三极管开关特性(经典)
晶体三极管的开关特性(精)
• •
静态特性 MOS管作为开关元件，同样是工作在截止或导通两 种状态。由于MOS管是电压控制元件，所以主要由 栅源电压UGS决定其工作状态。图为由NMOS增强 型管构成的开关电路。
当UGS小于NMOS管的启动电 压UT时，MOS管工作在截 止区， iDS基本为0，输出 电压UDS ≈ UDD，MOS管处 于“断开”状态，其等效 电路为如右。
三极管动态特性Ⅱ
• 从左图可知波形起始部分和平顶部分都延 迟了一段时间,上升和下降沿都变得缓慢了。 为了对三极管的瞬态过程进行定量描述， 通常引入以下几个参数来表征：
– 延迟时间td——从+ VB2加入到集电极电流ic 上升到0.1ICS所需时间； – 上升时间tr ——ic从0.1ICS上升到0.9ICS所需 时间; – 存储时间ts ——从输入信号降到-VB2到ic降到 0.9ICS所需时间; – 下降时间tf ——从ic从0.9ICS 下降到0.1ICS所 需时间。
uB<0
uB<0 IB ≥ IBS IBS ICS 1β
ICS = (uCC -uCES)/ RC
ui ui 为高电平 为低电平 ui ui 为低电平 为高电平
动态特性 MOS管在导通与截止状态发生转换 时同样存在过渡过程但其动态特性 主要取决于与电路有关的杂散电容 充、放电所需的时间，而管子本身 导通和截止时电荷积累和消散的时 间是很小的。下面给出了MOS管组 成的电路及其动态特性示意图。
MOS管动态特性Ⅰ
• 当输入电压ui由高变低， MOS管由 导通状态转换为截止状态时，电源 UDD通过RDD向杂散电容CL充电，充 u i 电时间常数τ1 = RDD CL 。所以，输 出电压uo要通过一定延时才能由低 电平变为高电平；
三极管的开关特性
三极管的开关特性
在脉冲与数字电路中，三极管作为最基本的开关元件得到了普遍的应用。
三极管工作在饱和状态时，其UCES≈0，相当于开关的接通状态；工
作在截止状态时，IC≈0，相当于开关的断开状态，因此，三极管可当
做开关器件使用。
结型场效应管
场效应管（Fjeld Effect Transistor简称FET ）是利用电场效应来控制半导体中电流的一种半导体器件，故因此而得名。
场效应管是一种电压控制器件，只依靠一种载流子参与导电，故又称为单极型晶体管。
与双极型晶体三极管
相比，它具有输入阻抗高、噪声低、热稳定性好、抗辐射能力强、功耗小、
制造工艺简单和便于集成化等优点。
场效应管有两大类，结型场效应管JFET和绝缘栅型场效应管IGFET，后
者性能更为优越，发展迅速，应用广泛。
图Z0121 为场效应管的类型及图形、符号。
一、结构与分类
图Z0122为N沟道结型场效应管结构示意图和它的图形、符号。
它是在同。
三极管的开关特性
三极管的开关特性在脉冲与数字电路中，三极管作为最基本的开关元件得到了普遍的应用。
三极管工作在饱和状态时，其UCES≈0，相当于开关的接通状态；工作在截止状态时，IC≈0，相当于开关的断开状态，因此，三极管可当做开关器件使用。
结型场效应管场效应管（Fjeld Effect Transistor简称FET ）是利用电场效应来控制半导体中电流的一种半导体器件，故因此而得名。
场效应管是一种电压控制器件，只依靠一种载流子参与导电，故又称为单极型晶体管。
与双极型晶体三极管相比，它具有输入阻抗高、噪声低、热稳定性好、抗辐射能力强、功耗小、制造工艺简单和便于集成化等优点。
场效应管有两大类，结型场效应管JFET和绝缘栅型场效应管IGFET，后者性能更为优越，发展迅速，应用广泛。
图Z0121 为场效应管的类型及图形、符号。
一、结构与分类图 Z0122为N沟道结型场效应管结构示意图和它的图形、符号。
它是在同一块N型硅片的两侧分别制作掺杂浓度较高的P型区（用P+表示），形成两个对称的PN结，将两个P区的引出线连在一起作为一个电极，称为栅极（g），在N型硅片两端各引出一个电极，分别称为源极（s）和漏极（d）。
在形成PN结过程中，由于P+区是重掺杂区，所以N一区侧的空间电荷层宽度远大二、工作原理N沟道和P沟道结型场效应管的工作原理完全相同，只是偏置电压的极性和载流子的类型不同而已。
下面以N沟道结型场效应管为例来分析其工作原理。
电路如图Z0123所示。
