传感器双极性晶体管
双极性晶体管的发展趋势
双极性晶体管的发展趋势双极性晶体管(BJT)作为一种重要的电子器件,在电子技术领域得到了广泛的应用。
随着科技的不断发展,人们对BJT的要求也在不断提高,因此BJT的发展趋势也在不断变化。
首先,BJT的尺寸越来越小。
自从1960年发现集成电路以来,电子器件的尺寸就一直在不断减小。
BJT作为集成电路中重要的组成部分之一,其尺寸的缩小是必然趋势。
随着微纳技术的不断发展,如今已经实现了纳米级的BJT器件,这不仅提高了器件的集成度,还降低了功耗和成本。
其次,BJT的性能不断提升。
随着对电子器件性能要求的提高,BJT的速度、功率和可靠性等方面也在不断改善。
速度方面,BJT的开关速度越来越快,可以达到GHz级别,适用于高频率应用;功率方面,BJT的功率密度也在不断提高,可以承受更高的功率;可靠性方面,BJT的寿命和可靠性得到了极大的提高,可以满足更严苛的工作环境。
第三,BJT的制造工艺不断改进。
随着制造工艺的进步,如今已经发展出了多种不同的BJT工艺,如高压工艺、低温工艺和SiGe工艺等。
这些工艺的出现使得BJT在不同应用中具备了更广泛的适应性,能够满足不同领域的需求。
第四,BJT的材料研究不断深入。
传统的BJT采用的是硅材料,但是近年来人们对其他材料的研究也取得了一定的进展。
如今已经发展出了SiC(碳化硅)和GaAs(砷化镓)等新材料的BJT,这些材料具有更好的导电和导热性能,能够在高温、高压等恶劣环境下工作。
最后,BJT与其他器件的集成程度越来越高。
随着集成电路技术的不断发展,人们将BJT与其他器件进行集成,形成了更复杂的电路结构。
例如,将BJT与MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)等器件集成在一起,形成了BiCMOS (双极性CMOS)器件,具备了BJT和MOSFET的优点,适用于更广泛的应用领域。
综上所述,双极性晶体管的发展趋势主要包括尺寸的缩小、性能的提升、制造工艺的改进、材料的研究和与其他器件的集成。
晶体管类型和三个极的判断
晶体管类型和三个极的判断一、引言晶体管,作为现代电子工业的核心元件,其类型和极性的判断是电子工程师必须掌握的基本技能。
本篇文章将详细介绍晶体管的类型及如何判断其三个极。
二、晶体管类型晶体管主要有两大类型:双极型晶体管(Bipolar Junction Transistor,BJT)和场效应晶体管(Field Effect Transistor,FET)。
1.双极型晶体管(BJT):由三个半导体区域构成,包括两个PN结。
根据结构差异,双极型晶体管又可以分为PNP和NPN两种类型。
在BJT中,电流控制是通过电荷载流子的变化来实现的。
2.场效应晶体管(FET):由源、栅和漏三个电极构成,主要分为金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)和绝缘栅双极晶体管(IGBT)等类型。
在FET中,电流的控制是通过改变半导体区域的电导率来实现的。
三、晶体管三个极的判断在判断晶体管的三个极时,我们通常基于其工作原理和结构特性进行识别。
以下是具体的判断方法:1.NPN型晶体管:a. 将晶体管放于手掌中,使得基极(B)朝向自己;b. 从基极开始,逆时针方向分别是基极(B)、集电极(C)和发射极(E);c. 对于PNP型晶体管,则相反,即从基极开始,顺时针方向分别是基极(B)、集电极(C)和发射极(E)。
2.金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET):a. 有源区:由于MOSFET 的源极和漏极通常由同一种类型的半导体构成,因此可以通过测量其电阻值进行判断。
源极与漏极之间的电阻值较小;b. 栅极:栅极与源极或漏极之间的电阻值较大;c. 漏极:漏极与源极之间的电阻值较小。
3.绝缘栅双极晶体管(IGBT):a. 发射极:通常标识有标记的一极为发射极;b. 集电极:将万用表置于测量电阻的适当量程,使万用表的黑表笔接IGBT的任意一脚,红表笔先后分别接其余两脚。
比较两次测量结果,阻值较小的一次测量中,红表笔接的就是集电极;c. 栅极:栅极通常与其它电极相连,如果需要判断,可以通过测量电阻的方法来辨别。
NPN双极型晶体管
双极型晶体管双极型三极管又称半导体三极管、晶体管,或简称为三极管。
双极型三极管有三个电极。
三极管可以用半导体材料硅或锗制成。
有两类标准的三极管:NPN 和PNP型。
现在用的三极管大多是NPN型。
NPN三极管由一块N型发射极(E)、一块P型基极(B)和一块N型集电极(C)组成。
三极管具有电流放大作用。
集电极电流Ic与基极电流I B成正比,小于发射极电流。
三个电流之间的关系是I E=Ic+I B。
三极管的电流放大系数通常用β表示,当C、E两端的电压保持不变时有β=△Ic/△IB。
当基极电压略高于发射极的正向电压(约为0.6V),三极管导通。
一般认为,当U CE=U BE,即U CB=0时,晶体管趋于饱和状态,这个电压大约是+0.7V。
这时C极与E极之间的电阻很小,甚至几乎可以看成短路。
一般将I B≤0的区域称为截至区,此时I C也近似为零。
由于管子各极电流都基本上等于零,所以三极管处于截至状态,没有放大作用。
此时C级与E级之间的电阻很大,可以看成开路。
其实当I B=0时,集电极回路的电流并不正真为零,有一个极小的漏电流I CBO 从集电极流到基极。
PNP三极管的发射区和集电区是P型半导体,而基区是N型半导体。
PNP型三极管放大原理与NPN型三极管基本相同。
但由于结构的不同,三极管工作在放大区,外加电压的极性U BE<0,而UBC>0,正好与NPN三极管相反。
PNP三极管的各种参数含义也与NPN三极管相同,这里就不再重复了。
