。
这种放大效应使得三极管在音频放大器、射频放大器和大功率放大器等电子设备中得到广泛应用。
三极管的工作原理基于PN结的导电性。
当PN结被正向偏置时，三极管处于导通状态，允许电流通过。
当PN结被反向偏置时，三极管处于截止状态，电流无法通过。
根据这个原理，我们可以利用三极管的开关特性来实现各种电路的控制和调节。
其次，我们来了解MOS管。
MOS管是金属氧化物半导体场效应管的简称，是一种四端元件，由栅极、漏极、源极和漏源相隔的薄膜组成。
MOS管通常被用作数字逻辑电路和模拟电路中的开关。
MOS管具有低功耗、高频率和高电流驱动能力等特点，并且在集成电路中得到广泛应用。
MOS管的工作原理基于栅极电势的变化。
当栅极电势很低时，MOS管处于截止状态，电流无法通过；当栅极电势逐渐增加时，MOS管会逐渐导通并允许电流通过。
这种栅极电势控制开关状态的特性使得MOS管在数字电路中扮演着重要的角色，如逻辑门和存储单元等。
除了工作原理的不同，三极管和MOS管在许多方面都有所差异。
首先，三极管需要较高的电压才能正常工作，而MOS管则可以在低电压下工作。
其次，MOS管具有更快的开关速度和更低的功耗，适用于高频率和功耗敏感的电子设备。
最后，MOS管的制造成本更低，体积更小，更易于集成到集成电路中。
三极管和MOS管作为开关元件在各种电路和设备中发挥着重要作用。
在数字电子技术中，它们被广泛应用于计算机、通信设备和嵌入式系统等。
在模拟电子技术中，它们被用于放大器、滤波器和功率控制电路等。
三极管和mos管
三极管和mos管三极管和Metal-oxide-semiconductor(MOS)管是目前最常用的半导体器件，广泛应用于电子设计和电路设计。
本文将介绍三极管和MOS管的原理，构成，功能和应用等内容。
三极管是一种三端口电子器件，由源极、漏极和控制极构成。
它的工作原理是利用其内部电子来控制流经漏极的电流，从而控制输出电流。
三极管电路可以实现电流放大、截止、限幅、延迟、电源识别和时间控制等功能。
三极管电路在电子电路和控制系统中广泛应用，特别是在功率放大器中，它的优良的功率特性和良好的稳定性深受用户的欢迎。
MOS管是一种二极管装置，由三个主要部分：金属氧化物电界-硅制成的发射极、接地和源极组成。
它具有低电压、低功耗、高效率、抗电磁干扰等先进特性，大大减少了电路中的热量发生。
MOS管电路广泛应用于电子计算机、通讯、自动控制和测试等领域，它具有低功耗，可靠性高，可以实现简单的几乎所有电子电路功能，是当今电子设计的重要组成部分。
三极管和MOS管彼此有共同的特性，但也有一些重要的不同之处。
基本上，MOS管要求较低的功率，比三极管更加高效，但三极管的电流放大能力较强，可以有效地提高系统的效率。
此外，三极管的功率消耗也大于MOS管。
然而，MOS管因其较高的电容，也存在着延迟和泄漏电流这两个缺点，使得它在某些特定场合使用不太合适。
上述内容介绍了三极管和MOS管的基本原理，构成和功能，以及它们之间的异同。
它们在电子设计中共同扮演重要角色，能够实现电流放大、截止、限幅、延迟、电源识别和时间控制等功能，并得到了广泛的应用。
未来的研究将着重于提高该类器件的性能和可靠性，使其在更广泛的领域中得到应用。
三极管MOS管工作原理及详解汇总.
