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