三极管MOS管原理(很详细)

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
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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
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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。
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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
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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。
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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
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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。
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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。
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IC=ICE+ICBO ≈ICE C
IB=IBE -ICBO≈IBE
B
ICBO
RB EB
IB
ICE N P IBE N IE
EC
E
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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 CEI C，U CE≤0.3V (3)截止区：U BE<死区电压，I B=0，I C=I CEO≈0

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:

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。

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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。

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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。

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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：

、、、

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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

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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。