半导体三极管和场效应管
第3讲 半导体三极管和场效应管
模 拟 电 子 技 术
3. U(BR)CEO — 基极开路时 C、E 极间反向击穿电压。 间反向击穿电压。 、 ) U(BR)CBO — 发射极开路时 C、B 极间反向击穿电压。 间反向击穿电压。 、 ) U(BR)EBO — 集电极极开路时 E、B 极间反向击穿电压。 间反向击穿电压。 、 ) U(BR)CBO > U(BR)CEO > U(BR)EBO ) ) )
2 4 6
1. 截止区： 截止区： IB ≤ 0 IC = ICEO ≈ 0 条件： 条件：两个结反偏
ICEO
O
IB = 0
8 /V
模 拟 电 子 技 术
4 3 2 1
iC / mA 50 µA 放大区 40 µA 30 µA 20 µA 10 µA 截止区
2 4 6
2. 放大区： 放大区：
N 沟道 JFET
P 沟道 JFET
模 拟 电 子 技 术
二、 MOS 场效应管 一、增强型 N 沟道 MOSFET (Mental Oxide Semi— FET) )
G D B S D
N+
1. 结构与符号
S
N+
G
耗 尽 层
(掺杂浓度低) 掺杂浓度低)
P 型衬底
用金属铝引出 用扩散的方法 在绝缘层上喷金属 在硅片表面生一层 SiO2 和漏极 铝引出栅极 G D 薄制作两个 N 区 源极 S 绝缘层 S — 源极 Source G — 栅极 Gate D — 漏极 Drain
xyz (a)
xyz
图2.3.1
(b)
模 拟 电 子 技 术 提示： 提示： （1）晶体管工作于放大状态的条件：NPN管：VC> ）晶体管工作于放大状态的条件： 管 VB>VE，PNP管：VE>VB>VC；（ ）导通电压：硅管 BE|= ；（2）导通电压：硅管|V 管 0.6~0.7V，硅管 BE|= 0.2~0.3V， ，硅管|V ，
二极管、三极管与场效应管
电子元器件知识：二极管、三极管与场效应管。
一、半导体二极管2、半导体二极管的分类分类：a 按材质分：硅二极管和锗二极管；b按用途分：整流二极管，检波二极管，稳压二极管，发光二极管，光电二极管，变容二极管。
3、半导体二极管在电路中常用“D”加数字表示，如：D5表示编号为5的半导体二极管。
4、半导体二极管的导通电压是:a;硅二极管在两极加上电压,并且电压大于0.6V时才能导通,导通后电压保持在0.6-0.8V之间.B;锗二极管在两极加上电压,并且电压大于0.2V时才能导通,导通后电压保持在0.2-0.3V之间.5、半导体二极管主要特性是单向导电性，也就是在正向电压的作用下，导通电阻很小；而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大。
6、半导体二极管可分为整流、检波、发光、光电、变容等作用。
7、半导体二极管的识别方法：a;目视法判断半导体二极管的极性:一般在实物的电路图中可以通过眼睛直接看出半导体二极管的正负极.在实物中如果看到一端有颜色标示的是负极,另外一端是正极.b;用万用表(指针表)判断半导体二极管的极性:通常选用万用表的欧姆档(R﹡100或R﹡1K),然后分别用万用表的两表笔分别出接到二极管的两个极上出,当二极管导通,测的阻值较小(一般几十欧姆至几千欧姆之间),这时黑表笔接的是二极管的正极,红表笔接的是二极管的负极.当测的阻值很大(一般为几百至几千欧姆),这时黑表笔接的是二极管的负极,红表笔接的是二极管的正极.c;测试注意事项：用数字式万用表去测二极管时，红表笔接二极管的正极，黑表笔接二极管的负极，此时测得的阻值才是二极管的正向导通阻值，这与指针式万用表的表笔接法刚好相反。
8、变容二极管是根据普通二极管内部“PN结”的结电容能随外加反向电压的变化而变化这一原理专门设计出来的一种特殊二极管。
