晶体管特性简介
场效应晶体管特性
场效应管（FET）是利用控制输入回路的电场效应来控制输出回路电流的一种半导体器件，并以此命名。
由于它仅靠半导体中的多数载流子导电，又称单极型晶体管。
工作原理场效应管工作原理用一句话说，就是“漏极-源极间流经沟道的漏极电流，用以栅极与沟道间的pn结形成的反偏的栅极电压控制漏极电流ID”。
更正确地说，漏极电流ID流经通路的宽度，即沟道截面积，它是由pn结反偏的变化，产生耗尽层扩展变化控制的缘故。
在VGS=0的非饱和区域，表示的过渡层的扩展因为不很大，根据漏极-源极间所加VDS的电场，源极区域的某些电子被漏极拉去，即从漏极向源极有电流漏极电流ID流动。
从门极向漏极扩展的过度层将沟道的一部分构成堵塞型，漏极电流ID饱和。
将这种状态称为夹断。
这意味着过渡层将沟道的一部分阻挡，并不是电流被切断。
在过渡层由于没有电子、空穴的自由移动，在理想状态下几乎具有绝缘特性，通常电流也难流动。
但是此时漏极-源极间的电场，实际上是两个过渡层接触漏极与门极下部附近，由于漂移电场拉去的高速电子通过过渡层。
因漂移电场的强度几乎不变产生ID的饱和现象。
其次，VGS向负的方向变化，让VGS=VGS(off)，此时过渡层大致成为覆盖全区域的状态。
而且VDS的电场大部分加到过渡层上，将电子拉向漂移方向的电场，只有靠近源极的很短部分，这更使电流不能流通。
分类场效应管分为结型场效应管（JFET）和绝缘栅场效应管（MOS管）两大类。
按沟道材料型和绝缘栅型各分N沟道和P沟道两种；按导电方式：耗尽型与增强型，结型场效应管均为耗尽型，绝缘栅型场效应管既有耗尽型的，也有增强型的。
场效应晶体管可分为结场效应晶体管和MOS场效应晶体管，而MOS场效应晶体管又分为N沟耗尽型和增强型；P沟耗尽型和增强型四大类。
场效应管与双极性晶体管的比较，场效应管具有如下特点。
1. 场效应管是电压控制器件，栅极基本不取电流，它通过VGS(栅源电压)来控制ID（漏极电流）；而晶体管是电流控制器件，基极必须取一定的电流。
晶体管的伏安特性及主要电参数
晶体管的伏安特性及主要电参数晶体管是一种半导体元件，其具有非线性伏安特性。
在晶体管中，电流与电压之间的关系不是简单的线性关系，而是由晶体管的结构和材料特性所决定的复杂关系。
晶体管的主要电参数包括饱和电流、增益和输出电阻等。
晶体管的伏安特性是指晶体管输入电流与输出电压之间的关系。
晶体管一般有三个电极，即发射极（Emitter）、基极（Base）和集电极（Collector）。
当输入电流施加在基极时，会导致发射极-基极结区域的电流增加，从而导致集电极-基极结区域的电流也增加。
因此，晶体管的输出电压与输入电流之间存在着非线性关系。
晶体管的伏安特性可分为直流伏安特性和交流伏安特性。
直流伏安特性是指基极电压为直流电压时，发射极和集电极之间的电流与电压之间的关系。
交流伏安特性则是指基极电压为交流电压时，晶体管的输出电流与输出电压之间的关系。
晶体管的主要电参数包括：1.饱和电流：即基极电压较低时，当发射极-基极结区域的电流最大时的电流值。
饱和电流决定了晶体管的最大电流承受能力。
2.增益：即晶体管的电流放大能力。
晶体管的增益指的是集电极电流与发射极电流之间的比值，一般用hFE表示。
3.输出电阻：即集电极与发射极之间的总电阻。
输出电阻决定了晶体管的输出电压与输出电流之间的关系。
晶体管的主要电参数对于电路的设计和应用具有重要意义。
例如，在放大电路中，通过选择合适的晶体管，可以实现对输入信号的放大；而在开关电路中，通过控制晶体管的饱和电流，可以实现对开关状态的控制。
总之，晶体管的伏安特性及主要电参数对于理解晶体管的工作原理和应用具有重要意义，它们为电路的设计和分析提供了基础和参考。
2n3866参数
2n3866参数近年来，2n3866晶体管在电子市场上备受欢迎，它作为一种高性能的半导体器件，广泛应用于各种电子设备中。