半导体三极管，又称为双极结型晶体管（BJT）
c
N P N 集电极 集电结
NPN型 c b
PNP型
c b
b
基极
发射结
e
e
发射极
e
三极管的发射极的箭头方向， 代表三极管工作在放大，饱和 状态时，发射极电流（IE）的 实际方向。
半导体三极管的分类：
按材料分： 按结构分： 按使用频率分： 按功率分0 mW 中功率管 0.5 1 W 大功率管 > 1 W
按结构和材料 共有4种组合
1.3.2 半导体三极管的工作原理
半导体半导体三极管有共有四种工作状态：
工作状态 发射结电压 集电结电压
放大 截止 饱和 倒置
正向 反向 正向 反向
反向 反向 正向 正向
1. 工作于放大状态的半导体三极管
IC I B
• 三极管的电流放大条 件 • 内部：发射区高掺杂， 基区很薄，集电结面 积大 • 外部：发射结正偏， 集电结反偏
三极管状态判断小结
工作状态 发射结电压 集电结电压
放大 截止
正向 反向
反向 反向
判断截止状态时的引脚
饱和 倒置
NPN型 c b
正向 反向
PNP型 c b
正向 正向
对一般的NPN管电路： UC=+UCC，UE=0V，UB≤0V UCE=+UCC 对一般的PNP管电路： UC= -UCC，UE=0V，UB≥0V UCE= -UCC
放大 截止 饱和 倒置
正向 反向 三极管饱和 反向时的管压降 反向 正向UCE被称作 正向
为三极管的 反向饱和压降
放大状态时有： IC=β IB+ICEO≈βIB
mos管工作原理详细讲解
mos管工作原理详细讲解
金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）是一种重要的半导体器件，广泛应用于电子设备中。
MOSFET的工作原理基于对导电通道的控制。
结构和材料
MOSFET由一个半导体基底（衬底）组成，通常是硅或氮化镓。
在基底上形成两个高度掺杂的区域（源极和漏极），其之间是一个电隔离层，称为栅极氧化物。
工作原理
MOSFET的工作原理可以分为三个基本模式：
1. 截止模式
当栅极与源极之间没有电压（VGS = 0）时，MOSFET处于截止模式。
栅极氧化物阻止电流在源极和漏极之间流动，因为没有载流子可通过导电通道。
2. 线性模式（三极管模式）
当栅极电压逐渐增加（VGS > 0）时，MOSFET进入线性模式。
在栅极氧化物和基底的界面处形成一个反型层（导电通道），允许电流在源极和漏极之间流动。
导电通道的宽度随栅极电压的增加而增长。
3. 饱和模式
当栅极电压进一步增加（VGS > Vth，阈值电压）时，MOSFET 进入饱和模式。
导电通道的宽度达到最大值，此时电流在源极和漏极之间不再受栅极电压的影响。
电流主要由漏极-源极电压（VDS）控制。
MOSFET特性
MOSFET的特性由其漏极电流-栅极电压（IDS-VGS）和漏极电流-漏极电压（IDS-VDS）的关系决定。
应用
MOSFET广泛应用于各种电子设备中，包括：数字逻辑电路
放大器
开关
电源管理
优点
MOSFET具有许多优点，包括：
高输入阻抗
低功耗
快速开关能力
易于集成
可靠性高。
三极管MOS管工作原理及详解
三极管MOS管工作原理及详解三极管和MOS管是电子器件中非常重要的两种器件，它们在各种电子设备中起到重要的作用。
下面就来详细介绍一下三极管和MOS管的工作原理。
一、三极管工作原理及详解：三极管是一种用于放大和控制电流的电子器件，它由三个控制区域（发射极、基极和集电极）组成。
三极管的工作原理是基于PN结的特性。
1.1NPN三极管的工作原理：NPN三极管的结构是由一段P型半导体材料夹在两段N型半导体材料中形成的。
其中，N型半导体材料为发射极（Emitter），P型半导体材料为基极（Base），N型半导体材料为集电极（Collector）。
当三极管的基极与发射极之间加上正向电压时，基极-发射极之间的PN结就会被正向偏置，这时，PN结中的正电荷将会被电场吹向PN结的两端，导致PN结变窄。
当这个PN结窄到一定程度时，它会发生击穿，形成一个电荷云，进而形成电子-空穴对。
这种电子-空穴对将会形成一个电流，从发射极流经基极，最后到达集电极。
1.2PNP三极管的工作原理：PNP三极管的结构是由一段N型半导体材料夹在两段P型半导体材料中形成的。
其中，P型半导体材料为发射极，N型半导体材料为基极，P型半导体材料为集电极。
当三极管的基极与发射极之间加上反向电压时，基极-发射极之间的PN结就会被反向偏置，这时，PN结中的正电荷将会向基极方向靠拢，导致PN结变宽。
当这个PN结变宽到一定程度时，它会阻断整个电路，形成一个高电阻状态。
因此，PNP三极管的工作原理与NPN三极管的工作原理完全相反。
二、MOS管工作原理及详解：MOS管全称为金属氧化物半导体场效应管（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor），它是一种基于金属氧化物半导体的结构设计的器件。