变容二极管在无绳电话机中主要用在手机或座机的高频调制电路上，实现低频信号调制到高频信号上，并发射出去。
在工作状态，变容二极管调制电压一般加到负极上，使变容二极管的内部结电容容量随调制电压的变化而变化。
三极管 场效应管
三极管场效应管在当代的电子工业中，三极管和场效应管是常常被使用的两种电子元器件。
它们的使用范围广泛，可以在各种电路中担任不同的角色。
本文将围绕这两种元器件进行详细的阐述。
一、三极管三极管是一种半导体器件。
它由三个掺有不同材料的区域组成，其中两个区域被称为“外结区”，另一个区域则被称为“内结区”。
当外结区加正/负电压时，电子就可以跨越内结区流到另一个外结区中。
这种流动形式被称为“扩散”，且流动的方向从高浓度处向低浓度处。
而当内结区加电压时，电子会被强制转向，以便在另一个外结区中流动，这个过程称为“漂移”。
三极管的工作原理可以概括为：当基极电压为低电平（0V）时，隔板区被反偏，此时电子无法从集电区流向发射区，因此输出为高电平。
当基极电压为高电平（正电压）时，隔板区将被正偏，电子可以顺利流向发射区，从而使输出为低电平。
二、场效应管场效应管（FET）由三个区域组成，其中有一个称为“沟道区”，处于“沟道区”下方的是“源极”，而处于“沟道区”上方的是“漏极”。
FET在正常工作状态下，其沟道区内的电子和空穴通过扩散而互相中和。
当施加负电压于栅极时，栅式场会封锁漏极与源极之间的电流，因此，FET在负栅电压下具有很高的阻值，即非常高的输入电阻。
FET的特点是输入电阻大，除了噪声系数外，其他参数都很好。
其工作原理是利用栅电势来控制电源沟道中的电子。
三、三极管和场效应管的比较1. 不同的控制方式：三极管的控制基于基极电流，而场效应管的控制基于栅极电压。
2. 不同的电路结构：三极管有三个引脚，而场效应管具有五个引脚。
3. 不同的输入输出特性：三极管输入电阻小，输出电流大，而场效应管则恰好相反。
4. 工作电压不同：三极管需要一个足够大的开启电压，而场效应管则可以以较小的电压（几伏）开启。
两者都有各自的优势和不足，具体选择哪一种器件，需要根据具体的应用环境和性能要求进行评估。
总之，三极管和场效应管都是极为重要的电子元器件，在电子技术中扮演着重要的角色。
三极管和场效应管多级放大器电压倍数
《三极管和场效应管多级放大器电压倍数》一、引言在现代电子技术领域，放大器是电路中十分重要的组成部分，它可以放大电压信号并驱动负载。
而多级放大器是由多个级联的放大电路组成，能够将输入信号进行多次放大，从而得到更大的输出信号。
本文将围绕三极管和场效应管多级放大器的电压倍数展开讨论，深入探究其原理和应用。
二、关于三极管和场效应管三极管和场效应管是两种常见的半导体器件，它们在放大器电路中扮演着重要的角色。
三极管是一种由三个不同掺杂的半导体材料构成的电子器件，具有放大功能。
而场效应管则是一种利用电场调控导电性质的器件，其放大性能也十分出色。
三、多级放大器的原理多级放大器通过级联多个放大电路来实现对输入信号的多次放大。
在每个放大级中，输入信号都会得到一定程度的放大，然后输送到下一个放大级。
通过多级放大，最终可以得到一个相对较大的输出信号。
四、电压倍数的计算在多级放大器中，电压的放大倍数可以通过每个级别的增益相乘来计算。
假设每个级别的增益分别为A1、A2、A3……An，那么总的电压放大倍数AV可以表示为AV = A1 * A2 * A3 * …… * An。
五、三极管和场效应管多级放大器的比较在实际应用中，三极管和场效应管都可以用于构建多级放大器。
三极管具有较高的放大增益和较大的电压输出范围，但存在非线性失真较大的问题。
而场效应管具有输入电阻高、功耗低以及频率响应优秀等优点，但其输出电阻相对较大。
六、个人观点在我看来，三极管和场效应管多级放大器都有其独特的优势和局限性。