本文将对2n3866晶体管的参数特性、应用领域、优缺点及选购与使用注意事项进行全面解析，以帮助大家更好地了解和应用这款产品。
一、简介2n3866晶体管2n3866是一款NPN型晶体管，具有高功率、高频率、低失真等优良性能。
它主要由基极、发射极和集电极三部分组成，可在放大、开关、调制、稳压等电路中发挥重要作用。
由于其出色的性能，2n3866已成为许多电子设备的首选器件。
二、2n3866的参数特性1.电流放大系数：2n3866的电流放大系数较高，可在100~200之间调节。
2.功耗：2n3866的功耗较低，可有效降低设备的能耗。
3.频率响应：2n3866具有较宽的频率响应，可适用于高频电路。
4.饱和电压：2n3866的饱和电压较低，有助于提高电路的效率。
5.热稳定性：2n3866具有较好的热稳定性，可承受较高的温度环境。
6.耐压：2n3866的耐压较高，可提高电路的可靠性。
三、2n3866的应用领域1.放大电路：2n3866在放大电路中具有良好的电流放大性能，可实现信号的放大。
2.开关电路：2n3866在高频开关电路中具有较低的饱和电压和较高的频率响应，有助于提高电路的工作效率。
3.调制电路：2n3866在调制电路中可实现高效、低失真的信号调制。
4.稳压电路：2n3866在稳压电路中具有良好的稳定性，可提供稳定的输出电压。
四、2n3866的优缺点优点：1.高电流放大系数；2.低饱和电压；3.高频率响应；4.良好的热稳定性；5.较高的耐压。
缺点：1.电流容量较小；2.价格相对较高。
五、选购与使用注意事项1.选购时应注意产品的型号、电流容量、功耗等参数，确保与电路设计要求相匹配；2.使用前，仔细阅读产品手册，了解器件的性能特点和应用范围；3.在电路设计中，合理布局和布线，确保器件工作在安全可靠的条件下；4.注意散热设计，确保器件在工作过程中不会过热；5.定期检查和维护电路，确保器件的正常运行。
晶体管的直流特性
平面管在高浓度的N+衬底上，生长一层N型的外延层，再在外延层上用硼扩散制作P区，后在P区上用磷扩散形成一个N+区。其结构是一个NPN型的三层式结构，上面的N+区是发射区，中间的P区是基区，底下的N区是集电区。
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平面晶体管的发射区和基区是用杂质扩散的方法制造得到的，所以在平面管的三层结构即三个区域的杂质分布是不均匀的。其杂质分布可根据扩散工艺推算出来，如图所示。
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共射极输入特性曲线
在输出电压 VCE一定时，输入端电流IB与输入端电压VBE的关系曲线，即IB～VBE曲线。
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综上所述可知，通过发射结有两股电流，即InE和IPe，所以，发射极电流 IE=InE+IpE通过集电结也有两股电流InC和ICB0，
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晶体管中的载流子传输示意图
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因发射结正偏，大量电子从发射区注入到基区，形成电子电流InE。如基区很薄，大部分电子都能通过扩散到达集电结边界，并被集电极收集，形成集电极电子电流InC。由于通过基区的电子是非平衡载流子，因此在基区中，电子将一边扩散，一边和基区中的空穴复合，形成体复合电流IVR。显然，体复合电流垂直于电子电流流动方向的多数载流子电流。同时，基区也向发射区注入空穴，形成发射结的反注入空穴电流IpE。这股空穴电流在发射区内边扩散边复合，经过扩散长度LpE后基本复合消失，转换成电子电流。另外，在集电结处还有一股反向饱和电流ICB0。