Bipolar TransistorBipolar transistor also known as semiconductor transistor\transistor, Or be called bipolar-junction transistor.Bipolar transistor has three electrodes.Bpolar transistor are made of semiconductor material silicon or Ge .There are two types of standard bipolar transistors ,NPN and PNP.Most transistors used today are NPN.The NPN bipolar transistor consists of an N-type emitter(E),P-type base(B),and N-type collector(C).Bipolar transistor have the function of amplifing current.The amount of collector curret is directly proportionalto the amount of base current and will be less than the emitter current.The relationship of the current is Ie=Ic+Ib.The current gain cofficient usually be expressed by B and is expressed as =△Ic/△IB,when the voltage from C to E( Uce)is held constant.An NPN bipolar transistor turn on when the base is more positive than the emitter(about 0.6V).It was generally think that the transistor is in saturation when Uce eaqual Ube,namely Ucb=0.The voltage is about positive 0.7V and the resistance from C to E is low and may even appear almost as a short The transistor is off When I B≤0,I C is about 0.Becase the current of all electrodes is disposed 0,the transistor is off and has not the function of amplifing current.The resistance from C to E now is and may appear as an open.Actually the current of collector is not 0 when Ib is 0,a small leakage current Icbo from C to E is always present .The emitter and collector of the PNP transistor are P semiconductor andThe base is N semiconductor.The amplifing principle of PNP is same as NPN.Becase of different strucure, the transistor has the function of amplifing when Ube<0.But UBC>0and is opposite from NPN.The parameter of the PNP is same with NPN,we will not repeat.。
第4章 双极型晶体管工作原理
b I
BN
IB+
15V
RB IE I e
IE
U CC
UBB
4.4.2
晶体管伏安特性曲线及参数
晶体管有三个电极,通常用其中两个分别作输入, 晶体管有三个电极 , 通常用其中两个分别作输入 , 输出端,第三个作公共端, 输出端 , 第三个作公共端 , 这样可以构成输入和输出两 个回路.实际中有共发射极 共集电极和共基极三种基 共发射极, 个回路 . 实际中有 共发射极 , 共集电极和共基极 三种基 本接法,如图所示. 本接法,如图所示.
一定而u 增大时,曲线仅略有上翘( 略有增大). 一定而 CE增大时,曲线仅略有上翘(iC略有增大). 原因: 原因: 基区宽度调制效应(Early效应) 基区宽度调制效应(Early效应) 效应 或简称基调效应
UCE
由于基调效应很微弱,uCE 由于基调效应很微弱, 在很大范围内变化时I 在很大范围内变化时 C基本不 一定时, 变.因此,当IB一定时, 因此, 集电极电流具有恒流特性. 集电极电流具有恒流特性.
4.4 双极性晶体管
双极型晶体管是由三层杂质半导体构成的器件.它有 双极型晶体管是由三层杂质半导体构成的器件. 三个电极,所以又称为半导体三极管,晶体三极管等,以 三个电极,所以又称为半导体三极管,晶体三极管等, 后我们统称为晶体管.常见的晶体管其外形如图示. 后我们统称为晶体管.常见的晶体管其外形如图示. 晶体管其外形如图示
共发射极 共基极 共集电极 其中, 共发射极接法更具代表性, 其中 , 共发射极接法更具代表性 , 所以我们主要讨 论共发射极伏安特性曲线. 论共发射极伏安特性曲线.