在设计电子电路时，我们应该根据具体的应用需求，选择合适的器件并深入理解其原理，以求得最佳的性能和稳定性。
总结通过本文的分析和讨论，我们对三极管和场效应管多级放大器的电压倍数有了更加深入的理解。
在实际应用中，我们应该充分发挥器件的优势，合理设计电路结构，从而达到更好的放大效果。
在这篇文章中，我们深入探讨了三极管和场效应管多级放大器的电压倍数，并就相关知识进行了详细介绍。
三极管和场效应管判断
场效应管的判别一、用指针万用表1.结型场效管的判别将万用表置于RXlk档，用黑表笔接触假定为栅极G管脚，如图，：然后用红表笔分别接触另两个管脚。
若阻值均比较小(约5'--10欧)，再将红、黑表笔交换测量一次。
如阻值均很大，属N沟道管，且黑表接触的管脚为栅极G，说明原先的假定是正确的。
同样也可以判别出P 沟道的结型场效应管。
2.金属氧化物场效应管的判别(1)栅极G的判定用万用表Rxl00挡，测量功率场效应管任意两引脚之间的正、反向电阻值，其中一次测量中两引脚电阻值为数百欧姆，这时两表笔所接的引脚是D极与S极，则另一引脚未接表笔为G 极。
(2)漏极D、源极S及类型的判定用万用表RxlokD,挡测量D极与S极之间正、反向电阻值，正向电阻值约为0.2x10kfl，反向电阻值在(5—∞)x10kfl。
在测反向电阻时，红表笔所接引脚不变，黑表笔脱离所接引脚后，与G极触碰一下，然后黑表笔去接原引脚，此时会出现两种可能：若万用表读数由原来较大阻值变为零，则此时红表笔所接为S极，黑表笔所接为D极。
用黑表笔触发G极有效(使功率场效应管D极与S极之间正、反向电阻值均为012)，则该场效应管为N沟道型。
若万用表读数仍为较大值，则黑表笔接回原引脚不变，改用红表笔去触碰G极，然后红表笔接回原引脚，此时万用表读数由原采阻值较大变为0，则此时黑表笔所接为S极，红表笔所接为D极。
用红表笔触发G，极有效，该场效应管为P沟道型。
(3)金属氧化物场效应管的好坏判别用万用表Rxlkll挡去测量场效应管任意两引脚之间的正、反向电阻值。
如果出现两次及两次以上电阻值较小(几乎为0xkll)，则该场效应管损坏；如果仅出现一次电阻值较小(一般为数百欧姆)，其余各次测量电阻值均为无穷大，还需作进一步判断。
用万用表Rxlkfl挡测量D极与S极之间的正、反电阻值。
对于N沟道管，红表笔接S极，黑表笔先触碰G极后，然后测量D极与S极之间的正、反向电阻值。
三极管_与结型场效应管__概述及解释说明
三极管与结型场效应管概述及解释说明1. 引言1.1 概述三极管和结型场效应管是现代电子技术中最常用的两种电子元件。
它们在电子设备中扮演着重要的角色，起到放大、开关和调节电流等功能。
本文将对三极管和结型场效应管进行概述，并比较它们之间的区别和应用范围。
1.2 文章结构本文共分为五个部分：引言、三极管的概述、结型场效应管的概述、三极管与结型场效应管之间的比较以及结论和总结。
在接下来的内容中，我们将详细介绍这些内容以帮助读者更好地理解三极管和结型场效应管。
1.3 目的本文旨在全面介绍三极管和结型场效应管的原理、特点和应用，并通过比较它们之间的差异来帮助读者了解如何选择合适的元件来满足特定的需求。
此外，本文还会展望未来这两种元件在电子领域中可能存在的发展趋势和研究方向。
通过阅读本文，读者将能够对三极管和结型场效应管有更深入的认识，以在实际应用中做出明智的选择和决策。
2. 三极管的概述:2.1 原理及特点:三极管是一种电子器件，由PNP或NPN型晶体管构成。
它的基本原理是通过不同控制信号的变化来改变电流和电压的放大作用。
三极管具有增益高、工作稳定等特点，被广泛应用于放大、开关以及时钟电路等领域。
2.2 三极管的分类:根据结构和工作原理，三极管可分为常规PNP和NPN型三极管、功率三极管以及场效应晶体管。