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减小基区体内复合电流IVR是提高β*的有效途径，而减小IVR的主要措施是减薄基区宽度WB，使基区宽度远小于少子在基区的扩散长度LnB，即WB远小于LnB。
不同类型晶体管的区别和特点
不同类型晶体管的区别和特点晶体管是一种电子器件，用于控制电流通过的开关。
根据其结构和材料特性的不同，晶体管可以分为多种类型，每种类型都具有不同的特点和应用领域。
一、晶体管的分类根据材料类型的不同，晶体管可以分为两大类：硅基晶体管和化合物半导体晶体管。
1. 硅基晶体管硅基晶体管是最常见的晶体管类型，其主要由硅材料制成。
硅材料具有丰富的资源、制造工艺成熟、价格低廉等优点，因此硅基晶体管是最广泛应用的晶体管类型。
硅基晶体管又可分为三类：NPN型、PNP型和MOS型。
（1）NPN型晶体管：NPN型晶体管是最常见的硅基晶体管类型。
其结构由两个N型半导体夹一个P型半导体构成，中间的P型半导体称为基区。
NPN型晶体管通常用于放大电路和开关电路，其特点是集电极和发射极之间的电流放大倍数高，适用于高频和高速的电路。
（2）PNP型晶体管：PNP型晶体管与NPN型晶体管结构相反，由两个P型半导体夹一个N型半导体构成。
PNP型晶体管与NPN型晶体管的工作原理及应用领域相似，但由于电流流动的方向相反，其极性也相反。
（3）MOS型晶体管：MOS型晶体管（金属氧化物半导体场效应晶体管）是一种基于金属-绝缘体-半导体结构的晶体管。
它的主要特点是电流消耗小，输入电阻高，适用于低功耗和高速的电路。
MOS型晶体管广泛应用于数字电路和微处理器等领域。
2. 化合物半导体晶体管化合物半导体晶体管由多种化合物材料构成，如砷化镓（GaAs）、碲化镉（CdTe）等。
与硅基晶体管相比，化合物半导体晶体管具有更高的载流子迁移率和更好的高频特性，因此在高频和高速电路中具有广泛的应用。
化合物半导体晶体管主要有以下几种类型：HBT、HEMT和MESFET。
（1）HBT（异质结双极型晶体管）：HBT是由不同的材料构成的异质结构，常见的是砷化镓（GaAs）和磷化铟（InP）的组合。
HBT具有高迁移率和高频特性，适用于高速数字电路和射频放大器等领域。
（2）HEMT（高电子迁移率晶体管）：HEMT是一种基于异质结构的晶体管，其材料组合主要是砷化镓（GaAs）和铝镓砷（AlGaAs）。
晶体管的基本特性与分类概述
晶体管的基本特性与分类概述晶体管是现代电子技术中最重要的器件之一。
它的发明和应用对计算机、通信和电子设备的发展起到了重要的推动作用。
本文将介绍晶体管的基本特性和分类，旨在让读者对晶体管有一个基本的了解。
一、晶体管的基本特性晶体管是一种半导体器件，它具有放大、开关和逻辑控制等功能。
具体来说，晶体管的基本特性包括：1. 管子：晶体管通常由三层半导体材料构成。
这三层分别被称为发射极（Emitter）、基极（Base）和集电极（Collector）。
2. 构造：晶体管的外形类似于一个小型的晶体管，并且有几个引脚用于外部电路连接。
3. 工作原理：当向发射极施加电流时，由于P-N结的存在，电流会从发射极到基极，进而控制集电极上的电流。
二、晶体管的分类晶体管根据不同的材料、结构和工作方式可以分为多种类型。
下面介绍几种常见的晶体管分类：1. 按材料分：a. 硅晶体管：硅晶体管是最常用的晶体管类型之一。
它具有成本低、可靠性好、耐高温等特点，在各种电子设备中得到广泛应用。
b. 砷化镓晶体管：砷化镓晶体管是一种高频率的晶体管，适用于射频放大器等高频率应用。
2. 按结构分：a. NPN晶体管：NPN晶体管由两个P型掺杂的半导体层包裹一个N型掺杂的半导体层组成。
它是最常用的晶体管结构之一。
b. PNP晶体管：PNP晶体管与NPN晶体管结构相反，由两个N 型掺杂的半导体层包裹一个P型掺杂的半导体层组成。