晶体管共发射极特性曲线
晶体管特性曲线包括输入和输出两组特性曲线. 晶体管特性曲线包括输入和输出两组特性曲线 . 这 两组曲线可以在晶体管特性图示仪的屏幕上直接显示出 也可以用图示电路逐点测出. 来,也可以用图示电路逐点测出. 一,共发射极输出特性曲线 共发射极输出特性曲线 共射输出特性曲线是以 iB为参变量时,iC与uCE间的 为参变量时, 关系曲线,即 关系曲线,
双极性晶体管的基本放大电路
双极性晶体管的基本放大电路在现代电子技术的发展中,晶体管是一种常见且重要的电子器件。
作为一种用于放大信号和控制电流的半导体器件,晶体管在各类电子设备中起着至关重要的作用。
而双极性晶体管就是其中一种常见的晶体管。
本文将介绍双极性晶体管的基本放大电路原理,以及其在实际应用中的重要性。
首先,让我们来了解一下双极性晶体管的基本结构。
双极性晶体管通常由三层半导体材料构成,其中两个外层为P型半导体,中间一层为N型半导体。
这三层分别被称为发射极(Emitter)、基极(Base)和集电极(Collector)。
通过外接电路的作用,可以控制基极和发射极之间的电流,进而调节集电极和发射极之间的电流。
在基本放大电路中,双极性晶体管起到了信号放大的关键作用。
下面我们以共射极放大电路为例来介绍双极性晶体管的放大原理。
在共射极放大电路中,双极性晶体管的基极通过一个输入源与负载电阻相连,而发射极与地连接。
集电极则接在一个电源上。
当输入信号施加到基极时,双极性晶体管的发射极电流将受到控制,从而产生集电极电流的变化。
这种变化使得输出信号经过负载电阻时产生相应的增益,从而实现信号的放大作用。
在共射极放大电路中,双极性晶体管的工作状态可以通过其静态工作点来描述。
静态工作点是指在无输入信号时,双极性晶体管的集电极电流和基极电流的大小。
通过适当选择电阻和电源电压,可以使双极性晶体管处于饱和区或截止区工作。
当输入信号施加到基极时,双极性晶体管的工作状态将发生变化,进而产生不同程度的集电极电流变化,实现信号的放大。
双极性晶体管的基本放大电路广泛应用于各类电子设备中。
在广播电视接收机中,它被用来放大无线电频率信号,使其能够被扬声器播放出来。
在音响设备中,它被用来放大音频信号,使得音乐声能够有足够的音量。
在计算机的中央处理器中,它被用来放大控制信号,使得处理器能够按照指令正确运行。
总结而言,双极性晶体管的基本放大电路是一种重要的电子技术应用。
双极型晶体管介绍
晶体管的极限参数
双极型晶体管(Bipolar Transistor)
由两个背靠背PN结构成的具有电流放大作用的晶体三极管。起源于1948年发明的点接触晶体三极管,50年代初发展成结型三极管即现在所称的双极型晶体管。双极型晶体管有两种基本结构:PNP型和NPN型。在这3层半导体中,中间一层称基区,外侧两层分别称发射区和集电区。当基区注入少量电流时,在发射区和集电区之间就会形成较大的电流,这就是晶体管的放大效应。双极型晶体管是一种电流控制器件,电子和空穴同时参与导电。同场效应晶体管相比,双极型晶体管开关速度快,但输入阻抗小,功耗大。双极型晶体管体积小、重量轻、耗电少、寿命长、可靠性高,已广泛用于广播、电视、通信、雷达、计算机、自控装置、电子仪器、家用电器等领域,起放大、振荡、开关等作用。
BVceo---基极开路,CE结击穿电压
BVebo---集电极开路EB结击穿电压
BVces---基极与发射极短路CE结击穿电压
BV cer---基极与发射极串接一电阻,CE结击穿电压
D---占空比
fT---特征频率
fmax---最高振荡频率。当三极管功率增益等于1时的工作频率
hFE---入阻抗
hOE---共发射极静态输出电导
h RE---共发射极静态电压反馈系数
hie---共发射极小信号短路输入阻抗
hre---共发射极小信号开路电压反馈系数
hfe---共发射极小信号短路电压放大系数
hoe---共发射极小信号开路输出导纳
IB---基极直流电流或交流电流的平均值
双极型晶体管极限参数
★最大集电极耗散功率如图所示。
★最大集电极电流:使b下降到正常值的1/2~2/3时的集电极电流称之为集电极最大允许电流。
静电感应晶体管
静电感应晶体管静电感应器件自从七十年代产生以来,由于它自身特有的优势,在八十年代取得了迅速的发展。
在这期间出现了许多形形色色的静电感应器件,其中就有静电感应晶体管(SIT)、双极型静电感应晶体管(BSIT)、静电感应晶闸管(SITH)这三种比较有价值的器件,这类器件均具有噪声低,线性度好,失真小等优点,现已广泛应用于电子行业。
2.1 静电感应晶体管的基本类型由于SIT、BSIT、SITH是静电感应器件中有代表性的三种器件,在此对它们作以简单介绍。