常规PNP和NPN型三极管中，PNP型在基区加正电压时控制主流进入集电区，而NPN型则是通过负电压控制主流。
功率三极管通常用于高频放大器、发射机及功率放大器等需要处理较大功率信号的场合。
场效应晶体管是另一类重要的三极管类型, 它根据结构和工作原理分为增强型场效应晶体管（n-channel MOSFET）和耗尽型场效应晶体管（p-channel MOSFET）两种。
2.3 三极管的应用:由于其高度可控性和放大能力，在电子领域中广泛应用。
三极管可作为放大器使用，将弱信号放大到足够的大小以便驱动其他元件。
此外，它们还常用于开关电路中，通过控制输入信号来控制输出电流的通断。
常用场效应管与三极管参数
常用场效应管与三极管参数一、场效应管（MOSFET）场效应管是一种基于场效应原理工作的半导体器件。
它具有高输入阻抗、低输出阻抗和良好的高频响应。
场效应管有N沟道和P沟道两种类型。
常用的N沟道场效应管为N-沟道金属氧化物半导体场效应管（NMOS），而常用的P沟道场效应管为P-沟道金属氧化物半导体场效应管（PMOS）。
1. 阈值电压（Vth）- 阈值电压是场效应管的一个重要参数。
它指的是在场效应管的控制电压达到一定程度时，导电性开始有效的电压。
对于NMOS，控制电压高于阈值电压时，NMOS将开启，并使电流通过。
而对于PMOS，控制电压低于阈值电压时，PMOS将开启，并使电流通过。
2. 饱和电流（IDsat）- 饱和电流是场效应管导通时的最大电流。
当场效应管被完全点通时，达到饱和电流的最大值。
它决定了场效应管的能力和性能。
3. 导通电阻（Ron）- 导通电阻指的是场效应管在线性区域时的等效电阻。
导通电阻越小，线性区域的电流控制能力越强。
4. 最大漏极-源极电压（Vdsmax）- 最大漏极-源极电压是场效应管可以承受的最大电压。
超过这个电压，场效应管可能损坏。
5. 输出电容（Coss）- 输出电容是场效应管的一种内部电容。
它与频率响应和开关速度有关。
较大的输出电容可能导致电压上升和下降的延迟。
6. 开关时间（ton、toff）- 开关时间指场效应管从关闭到打开的时间和从打开到关闭的时间。
开关时间越短，场效应管的开关速度越快。
7.漏极电流-漏极电压特性（Id-Vd）-这个特性曲线描述了场效应管的非线性特性。
在不同的漏极电压下，漏极电流的变化将给出场效应管的工作区域。
二、三极管（BJT）三极管是一种基于电流控制原理工作的半导体器件。
它由基极（B）、发射极（E）和集电极（C）三个区域组成。
常见的三极管有NPN和PNP两种类型。
1.饱和电流增益（β）-饱和电流增益是指集电极电流与基极电流之间的比率。
它决定了三极管的放大能力。
场效应管和三极管的异同
场效应管和三极管的异同1.引言1.1 概述概述:场效应管和三极管是现代电子器件中常用的两种晶体管。
它们都是半导体器件，具有放大、开关、调节电流等功能。
虽然场效应管和三极管都属于晶体管的范畴，但它们在结构、工作原理和特性等方面存在一定的不同。
场效应管，又称为晶体管的一种，是一种基于电场调控电流的半导体器件。
场效应管的主要组成部分包括栅极、源极和漏极。
通过在栅极上施加电压来改变栅极和漏极之间的电场强度，从而控制漏极电流的大小。
场效应管具有高输入阻抗、低噪声、低功耗等优点，在许多应用中得到了广泛的应用。
而三极管是另一种常见的晶体管类型，也被称为双向晶体管。
它由三个掺杂不同的半导体材料层叠而成，主要包括基极、发射极和集电极。
通过控制基极电流来控制发射极和集电极之间的电流放大倍数。
三极管具有高电流放大倍数、可靠性高等特点，被广泛应用于放大、开关和稳压等电路。
在工作原理上，场效应管是通过改变栅极电压来调节漏极-源极之间的电流，而三极管则是通过调节基极电流来控制发射极-集电极之间的电流。