由于栅源间加反向电压，所以两侧PN结均处于反向偏置，栅源电流几乎为零。
漏源之间加正向电压使N型半导体中的多数载流子-电子由源极出发，经过沟道到达漏极形成漏极电流ID。
1．栅源电压UGS对导电沟道的影响（设UDS＝0）在图Z0123所示电路中，UGS ＜0，两个PN结处于反向偏置，耗尽层有一定宽度，ID=0。
若|UGS| 增大，耗尽层变宽，沟道被压缩，截面积减小，沟道电阻增大；若|UGS| 减小，耗尽层变窄，沟道变宽，电阻减小。
双极型晶体三极管的开关特性
1 0.7 mA 10
0.03mA
iB
3
0.7 10
mA
0.23mA
三极管临界饱和时的基极电流： 而
I BS
VCC uCES
Rc
5 0.3 mA 50 1
0.094 mA
因为0<iB<IBS，三极管工作在放大
状态。iC=βiB=50×0.03=1.5mA，
输出电压：
uo=uCE=UCC-iCRc=5-1.5×1=3.5V
状态称为放大状态。
2．2 双极型晶体三极管的开关特性
（3）三极管的饱和状态和可靠饱和的条件
当输入电压vI增加
：A. iB增加，工作点上移，当工作点上移至Q3点时，三
极管进入临界饱和状态。
B. iB再增加，输出iC将不再明显变化 。
当输入电压vI增加 ：C.工作点向上移至Q3点以上，饱和深度增加，进入可
2．2 双极型晶体三极管的开关特性
（4）三极管开关的过渡过程
td：延迟时间，上升到0.1Icmax tr：上升时间， 0.1Icmax到0.9Icmax
ton = td +tr ton开通时间
ts：存储时间，下降到0.9Icmax tf：下降时间，下降到0.1Icmax
toff = ts +tf toff关断时间
iC＝βiB
uCE＝VCC－ iCRc
可变
饱和
iB＞IBS 发射结正偏 集电结正偏 uBE>0，uBC>0
iC＝ICS uCE＝UCES＝
0.3V 很小， 相当开关闭合
+VCC Rc iC
Rb b
c
uo
ui
iB
e
iB(μA)
二极管、三极管的开关特性
C断，F灭
断“0”
合“1” 亮“1”
灭“0”
A 0 0 0 0 1 1 1 1
B 0 0 1 1 0 0 1 1
C 0 1 0 1 0 1 0 1
F 0 0 0 1 0 1 0 1
逻辑函数式
F =（A+B）C
二极管构成的与门
A 0 0 1 1 二极管构成的或门 A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 Z 0 1 1 1 B 0 1 0 1 Z 0 0 0 1
VO
c
RB b Vi N N P
0 VCC RC Vi RB
IC ≠β IB 这时候三极管进入饱和状态。 此时输出电压VO接近于 0。
IB
e
相当于C-E间直通。 实际的三极管在饱和状态下CE间是有一定电压的， 一般为 0.2V，这个电压称为三极管的饱和电压。
（1）截止
c b
（2）饱和
c b 0.7V
F
或逻辑运算符，也有 N个输入： 用“∨”、“∪”表 逻辑表达式 示 F= A + B+ ...+
F= A + B
N
非逻辑
当决定某一事件的条件满足时，事件不发 生；反之事件发生，
非逻辑真值表 A F 0 1 1 0
逻辑表达式
“-”非逻辑运算符
F= A
逻辑符号 1 A
F
三、复合逻辑运算 与非逻辑运算 或非逻辑运算 与或非逻辑运算
A
B
=1
F
二极管与门电路 工作原理
A、B中有一个 或一个以上为 低电平0V 则输出F就为低
3V 0V 3V 3V A 0V 0V 3V 3V B 0V 3V 0V 3V
0V 3V
三极管典型开关电路
三极管典型开关电路三极管是一种非线性电子器件，常用于电子电路中的放大和开关控制。
典型的三极管开关电路有共射、共基和共集三种。
共射开关电路是最常见的一种三极管开关电路。
它的基极通过一个电阻与信号源相连，发射极通过负载电阻连接至地，而集电极则连接到一个正电源。
在开关状态下，当输入信号高于一个阈值电压时，三极管将会被打开，并且电流可以从集电极流向发射极。
而当输入信号低于阈值电压时，三极管关断，电流无法通过。
由于集电极端的电阻，该电路可以输出一个较高的电压。
共基开关电路中，集电极连接到一个电压源上，发射极通过一个负载电阻与地相连，而基极则与信号源相连。