1、静电感应晶体管(SIT)SIT作为唯一一种具有类三极管特性的半导体器件,一般为常开型器件。
主要有以下特点[4]:(1)是单极性器件,所以工作速度比较快;(2)栅极是利用pn结的反偏控制,沟道中没有来自栅极的少子注入,器件的高速开关特性优异;(3)器件是垂直沟道,相比于场效应晶体管,沟道更短更窄;(4)电压控制型器件,驱动功率小;(5)栅电阻小,高频信号损失小,因此高频特性优异;(6)无电流集中,所以耐击穿强度比较高。
2、双极型静电感应晶体管(BSIT)与SIT不同,BSIT工作在正栅压下,具有饱和类五极管特性,一般是常关型器件,与其他功率器件相比,具有以下优点[4]:(1) BSIT是多子导电器件,相比于双极型器件,稳定性更好;(2)与MOSFET相比,通态电阻较低;(3)与IGBT相比,稳定性好,工艺简单,关断时间短;(4)与GTO相比,关断时间短。
另外,BSIT在很宽的电流范围内都具有很高的电流放大倍数,能实现对大功率电路的控制。
3、静电感应晶闸管(SITH)与SIT和BSIT不同,SITH有常开型和常关型两种类型,它的结构相当于在SIT的阳极串联了一个二极管。
主要有以下特点[4]:(1)栅极也是应用pn结反偏控制的,所以器件的开关速度比较高;(2)导通沟道大部分为耗尽区占据,正向导通压降低;(3)电流电压容量大,阻断增益高,工作频率高。
2.2 静电感应晶体管的基本结构根据静电感应晶体管栅体结构、分布和制造工艺的不同,静电感应晶体管的基本结构可分为:埋栅型、表面栅型、复合栅型、介质盖栅型、槽栅型和双栅型结构等。
bjt温度传感器工作原理
BJT(双极型晶体管)温度传感器的工作原理主要是利用半导体材料和结构的特点,随着温度变化而产生物理性质的变化,从而感知和检测温度。
以下是其工作原理的详细介绍:1. 工作机制:BJT由两个背靠背连接的半导体薄片组成,其中一个是电子注入的,另一个是空穴注入的。
这两个薄片都以PN结为中心连接在一起。
这个PN结可以视为一个热敏元件,具有随着温度变化而改变电压特性的特性。
2. 热电效应:BJT的PN结在温度变化时会产生电动势,这种现象称为热电效应。
这个电动势的大小取决于结的温度和材料的性质。
当BJT温度传感器工作时,由于热辐射、热对流和热传导的作用,它的温度会发生变化。
这种温度变化会导致PN结的电动势发生变化,即产生微弱的电压信号。
3. 信号放大:为了提高传感器的灵敏度和可靠性,通常会使用一些信号放大措施,如集成运算放大器。
集成运算放大器具有很强的信号放大能力,可以有效地放大由温度变化引起的微弱电压信号。
4. 温度补偿:为了消除其他干扰信号对传感器的影响,需要进行温度补偿。
通过在BJT温度传感器中加入一定的补偿电路,可以实现对温度变化引起的信号的补偿,从而获得更加准确和可靠的测量结果。
总的来说,BJT温度传感器的工作原理主要是利用半导体材料和结构的特点,通过热电效应产生微弱的电压信号,再通过信号放大和温度补偿等措施,获得更加准确和可靠的测量结果。
值得注意的是,以上工作原理主要是针对传统的BJT温度传感器。
随着科技的进步,现在也有一些新型的温度传感器,如热电堆、热敏电阻等,它们的工作原理与传统的BJT温度传感器有所不同,但都具备了高灵敏度、高可靠性、低成本等优点。
这些新型的温度传感器在许多领域(如医疗、环境监测、工业控制等)得到了广泛的应用。
半导体元器件 分类
半导体元器件分类半导体元器件分类一、引言半导体元器件是现代电子技术中不可或缺的重要组成部分。
它们广泛应用于各种电子设备中,包括计算机、手机、电视、汽车电子等。
本文将对半导体元器件进行分类,介绍其主要类型及特点。
二、分类一:二极管二极管是最简单的半导体元器件之一。
它由P型和N型半导体材料组成,具有只允许单向电流通过的特性。
根据不同的用途和结构,二极管可以分为整流二极管、稳压二极管、光电二极管等。
1. 整流二极管:用于将交流电转换为直流电的元件。
它的特点是正向导通电压低、反向击穿电压高、反向电流小。
2. 稳压二极管:用于稳定电压的元件。
它的特点是具有较稳定的反向电压,可用于保护其他元器件免受过高电压的损害。
3. 光电二极管:将光能转化为电能的元件。
它的特点是在光照下产生电流,可应用于光电传感器、光通信等领域。
三、分类二:晶体管晶体管是一种用于放大和控制电信号的半导体元件。
它由三层或多层半导体材料构成,根据结构和工作原理的不同,可以分为三极管、场效应晶体管和双极性晶体管。
1. 三极管:由三个掺杂不同的半导体层组成,具有放大电信号的功能。
它的特点是输入电流小,输出电流大,可用于放大电流和开关电路。