由于两者的工作原理不同，它们的特性表现也有所区别。
总结起来，场效应管和三极管在结构、工作原理和特性等方面存在明显的差异。
场效应管主要通过改变电场来调节电流，而三极管则是通过改变电流来实现电流放大。
尽管存在差异，但它们都是现代电子器件中不可或缺的重要组成部分，两者在电子领域中都有着广泛的应用。
在接下来的章节中，我们将更加深入地探讨场效应管和三极管的工作原理、特性以及它们在实际应用中的优劣势。
1.2 文章结构文章结构:本文主要围绕场效应管和三极管展开讨论，分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分首先对场效应管和三极管进行了概述，介绍了它们的基本特点和在电子学中的应用。
接着，介绍了本文的结构以及各个部分的内容和目的。
正文部分分为两个小节，分别讨论了场效应管和三极管的特点和工作原理。
在场效应管部分，我们将重点探讨了它的两个要点。
第一个要点将介绍场效应管的基本结构和工作原理，包括栅极、漏极和源极的作用以及通过改变栅极电压控制漏电流。
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经过整理后得
IC
IB
1 I CBO
1 1
令
(2-8)
1
β称为共发射极直流电流放大系数。当IC>>ICBO时, β又可写成
IC
IB
电子发烧友
(2-9)
第二章 半导体三极管
则
ICIB(1)ICB OIBICEO
其中ICEO称为穿透电流,
ICEO(1)ICBO
一般三极管的β约为几十～几百。β太小, 管子的放大能 力就差, 而β过大则管子不够稳定。
电子发烧友
第二章 半导体三极管
1. 输入特性
当ＵＣＥ不变时, 输 入回路中的电流ＩＢ与 电压ＵＢＥ之间的关系曲
线称为输入特性, 即
IB / mA
U CE＝0 V U CE＝2 V
IB f (U ) BE UCE常数 0 0.2 0.4 0.6
U BE / V
图 2 - 7 三极管的输入特性
电子发烧友
第二章 半导体三极管
2. 输出特性
IC / mA
当ＩＢ不变时, 输出
4
回路中的电流ＩＣ与电压 饱
和
3
ＵＣＥ之间的关系曲线称 区
2
为输出特性, 即
1
IC f (UCE) IB常数 0
IB＝80 A 放
60 A
大 40 A
区 20 A
0 A
5
10
15
截止 区
U CE / V
图 2 - 8 三极管的输出特性
电子发烧友
第二章 半导体三极管
2.1.1 晶体三极管的工作原理
一、结构及符号
图 2 – 2 晶体三极管的结构示意图和符号
电子发烧友
第二章 半导体三极管
无论是NPN型或是PNP型的三极管,它们均包含三个 区: 发射区、基区和集电区, 并相应地引出三个电极： 发射极（e)、基极(b)和集电极(c)。同时,在三个区的两两 交界处, 形成两个PN结, 分别称为发射结和集电结。常 用的半导体材料有硅和锗, 因此共有四种三极管类型。 它 们 对 应 的 型 号 分 别为： 3A( 锗PNP) 、 3B( 锗NPN) 、 3C(硅PNP)、3D(硅NPN)四种系列。
集电极电流ＩＣ由两部分组成：ＩＣｎ和ＩＣＢＯ,
前者是由发射区发射的电子被集电极收集后形成的, 后者是由集电区和基区的少数载流子漂移运动形成的, 称为反向饱和电流。 于是有
ＩＣ＝ＩＣｎ＋ＩＣＢＯ
(2 - 1)
电子发烧友
第二章 半导体三极管
发射极电流ＩＥ也由两部分组成：ＩＥｎ和ＩＥｐ。 ＩＥｎ为发射区发射的电子所形成的电流, ＩＥｐ是由基
电子发烧友
第二章 半导体三极管
二、 三极管的三种连接方式
IE e
IC c
IB b
c
b
IC
IB
e
IE
e
b
IB IC
IE c
(a) 共基极
(b) 共发射极