在开关状态下，当输入信号高于一个阈值电压时，三极管被打开，电流从集电极流向发射极，而当输入信号低于阈值电压时，三极管关断，电流无法通过。
共基开关电路可以提供较低的输出电压，常用于需要较高的电流放大的场景。
共集开关电路中，发射极连接到一个电压源上，基极通过一个电阻与信号源相连，而集电极则通过一个负载电阻与地相连。
在开关状态下，当输入信号高于一个阈值电压时，三极管被关闭，电流无法从集电极流向发射极，而当输入信号低于阈值电压时，三极管打开，电流可以通过。
共集开关电路可以提供较低的输出电压，而且具有电流放大的特性。
三极管开关电路的工作原理是，通过输入信号的控制，将三极管的工作状态切换为导通或者截止。
通过这种方式，我们可以将电路中的信号进行放大、开关控制等操作。
总结来说，三极管典型的开关电路主要有共射、共基和共集三种。
它们通过控制输入信号的大小，使三极管处于导通或截止状态，从而实现电路的特定功能。
这些典型的开关电路在电子电路设计中广泛应用，并且有着不同的电压输出特性和电流放大特性。
三极管典型开关电路
三极管典型开关电路三极管是一种常用的半导体器件，在电路中起着非常重要的作用。
其中，三极管的典型开关电路是一种常见且广泛应用的电路，用于实现对电路的开关控制。
下面将对三极管典型开关电路进行详细介绍。
三极管典型开关电路通常由三极管、电阻、电源等元器件组成。
其基本原理是通过控制三极管的输入信号，使得三极管处于导通或截止状态，从而实现电路的开关控制。
在三极管典型开关电路中，通常会采用双极型晶体管（NPN型或PNP型）来实现开关功能。
在NPN型三极管典型开关电路中，当输入信号为低电平时，三极管处于截止状态，电路中的电流无法流通，此时电路处于断开状态；当输入信号为高电平时，三极管处于饱和状态，电路中的电流可以流通，此时电路处于闭合状态。
通过控制输入信号的高低电平，可以实现对电路的开关控制。
在PNP型三极管典型开关电路中，其工作原理与NPN型相反。
当输入信号为高电平时，三极管处于截止状态，电路处于断开状态；当输入信号为低电平时，三极管处于饱和状态，电路处于闭合状态。
同样，通过控制输入信号的高低电平，可以实现对电路的开关控制。
三极管典型开关电路在实际电路设计中具有广泛的应用。
例如，可以用于数字电路中的开关控制、电源管理电路中的电路保护等方面。
此外，三极管的开关电路还可以实现电路的时序控制、电路的选择性切换等功能，极大地提高了电路的灵活性和可控性。
总的来说，三极管典型开关电路是一种常见且实用的电路，通过控制三极管的开关状态，可以实现对电路的开关控制。
在电子电路设计和应用中，三极管开关电路发挥着重要的作用，为电路的实现和功能的实现提供了关键的支持。
希望通过本文的介绍，读者对三极管典型开关电路有了更深入的了解，可以更好地应用于实际电路设计中。
晶体三极管开关特性-2022年学习资料
晶体管开关在脉冲与数字电路中_ 晶体管经常被当作开关 (电子 开关)来使用 那么晶体管工作于开关状态其开关 性是 什么 ? 1 {俸掇管开类;憷: 开关元件的作用是能把电路接通和断开。 接通就是要元 件呈现很小的电 最好接近于短路; 断开就是要元件呈现 很大的电阻 最好接近于开路。 1秣掰: 开关断开时 工 = 0, 关两端电阻为。 开关闭合时 R = 0,开关两端电压为0。 开关动作瞬时完成。 以上三点不受温度等环境因素 响。
三 -极限1胤前面对二极管限幅器的分析没有考虑二极管的开关惰性和 寄生电容的影响, 其结果只适应于低速工作 合 在高速工作 时 二极管的开关惰性和寄生电容的影响是不能忽略的。 二极管限幅器作高速应用时: 首先选用高 开关二极管; 其反向恢复时间远小于工作周 期。所以其开关惰性和结电容可以忽略不计。 其次要注意输出端寄生电 对输出波形有较大的影响, 限 幅电阻越大。对波形影响也就越大。 下面主要讨论寄生电容对二极管限幅器的影响。 寄生电容: 接线电容。下-级输入电容之和。
晶体-极管开关特性: IA 锗二极管的伏安特性如图所示: 正向特性 锗二极管导通, 正向伏安特性娈 600-20 0.5 VolV 化缓慢。正向压降随正向电流的增加 01 而增加。可用等效电阻R表示。 0.3 向特性 锗二极管截止, 反向电流较大,K V VD 般在0.01~0.3mA 通常用恒流 V < OV Vo > 0V) 源表示反向反向偏置锗二极管。恒 流源的大小等于锗二极管的反向电 流值。 I0 RD 通 情况下 可以将硅 锗二极管看作是理想开关 ,截 止认为开路 导通视为短路。