2. 场效应晶体管:根据栅极电压的变化来控制电流的元件。
它的特点是输入电阻高,功耗低,可用于放大电压和开关电路。
3. 双极性晶体管:由P型和N型半导体材料构成,具有放大和开关功能。
它的特点是电流放大倍数高,可用于放大电流和开关电路。
四、分类三:集成电路集成电路是在单个芯片上集成了多个电子元件的器件。
根据集成度和功能的不同,可以分为数字集成电路和模拟集成电路。
1. 数字集成电路:用于处理和传输数字信号的元件。
它的特点是逻辑门电路多,运算速度快,可用于计算机、手机等数字设备。
2. 模拟集成电路:用于处理和传输模拟信号的元件。
它的特点是放大器电路多,信号处理精度高,可用于音频、视频等模拟设备。
五、分类四:传感器传感器是将物理量、化学量等转化为电信号的元件。
双极型晶体管工作原理
双极型晶体管工作原理双极型晶体管(BJT)是一种常见的电子器件,其工作原理基于PN结的导电特性。
BJT有三个电极,分别是基极(base)、发射极(emitter)和集电极(collector)。
BJT是一种由两个PN结组成的三层结构,有两种类型:NPN型和PNP型。
NPN型的BJT中,基极是P型半导体,发射极是N型半导体,集电极是P型半导体。
PNP型的BJT中,基极是N型半导体,发射极是P型半导体,集电极是N型半导体。
当正向偏置施加在PN结上时,使得发射结正向偏置而集电结反向偏置。
这导致基区中的载流子浓度增加,使得基区变得导电。
当在基极-发射极之间施加一个小的输入电压时,基区中的浓度变化,导致发射极-基极电流(IE)的变化。
根据BJT的放大特性,这个微小的输入电流变化将导致集电极-发射极电流(IC)的大幅度变化。
因此,BJT可以作为电流放大器使用。
通过控制基极-发射极电流,可以得到更大的集电极-发射极电流。
这使得BJT适用于放大和开关电路。
在放大器中,输入信号通过调节基极-发射极电流来放大输出信号。
在开关电路中,可以在集电极-发射极之间形成开关效应。
需要注意的是,BJT的工作原理受到PN结正向偏置、反向偏置和饱和的影响。
在正常工作区域内,BJT是活跃的,并能放大电信号。
然而,当发射极-基极电流超过一定限制时,BJT会进入饱和区,导致性能下降。
总结起来,双极型晶体管的工作原理是通过控制基极-发射极电流来放大集电极-发射极电流。
这使得BJT成为一种重要的电子元件,在电路中广泛应用于放大和开关的功能。
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。
双极型晶体管极限参数及举例
双极型晶体三极管极限参数及举例四、晶体管的极限参数1. 击穿电压U(BR)CBO指e极开路时,c-b极间的反向击穿电压。
U(BR)CEO指b极开路时,c-e极间的反向击穿电压。
U(BR)CEO<U(BR)CBOU(BR)EBO指c极开路时,e-b极间的反向击穿电压。
普通晶体管该电压值比较小,只有几伏。
2. 集电极最大允许电流I CMβ与i C的大小有关,随着i C的增大,β值会减小。
I CM一般指β下降到正常值的2/3时所对应的集电极电流。
当i C >I CM时,虽然管子不致于损坏,但β值已经明显减小。
因此,晶体管线性运用时,i C不应超过I CM。
3. 集电极最大允许耗散功率P CMP CM 与管芯的大小、材料、散热条件及环境温度等因素有关。
P CM 在输出特性上为一条I C 与U CE 乘积为定值P CM 的双曲线,称为P CM 功耗线,如下图所示。
晶体管工作在放大状态时,在c结上要消耗一定的功率,从而导致c结发热,结温升高。
当结温过高时,管子的性能下降,甚至会烧坏管子,因此有一个功耗限额。
P C =I C ·U CE 有缘学习更多关注桃报:奉献教育(店铺)或+谓ygd3076u C Ei C0工 作区安 全I C MP CM U (BR)CEO 击穿电压U (BR)CEO P CM =I C ·U CE 为了确保管子有效安全工作,使用时不应超出这一工作区。
最大电流I CM五. 温度对晶体管参数的影响温度对晶体管的u BE 、I CBO 和β有不容忽视的影响。
其中,u BE 、I CBO 随温度变化的规律与PN 结相同,即温度每升高1℃, u BE 减小(2 ~ 2.5)mV ;温度每升高10℃, I CBO 增大一倍。
温度对u BE 、I CBO 和β的影响,其结果反映在输出特性曲线上,表现为温度升高曲线上移且间隔增大。
温度对β的影响表现为,β随温度的升高而增大,变化规律是:温度每升高1℃,β值增大0.5%~1%(即Δβ/βT ≈(0.5~1)%/℃)。
双极性和场效应晶体管的比较