(c) 共集电极
图 2 - 3 三极管的三种连接方式
电子发烧友
第二章 半导体三极管
三、 三极管的放大作用
c
IC
1. 载流子的传输过程 (1) 发射。
N Rc
(2) (2) 扩散和复合。 (3) (3) 收集。
b IB Rb
P
N
U CC
U BB
e
IE
图 2 – 4 三极管中载流子的传输过程
电子发烧友
第二章 半导体三极管
2. 电流分配
c
IC
ICn
IC BO
N Rc
b
IB
Rb
IBn
P
N
U CC
U BB
e
IE
图 2 - 5 三极管电流分配
电子发烧友
第二章 半导体三极管
2 . 33 1 . 14 0 . 983 2 . 37 1 . 16
1 . 74
0 . 983
1 . 77 电子发烧友
第二章 半导体三极管
2.1.2 三极管的特性曲线
Rc IC ＋
mA
－
Rb
IB
A
＋
＋
U CC
U BB
uBE
V －
V UCE －
图 2 – 6 三极管共发射极特性曲线测试电路
第二章 半导体三极管
第二章 半 导 体 三极管
2.1 双极型半导体三极管 2.2 单极型半导体三极管 2.3 半导体三极管电路的基本分析方法 2.4 半导体三极管的测试与应用
电子发烧友
第二章 半导体三极管
2.1 双极型半导体三极管
3AX81
3AX1
3DG4
3AD10
(a)
(b)
(c)
(d)
图 2 - 1 几种半导体三极管的外形
电子发烧友
第二章 半导体三极管
表2 - 1 三极管电流关系的一组典型数据
IB/mA -0.001 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 IC/mA 0.001 0.01 0.56 1.14 1.74 2.33 2.91 IE/mA 0 0.01 0.57 1.16 1.77 2.37 2.96IBICE,ICIE电子发烧友
第二章 半导体三极管
IC
IB
UCE常数
相应地, 将集电极电流与发射极电流的变化量之比, 定义为共 基极交流电流放大系数, 即
IC
IE
UCB常数
故
IC IC IC / IE IB IE IC 1 IC / IE 1
电子发烧友
第二章 半导体三极管
IBIBnICBO (2-3)
电子发烧友
第二章 半导体三极管
发射区注入的电子绝大多数能够到达集电极, 形成
集电极电流, 即要求ＩＣｎ>>ＩＢｎ。
通常用共基极直流电流放大系数衡量上述关系, 用α
来表示, 其定义为
ICn
ICn
(2-4)
IEn IE
一般三极管的α值为0.97～0.99。将(2-4)式代入(2-1)式, 可
区向发射区扩散的空穴所形成的电流。因为发射区是重
掺杂, 所以ＩＥｐ忽略不计, 即ＩＥ≈ＩＥｎ。ＩＥｎ又分成 两部分, 主要部分是ＩＣｎ, 极少部分是ＩＢｎ。ＩＢｎ是电
子在基区与空穴复合时所形成的电流, 基区空穴是由电
源ＵＢＢ提供的,故它是基极电流的一部分。
IEIEn IC nIBn (2-2)
基极电流ＩＢ是ＩＢｎ与ＩＣＢＯ之差：
ICICn ICB O IEICBO (2-5)
电子发烧友
第二章 半导体三极管
通常ＩＣ>>ＩCBO, 可将ＩＣＢＯ忽略, 由上式可得出
IC
(2-6)
IE
三极管的三个极的电流满足节点电流定律, 即
IE ICIB (2-7)
将此式代入(2 - 5)式得
IC(ICIB)ICBO
电子发烧友
第二章 半导体三极管
显然β与β, α与α其意义是不同的, 但是在多数情况
下β≈β, α≈α。 例如, 从表2 - 1 知, 在ＩＢ＝００３mA附近, 设ＩＢ由００２mA变为００４mA, 可求得
I C 2 . 33 1 . 14 59 . 5 I B 0 . 04 0 . 02
I C 1 . 74 58 I B 0 . 03