MOS管的结构包括源极（Source）、漏极（Drain）和栅极（Gate）。
栅极与源极之间通过一个绝缘层隔开，绝缘层上方覆盖一个金属层，作为栅极。
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双极型晶体管
双极型晶体管又称三极管。
电路表示符号： Ｂ Ｊ Ｔ 。
根据功率的不同具有不同的外形结构。
（ａ ）小功率管 （ｂ ）小功率管 （ｃ ）中功率管 （ｄ ）大功率管
1
双极型晶体管的几种常见外形
一. 基本结构
由两个掺杂浓度不同且背靠背排列的PN结组成， 根据排列方式的不同可分为NPN型和PNP型两种,每个 PN结所对应区域分别称为发射区、基区和集电区。
C NPN型 B
基极
集电极
集电极
C P N P E
2
N P N E 发射极
PNP型
B
基极 发射极
C B IB E
IC B IE IB
C
IC
E
IE
NPN型三极管
PNP型三极管
制成晶体管的材料可以为Si或Ge。
3
集电区： 面积较大
C N P N E
集电极
基区：较薄， 掺杂浓度低
基极
B
发射区：掺 杂浓度较高
4
发射极
C N P N E
集电极
集电结
Ｂ Ｊ Ｔ 是非线性元 件，其工作特性与其 工作模式有关： 当Ｅ Ｂ 结加正偏，Ｃ Ｂ 结 加反偏时， Ｂ Ｊ Ｔ 处于放 大模式；
基极
B
发射结 发射极
当Ｅ Ｂ 结和Ｃ Ｂ 结均加正偏时， Ｂ Ｊ Ｔ 处于饱和模式； 当Ｅ Ｂ 结加零偏或反偏、Ｃ Ｂ 结加反偏时， Ｂ Ｊ Ｔ 处于截止 模式。
Ｂ Ｊ Ｔ 主要用途是对变化的电流、电压信号进行放大， 饱和模式和截止模式主要用于数字电路中。
5
二. 电流放大原理 •以NPN型BJT为例讨论 •，其结论同样适用于 •PNP型BJT，不同的是 •外加电压与前者相反。
•输入回路 •工作的基本条件： •输出回路 •EB结正偏； •共射极放大电路 •CB结反偏。
•VCC>VBB >VEE
6
BJT的放大作用可表现为：用较小的 基极电流控制较大的集电极电流，或将较 小的电压按比例放大为较大的电压。
１ ．BJT内部载流子运动 •a)．EB结加正偏,扩散运动形成IE。
b)．扩散到基区的自由电子与空穴复合 形成IB。
•c)．CB结加反偏,漂移运动形成IC。
7
基区空穴 向发射区 的扩散可 忽略。
C B
IBE
RB
进入P区的电子少部 分与基区的空穴复 EB 合，形成电流IBE ， 多数扩散到集电结。
N P N IE
RC EC
发射结正 偏，发射 区电子不 断向基区 扩散，形 成发射极 电流IE。
8
E
ICBO：发射极开路时集电结反向饱和电流 ICEO ：基极开路时集电极与发射极在VCC 反偏作用下的 电流 ，称为穿透电流。
分析时可忽略，但可反映BJT 的质量。
IC=ICE+ICBO≈ICE
C
集电结反偏，有 少子形成的反向 电流ICBO。
B
ICBO
RB EB
ICE N P IBE N IE
E
从基区扩散 来的电子作 为集电结的 少子，漂移 EC 进入集电结 而被收集， 形成ICE。
9
IC=ICE+ICBO ≈ICE C
IB=IBE -ICBO≈IBE
B
ICBO
RB EB
IB
ICE N P IBE N IE
EC
E
10
中电流关系为：
¦Â≈i/i
输出特性三个区域的特点:
(1)放大区：发射结正偏，集电结反偏。
即：I C= I B,且∆I C= ∆I B
(2)饱和区：发射结正偏，集电结正偏。
即：U CE<U BE， I B>I C，U CE≤0.3V (3)截止区：U BE<死区电压，I B=0，I C=I CEO≈0
17
:
对共集电极电路
有I E≈¦ÂI B+I B
=(1+¦Â)I B
故共集电极电路又称为
电流放大器或电压跟随器。
19
３．特征频率ｆＴ
ＢＪＴ工作在交流状态下，由于结电容的作用，信号频率增大使β下降并
产生相移，使β下降为１时的信号频率称为特征频率ｆＴ。
应尽量选用ｆＴ较高
的ＢＪＴ。
22
1.温度对I CBO的影响
温度每升高10℃时,
I CBO约增加一倍。
2.温度对输入特性的影响
温度升高，输入特性曲
线将左移。
2.温度对输出特性的影响
温度升高将导致I C增大。
24
25
六．
光电三极管利用光照强度来控制集电极电流大小，可等效为一只光电二极
管与一只BJT 连接组成，引出线为集电极和发射极，目前应用较多。
作业：
、、、
30
31
场效应管与双极型晶体管不同，它是多子导电，输入阻抗高，温度稳定性好。
结型场效应管JFET
Joint-Field-Effect-Transistor 绝缘栅型场效应管MOS Metal-Oxide-Semiconductor
场效应管有两种:
场效应管
46
结型场效应管的缺点：
1.栅源极间的电阻虽然可达107¦¸以上，但在某些场合仍嫌不够高。
3.栅源极间的PN 结加正向电压时，将出现较大的栅极电流。
绝缘栅场效应管可以很好地解决这些问题。
2.在高温下，PN 结的反向电流增大，栅源极间的电阻会显著下降。
N N
N N
P
P。