双极性和场效应晶体管的比较双极性晶体管(BJT)和场效应晶体管(FET)是两种常见的半导体器件,它们在电子领域中扮演着重要的角色。
尽管它们都有广泛的应用,但这两种器件在结构、工作原理和性能方面存在一些根本差异。
本文将对双极性晶体管和场效应晶体管进行比较。
首先,我们来看看双极性晶体管。
它由三个掺杂不同的半导体区域组成:发射区、基区和集电区。
双极性晶体管的工作基于电流的控制,通过控制基极电流来调节集电极的电流。
该器件有三个接线管脚:发射极、基极和集电极。
双极性晶体管的主要优点是其高电流放大倍数和其可靠性。
然而,它的主要局限性在于其较高的功耗和较慢的开关速度。
与之相比,场效应晶体管采用一种不同的工作原理。
它是由掺入源、漏和栅的半导体层组成。
场效应晶体管的特点是它基于电场的控制,通过调节栅电压来控制漏极电流。
与双极性晶体管不同,场效应晶体管有四个引脚:源极、栅极、漏极和衬底。
场效应晶体管的主要优点是其低功耗和高开关速度。
但是,与双极性晶体管相比,场效应晶体管的电流放大倍数较低。
双极性晶体管和场效应晶体管在实际应用中的差异也是明显的。
由于双极性晶体管的高电流放大倍数,它通常用于需要较高电压和电流放大的应用,如音频放大器和功率放大器。
而场效应晶体管则常用于需要低功耗和高速开关的应用,如计算机处理器和数字电路。
此外,双极性晶体管和场效应晶体管有不同的耐压能力。
双极性晶体管通常具有较高的耐压能力,可以承受较高的电压。
而场效应晶体管的耐压能力较低,它是根据材料和尺寸决定的,因此在高电压应用中需要格外小心。
总的来说,双极性晶体管和场效应晶体管各有优劣。
选择合适的器件取决于所需的应用和性能要求。
双极性晶体管在高功率放大方面具有优势,而场效应晶体管则在低功耗和高速开关方面更加适用。
对于工程师和设计师来说,充分了解这两种器件的特点和优劣势将对正确选择和应用至关重要。
综上所述,双极性晶体管和场效应晶体管都是重要的半导体器件,它们在电子领域中有着广泛的应用。
lm35工作原理
lm35工作原理一、概述LM35是一种常见的温度传感器,具有高精度、线性度高、简单易用等优点,被广泛应用于温度测量和控制领域。
本文将介绍LM35的工作原理、特点以及应用场景。
二、LM35的结构LM35是一种基于MOS晶体管工艺的集成电路,其结构非常简单。
它由一个温度敏感元件、放大器和输出引脚组成。
温度敏感元件是一个PNP双极性晶体管,放置在一个金属壳体中,起到热敏电阻的作用。
放大器是用来放大温度敏感元件的电压信号,并将其转换为温度值。
输出引脚则用于将温度值输出到外部电路。
三、工作原理1.温度敏感元件:LM35的核心是温度敏感元件,它是一个PNP双极性晶体管。
当温度升高时,温度敏感元件的导电能力也会增加,从而改变其电流和电压特性。
2.放大器:LM35内部的放大器会将温度敏感元件的微弱电压信号放大,使得外部电路能够准确读取温度值。
3.输出引脚:LM35的输出引脚通常使用模拟输出方式,输出一个与温度成正比的电压信号。
输出的电压值与温度之间存在一个线性关系,通常为10mV/摄氏度。
四、特点1.高精度:LM35的温度测量精度高,可以达到0.5摄氏度。
2.线性度高:LM35的输出电压与温度之间具有线性关系,便于测量和计算。
3.高灵敏度:LM35对温度变化的响应速度快,能够实时检测环境温度的变化。
4.低功耗:LM35工作时的功耗非常低,适合搭配微处理器或嵌入式系统使用。
五、应用场景1.温度测量:LM35常被用于测量室内外温度、食品储存温度、工业生产过程中的温度等。
2.温度控制:LM35可以与控制电路结合,用于控制电磁阀、加热器、冷却设备等,实现对温度的自动控制。
3.温度报警:由于LM35具有高精度和实时性,可以将其应用于温度报警系统中,一旦温度超过设定的阈值,就会触发警报。
4.环境监测:利用多个LM35传感器,可以布置在不同位置对环境温度进行监测,以保证环境的舒适度和安全性。
六、使用注意事项1.输入电压:LM35的工作电压范围为+4V至+30V,超出范围可能会损坏传感器。
晶体管做温度传感器的原理
晶体管做温度传感器的原理晶体管是一种电子元件,由半导体材料制成。
它可以用作温度传感器,基于其在温度变化下的电性能的变化。
晶体管的原理是基于PN结的性质,在不同温度下,PN结的电流、电压特性会发生变化。
晶体管是由两个不同材料的半导体层构成的。
其中一个层是P型半导体,其中的电子是通过施加电压从另一层N型半导体传递过来的。
PN结受到温度变化的影响,导致电子的行为发生变化。
在晶体管中,温度会导致载流子的数目和能量发生变化。
当温度升高时,晶体管中的电流也会增加。
这是由于载流子(电子和空穴)的数目增加,引起电流的增加。