3. 按工作方式分：a. 放大型晶体管：放大型晶体管可以将微弱的信号放大到较大的幅度，常用于放大电路中。
b. 开关型晶体管：开关型晶体管可以控制电流的通断，常用于数字电路和开关电源等应用。
除了以上几种分类，还有一些特殊类型的晶体管，比如场效应晶体管（FET）和金属-绝缘体-半导体（MIS）晶体管等。
综上所述，晶体管作为一种重要的半导体器件，具有放大、开关和逻辑控制等功能。
根据材料、结构和工作方式的不同，晶体管可以分为多种类型。
2.1 晶体管及其特性
*例 某BJT的输出特性曲线如图所示，试求：（1）ICM 、PCM 、
U（BR）CEO和UA值；（2）计算Q120 mA
PCM ICUCE 5mA 6 V 30 mW
U (BR)CEO 20 V
U A 50 V
*例 某BJT的输出特性曲线如图所示，试求：（1）ICM 、PCM 、
掌握晶体管的选用。
作业：P97 2.1、2.2 自学：知识拓展
分
类 单极型三极管
依靠一种载流子（多子）导电。 依靠电场效应工作，故通常称场效应管， 简称FET（即 Field Effect Transistor ）。
半导体三极管常见外形
2.1.1 晶体管的结构
NPN 型
C B
E
PNP 型
C B
E
+
发射区掺杂浓度很高 结构特点 基区薄且掺杂浓度很低
集电结面积大
2.1 晶体管及其特性
三极管概述 2.1.1 晶体管的结构 2.1.2 晶体管的工作原理 2.1.3 晶体管的伏安特性 2.1.4 晶体管的主要参数
三极管概述
三极管的作用
半 双极型三极管
导
体 三 极
两种载流子参与导电。 通常简称三极管、晶体管
管 或BJT（即 Bipolar Junction Transistor）。
二、放大状态
1. 偏置条件： 发射结正偏导通、集电结反偏 2. 载流子运动规律与电流分配关系
发射区向基区发射多子， 其中极少部分在基区复合形 成电流IBN ，而绝大部分被集 电区收集形成电流 ICN 。
IB = IBN – ICBO IBN I C = ICN + ICBO ICN I E I EN = ICN + IBN = IC + IB
双极晶体管的特点有哪些
双极晶体管的特点有哪些
双极晶体管（bipolar junction transistor，BJT）是一种常见的半导体电子器件，广泛应用于集成电路、放大器、开关等电路中。
双极晶体管的特点包括以下几个方面：
1. 灵敏度高
双极晶体管的基极与发射极之间的电路是一个电流放大器，小信号输入变化时，会引起放大后的输出电流和电压的变化。
因此，双极晶体管有很高的灵敏度，适合用于放大和切换小信号。
2. 多种工作状态
双极晶体管有三种工作状态，即放大状态、切换状态和截止状态。
在放大状态下，电流放大倍数较大，适合用于放大电路中；在切换状态下，可以通过控制基极电流来控制电流流动，适合用于开关电路中；在截止状态下，电流流动非常小，电路相当于断路。
3. 放大倍数大
双极晶体管的热电子发射效应、扩散效应、漏电效应等特性，使其放大倍数可
达数千倍，远高于场效应晶体管等器件。
因此，在需要高放大倍数的电路中常常使用双极晶体管。
4. 工作频率高
双极晶体管的工作频率可以达到数千兆赫，适用于高频电路。
在高频电路中，
双极晶体管的共集电路、共发射极电路等电路结构常用于放大和频率变换。
5. 稳定性好
双极晶体管的工作稳定性较好，零点漂移小、温漂小，不易受温度、电压等外
界因素影响。
另外，在一些特殊情况下，双极晶体管的双向放电能力也为一些应用提供了便利，例如电磁兼容性电路中的静电放电保护器件。
结论
综上所述，双极晶体管具有灵敏度高、多种工作状态、放大倍数大、工作频率
高和稳定性好等特点。
这些特性使双极晶体管在电子电路中得到了广泛应用，对于理解其工作原理和应用场合具有重要意义。
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PN 結
一.PN結的形成.