P雎区塑区晶体三极管开关特性
二极管和三极管的开关特性
第一节二极管的开关特性一般而言，开关器件具有两种工作状态：第一种状态被称为接通，此时器件的阻抗很小，相当于短路；第二种状态是断开，此时器件的阻抗很大，相当于开路。
在数字系统中，晶体管基本上工作于开关状态。
对开关特性的研究，就是具体分析晶体管在导通和截止之间的转换问题。
晶体管的开关速度可以很快，可达每秒百万次数量级，即开关转换在微秒甚至纳秒级的时间内完成。
二极管的开关特性表现在正向导通与反向截止这样两种不同状态之间的转换过程。
二极管从反向截止到正向导通与从正向导通到反向截止相比所需的时间很短，一般可以忽略不计，因此下面着重讨论二极管从正向导通到反向截止的转换过程。
一、二极管从正向导通到截止有一个反向恢复过程在上图所示的硅二极管电路中加入一个如下图所示的输入电压。
在0―t1时间内，输入为+V F，二极管导通，电路中有电流流通。
设V D为二极管正向压降（硅管为0.7V左右），当V F远大于V D时，V D可略去不计，则在t1时，V1突然从+V F变为-V R。
在理想情况下，二极管将立刻转为截止，电路中应只有很小的反向电流。
但实际情况是，二极管并不立刻截止，而是先由正向的I F变到一个很大的反向电流I R=V R／R L，这个电流维持一段时间t S后才开始逐渐下降，再经过t t后，下降到一个很小的数值0.1I R，这时二极管才进人反向截止状态，如下图所示。
通常把二极管从正向导通转为反向截止所经过的转换过程称为反向恢复过程。
其中t S 称为存储时间，t t称为渡越时间，t re=t s+t t称为反向恢复时间。
由于反向恢复时间的存在，使二极管的开关速度受到限制。
二、产生反向恢复过程的原因——电荷存储效应产生上述现象的原因是由于二极管外加正向电压V F时，载流子不断扩散而存储的结果。
当外加正向电压时Ｐ区空穴向Ｎ区扩散，Ｎ区电子向Ｐ区扩散，这样，不仅使势垒区（耗尽区）变窄，而且使载流子有相当数量的存储，在Ｐ区内存储了电子，而在Ｎ区内存储了空穴，它们都是非平衡少数载流于，如下图所示。
三极管典型开关电路
三极管典型开关电路三极管是一种常用的电子元件，可以用来实现各种电路功能。
其中，三极管的典型开关电路广泛应用于数码电子产品、功率控制电路等领域。
下面将从三极管的基本工作原理、典型的开关电路及其应用展开阐述。
三极管是由三个控制极（基极、发射极、集电极）组成，一般用来放大电流或者作为开关使用。
在开关电路中，三极管的工作状态有两种，即饱和状态和截止状态。
在饱和状态时，三极管导通，此时基极发出的微弱电流会放大成较大的电流输出；而在截止状态时，三极管不导电，无输出电流。
通过改变基极电压或者基极电流来控制三极管的工作状态，从而实现开关电路的功能。
典型的三极管开关电路有两种，分别是共发射极开关电路和共集电极开关电路。
下面将分别介绍这两种开关电路及其应用。
首先是共发射极开关电路。
这种电路结构简单，常用于小功率开关电路。
该电路的输入信号通过基极到达发射极，通过改变基极电流来控制三极管的工作状态。
当基极电流较小时，三极管处于截止状态，无输出电流；而当基极电流较大时，三极管处于饱和状态，有输出电流。
这种开关电路常用于触发器、脉冲调制和数字逻辑电路等应用中。
其次是共集电极开关电路，又称为集电极开关电路。
该电路具有较高的电压放大倍数，常用于大功率开关电路。
该电路的输入信号通过基极到达发射极，基极电流控制发射极电流的大小，进而影响集电极电流。
当基极电流较小时，三极管处于截止状态，无输出电流；而当基极电流较大时，三极管处于饱和状态，有输出电流。
该开关电路常用于功率开关、计时器、电源开关和电动机驱动等应用中。
三极管的开关电路在实际应用中具有广泛的用途。
例如，三极管的共发射极开关电路可以用于控制数码电子产品中的LED灯的亮灭；而共集电极开关电路可以实现电源的开关控制和电动机的驱动控制等。
此外，三极管的开关电路也常用于功率控制电路中，如用于调光控制、变频驱动等。
这些应用使得三极管开关电路在现代电子产品中发挥着重要的作用。
总结起来，三极管典型开关电路有共发射极开关电路和共集电极开关电路。