而在温度升高的过程中,晶体管中的电压也会降低。
这是由于载流子的能量增加,使得能量较高的电子可以跨越能隙并流入另一层。
晶体管的温度传感器的最常见的一种应用是为了测量环境的温度。
在这种情况下,晶体管被放置在需要测量温度的环境中,并通过外部电路来测量其电流和电压。
根据晶体管的电流和电压的变化,可以计算出环境的温度。
具体而言,测量环境温度的晶体管温度传感器是通过将晶体管与电阻和电导贴片连接在一起,并将其组装在一个封装中来实现的。
晶体管和电阻组成一个电流源,电导贴片通过测量晶体管和电阻之间的电压差来计算温度。
通过校准晶体管和电导贴片的特性,可以获得准确的温度测量结果。
此外,晶体管还可以用作温度补偿器,用于补偿其他电子元件的温度漂移。
例如,在电子电路中,晶体管可以作为一个补偿器,通过测量环境温度并相应地调整电路中其他元件的工作来抵消温度对电路性能的影响。
总之,晶体管作为温度传感器的原理是基于PN结的特性,通过测量晶体管的电流和电压变化来计算环境的温度。
它是一种常用的温度传感器,广泛应用于各种领域,如环境监测、工业控制和电子电路等。
npn双极型晶体管
npn双极型晶体管
NPN双极型晶体管是一种常见的电子器件,由三个半导体层组成:两个N型和一个P型。
这种晶体管具有电流放大能力,常用于各种电子电路中,如放大器、开关、振荡器等。
NPN双极型晶体管的三个半导体层分别是:
1. 发射极(Emitter):通常为N型半导体,负责发射电子。
2. 基极(Base):通常为P型半导体,是晶体管的控制极,用于控制晶体管的开关状态。
3. 集电极(Collector):通常为N型半导体,负责收集从发射极发射出的电子。
NPN双极型晶体管的工作原理是:当基极电压升高时,基极电流增加,导致发射极电流增加,进而在集电极形成较大的电流。
这种电流放大作用使得NPN双极型晶体管能够有效地放大输入信号。
在应用方面,NPN双极型晶体管常用于各种电子电路中,如音频放大器、开关电源、振荡器等。
在音频放大器中,NPN双极型晶体管可以作为放大器使用,
将微弱的音频信号放大为较大的电流,驱动扬声器发出声音。
在开关电源中,NPN双极型晶体管可以作为开关使用,控制电源的通断。
在振荡器中,NPN双极型晶体管可以产生振荡信号,用于各种电子设备中。
NPN双极型晶体管是一种重要的电子器件,具有广泛的应用前景。
双极型晶体管 温度传感器的作用
双极型晶体管温度传感器的作用下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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5) 硼扩散和二次氧化 硼扩散后在外延层上形成P型区,热生长的氧化层用来阻挡磷向硅 中扩散,并起钝化作用。
6) 光刻磷扩散窗口 7) 磷扩散和三次氧化
磷扩散后在P型区磷杂质补偿硼而形成N+区,热氧化层用作金属与硅 片间电绝缘介质。 8) 光刻发射极和基极接触孔 9) 蒸发铝 10) 在铝上光刻出电极图形
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第三章 双极结型晶体管
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• 双极结型晶体管(bipolar junction transistor)是由靠的很近的两 个PN结构成的半导体器件。
• 一般包括NPN或PNP三个区域,前者称为NPN晶体管,后者称为 PNP晶体管。
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中性基区(0 x xB )少子电子分布及其电流:
Dn
d2np dx 2
np
np0 n
0
边界条件为: np 0 np0eVE VT
np xB np0eVC VT
VT
1
s
inh
xB Ln
x
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4.共发射极电流增益hFE
• 其中:hFE称为共发射极直流电流增益;ICEO是基极开路时,集电极发射极之间的电流,称为漏电流,也称为穿透电流。
• 当作为放大器使用时,晶体管工作在正向有源区;当晶体管工作处于 开关状态时,经常往返于饱和区(开)和截止区(关)之间。
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3.2 双极结型晶体管的基本工作原理 • 双极晶体管有四种工作模式,相应地称为四个工作区。