如果使一塊半導體的一部分是N型的,另一部分是P型 的,那么就構成了一個理想的突變結.因為在P區域中有大 量的空穴,而在N區域中有大量的電子,形成了載流子的 不均勻,因而N區濃度大的載流子就會向P區擴散;而P區 濃度大的空穴就會向N區擴散,形成了擴散電流.擴散的 結果,使N區的電子減少,在N區一邊就出現了帶正電的原 子,即正離子.同樣P區由於空穴減少,會使一邊出現帶負 電的負離子.離子質量較大,不會移動.因此,在P區和N區 交界處就形成了一個一邊帶正電荷,另一邊帶負電荷的 空間電荷區,這就是PN結.如圖3所示. 在空間電荷區產生的靜電場稱為內建電場,其電位差 稱為勢壘.PN結電場對擴散運動起阻礙作用.隨著擴散的 發展,空間電荷區會不斷擴大,內電場也就加強,反過來對
二. 二极管的特性.
二极管的主要特性就是具有單向導電性.圖2.3分別為硅 和鍺二极管電壓與電流的關係曲線,稱為伏安特性曲線.
11
正向電流(mA)
15
反向電壓(V) 12 10 8
5 6 4 2 0.6 0.1 0.2 0.3 正向電壓(V) 1.2
+
6
P區
空間電荷區
N區
-
-
+ + +
+ + +
-
-
+
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
+
電場方向
圖3. PN結 擴散的阻力也就愈大.另一方面,在P區除多數載流子空穴外,還 有少數載流子電子;在N區除多數載流子電子外,還有少數載流 子空穴,在電場作用下也要做漂移運動,形成漂移電流.很明顯, 內建電場愈強,漂移運動也愈強.但是在一定的條件下,電場的
3
Si P Si
Si
Si B Si 填補了 的空位
Si Si Si 空穴
多余電子
Si
(a)N型半導體
(b)P型半導體
圖2.摻入雜質的半導體材料原子結構
五.半導體中的電流
1) 漂移電流. 在一塊半導體的兩瑞,如果加上電壓,半導體內便產生 了電場.在電場的作用下,半導體內的導電電子和空穴,就以
4
相反方向移動.載流子有規則的移動,就形成了電流,稱為漂 移電流. 2) 擴散電流 在半導體內,如果載流子分布不均勻,即使沒有電場的, 作用也會發生載流子的移動,形成電流,這就是擴散電流.擴 散電流與溫度有關.
9
二 极 管 特 性 簡 介
10
一. 二极管的定義.
晶體二极管簡稱“二极管”.它是由一個PN結組成的器 件,具有單向導電性能,因此,常用作整流和檢波器件.二极 管有兩個電極,接P型半導體的引線叫正极,接N型半導體的 引線叫負极.如圖1所示. + + P N
正极 PN結 負极
圖1.二极管的結構示意圖與符號 二极管按材料分有鍺二极管﹑硅二极管﹑砷化鎵二极 管,前二種應用最廣泛. 二极管摟用途分有整流二极管﹑檢波二极管﹑開關二 极管﹑穩壓二极管﹑變容二极管﹑發光二极管等.