(1)正向有源模式:VE0,VC0; (2)反向有源模式:VE0, VC0; (3)饱和模式:VE0, VC0; (4)截止模式:VE0, VC0。
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I C0 是集电结反向电流,它包括集电结反向饱和电流和集电结空间电荷区产生电流。
IE InE IpE IRE
IB IpE IRE InE InC IC0
IC InC IC0
IE IC IB
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3.2.3 直流电流增益
IC IC IB IC0
IC
1
IB
IC0 1
hFEIB
ICE0
hFE 1
I CE0
IC0 1
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3.3 理想双极结型晶体管中的电流传输
• 理想晶体管的主要假设及其意义: (1)各区杂质都是均匀分布的,因此中性区不存在内建电场; (2)PN结是理想的平面结; (3)横向尺寸远大于基区宽度,并且不考虑边缘效应,所以载流子运动是一维
3.1双极结型晶体管的结构
• 发射极、基极和集电极分别用E、B、C表示。 • 发射结偏压: VE VBE VB VE • 集电结偏压:VC VBC VB VC
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基极接法。
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3.2.2 电流分量 I nE 是从发射区注入到基区中的电子流。 I nC 是到达集电结的电子流。
I nE I nC 是基区注入电子通过基区时复合所引起的复合电流 I pE 是从基区注入到发射区的空穴电流 IRE 是发射结空间电荷区内的复合电流。
• 为描述晶体管的增益特性引进以下物理量 • 1.发射极注射效率γ :从发射极注入基极的电子电流在总的发射极电
流中所占的比例。
InE
InE
IE InE IpE Irg
• 2.基区输运因子β T :发射极注入基极的电子电流中能够到达集电极 的那部分所占的比例。
T
InC InE
• 3.共基极直流电流增益α :能够到达集电极的电子电流在总的发射极
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芯片是通过以下步骤制造出来的:
1) 衬底制备 衬底为低阻N型硅,电阻率在0.001Ω·cm左右,沿﹤111﹥面切成 厚约400μm的圆片,研磨抛光到表面光亮如镜。
2) 外延 外延层为N型,按电参数要求确定其电阻率及厚度。
3) 一次氧化 高温生长的氧化层用来阻挡硼、磷等杂质向硅中扩散,同时也起 表面钝化作用。
电流中所占的比例。
Ic Ic0 IE
InC InE IpE IRE
T
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InE
InC IpE
Irg
T
IC IE IC0
考虑到集电结正反两种偏压条件 IC 的完全表达式为
IC IE IC0 eVC VT 1
的; (4)集电区宽度远大于少子扩散长度; (5)发射结为短PN结; (6)中性区的电导率足够高,串联电阻可以忽略,偏压加在结空间电荷区上; (7)发射结面积和集电结面积相等; (8)小注入,等等
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3.3.1 载流子分布与电流分量
一、中性基区少子电子的分布及其电流传输
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• 要使晶体管起放大作用,发射结必须正向偏置,集电结必须 反向偏置。
电流方向和发射结与集电结的极性
(a) NPN 型晶体管;
(b) PNP 型晶体管
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3.2.1 放大作用 • 共基极连接晶体管的放大作用: • 基极既处于输入电路中又处于输出电路中,晶体管的这种接法称为共
sinh
xB Ln
np0
eVC
VT
1
sinh
sinh
x Ln xB Ln
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np x
np0
np0
eVE
VT
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