N E內 E外
P
-
+ + +
N E內 E外
+ (a)
-
-
(b)
+
圖4. 在PN結外加電壓圖
8
與漂移的平衡,使擴散超過漂移,擴散電流大大增加.這時PN 結呈現的電阻很小,處於導通狀態 2. 外加反向電壓的作用. 如圖4樣(b)所示, .外加電場加強了PN結電場E內,它也 破壞了擴散與漂移的平衡,使漂移運動增加,而擴散運動更 難進行.但是漂移運動是少數載流子運動,所以電流很小.此 時PN結所呈現的電阻很大,處於截止狀態. 當溫度升高時,反向電流會增加很大,相當於陰擋層擊穿, 這叫熱擊穿.一般鍺PN結工作溫度為超過70℃ ~ 80℃ ,硅 PN結工作溫度可過200 ℃. 反向電壓也不能無限增大.當反向電壓達到某一數值時, 會把晶格中的電子拉出來,使反向電流驟增,PN結也就擊穿. 了這個電壓叫反向擊穿電壓.
半導體的基本特性
一.半導體的定義.
半導體是一種導電能力介於導體和絕緣體之間,或者說 電阻率介於導體與絕緣體之間的物質.如:鍺﹑硅﹑硒及大多 數金屬的氧化物,都是半導體.半導體的獨特性能不只在於它 的電阻率大小,而且它的電阻率因溫度﹑摻雜和光照會產生 顯著變化.利用半導體的特性可制成二极管﹑三极管等多種 半導體器件.
1
分之一),其導電能力就會成百万倍的提高.這一我是半導體 最重要的特性,利用這一我可以制成各種不同性質,不同用途 的半導體器件,如各種各樣的半導體管.
三.半導體物質的內部結構.
半導體材料硅和鍺原子最外層有4個電子,並與相鄰原子 組成共价鍵(如圖1所示)
Si Si Si
Si
Si
圖1 硅晶體原子結構
2
7
建立和漂移運動會趨向平衡,使擴散載流子和漂移載流子數量 相等,即達到平衡狀態.在一般條件下,鍺PN結的勢壘為0.2V~ 0.4V,硅PN結的勢為0.6V~ 0.8V. 二.外加電壓對結PN的影響. 1. 外加正向電壓的作用. 如圖4(a)所示.外加電場削弱了PN結電場E內,破壞了擴散 P
+ + +
四. N型半導體和P型半導體.
如果在純凈的半導體材料中摻入懲量的雜質.會使半導體 的導電性能大大改善.例如,在半導體中摻入少量的五价元素 磷,其外層的五個价電子與硅原子的四個价電子組成共价鍵 時,就會多出一個電子,這個多出來的電子只受到磷原子核的 昅引,不受共价鍵的束縛,因此它受到的束縛力很小,很容易形 成自由電子.這種摻入五价元素的半導體,主要靠自由電子導 電,叫電子型半導體,簡稱N型半導體.又例如,在半導體中摻入 少量的硼,由於硼為三价元素,其最外層的三個价電子與硅原 子的四個价電子組成共价鍵時,在共价鍵的結構中便缺少了 一個价電子,產生一個空位,即空穴, 相鄰硅原子的共价鍵電 子就可以過來填補這個空穴,這樣,就可以在硅原子中產生一 個空穴,從而使半導體硅中的空穴載流子大大增加.這種摻入 三价元素的半導體,主要靠空穴導電,叫空穴型半導體,簡稱P 型半導體.圖2為摻入雜質的半導體材料原子結構.
二.半導體的獨特性能.
1) 電阻值隨溫度變化敏感,只要有微弱的溫度升高,電阻 值就顯著減少;溫度降低,則阻值就增大.利用半導體的這種 性能,就可做成熱敏元件. 2) 半導體受光照射時,可以大大提高導電能力.利用這一 特點,可以制成用於自動控制的光電二极管﹑光敏電阻等. 3) 在純的半導體材料中,加入极懲量的某些雜質(約百万