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。
功率场效应晶体管(MOSFET)的工作原理、特性及主要参数
功率场效应晶体管（MOSFET）的工作原理、特性及主要参数功率场效应晶体管（Power Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，MOSFET）。
其特点是：属于电压型全控器件、栅极静态内阻极高（109Ω）、驱动功率很小、工作频率高、热稳定性好、无二次击穿、安全工作区宽等；但MOSFET的电流容量小、耐压低、功率不易做得过大，常用于中、小功率开关电路中。
MOSFET的结构和工作原理1.MOSFET的结构MOSFET和小功率MOS管导电机理相同，但在结构上有较大的区别。
小功率MOS管是一次扩散形成的器件，其栅极G、源极S和漏极D在芯片的同一侧。
而MOSFET主要采用立式结构，其3个外引电极与小功率MOS管相同，为栅极G、源极S和漏极D，但不在芯片的同一侧。
MOSFET的导电沟道分为N沟道和P沟道，栅偏压为零时漏源极之间就存在导电沟道的称为耗尽型，栅偏压大于零（N沟道）才存在导电沟道的称为增强型。
MOSFET的电气符号如图1所示，图1（a）表示N沟道MOSFET，电子流出源极；图1（b）表示P沟道MOSFET，空穴流出源极。
从结构上看，MOSFET还含有一个由S极下的P区和D极下的N区形成的寄生二极管，该寄生二极管的阳极和阴极就是MOSFET的S极和D极，它是与MOSFET不可分割的整体，使MOSFET无反向阻断能力。
图1中所示的虚线部分为寄生二极管。
图1 MOSFET的电气符号2.MOSFET的工作原理（1）当栅源电压uGS=0时，栅极下的P型区表面呈现空穴堆积状态，不可能出现反型层，无法沟通漏源极。
此时，即使在漏源极之间施加电压，MOS管也不会导通。
MOSFET结构示意图如图2（a）所示。
图2 MOSFET结构示意图（2）当栅源电压uGS＞0且不够充分时，栅极下面的P型区表面呈现耗尽状态，还是无法沟通漏源极，此时MOS管仍保持关断状态，如图2（b）所示。
晶体管简介及特性
晶体管简介及特性一、BJT的结构简介BJT又常称为晶体管，它的种类很多。
按照频率分，有高频管、低频管；按照功率分，有小、中、大功率管；按照半导体材料分，有硅管、锗管；根据结构不同，又可分成NPN型和PNP型等等。
但从它们的外形来看，BJT都有三个电极。
它是由两个 PN结的三层半导体制成的。
中间是一块很薄的P型半导体(几微米~几十微米)，两边各为一块N型半导体。
从三块半导体上各自接出的一根引线就是BJT的三个电极，它们分别叫做发射极e、基极b和集电极c，对应的每块半导体称为发射区、基区和集电区。
虽然发射区和集电区都是N型半导体，但是发射区比集电区掺的杂质多。
在几何尺寸上，集电区的面积比发射区的大，这从图3.1也可看到，因此它们并不是对称的。
二、BJT的电流分配与放大作用1、BJT内部载流子的传输过程BJT工作于放大状态的基本条件：发射结正偏、集电结反偏。
在外加电压的作用下， BJT内部载流子的传输过程为：（1）发射极注入电子由于发射结外加正向电压VEE，因此发射结的空间电荷区变窄，这时发射区的多数载流子电子不断通过发射结扩散到基区，形成发射极电流IE，其方向与电子流动方向相反。
（2）电子在基区中的扩散与复合由发射区来的电子注入基区后，就在基区靠近发射结的边界积累起来，右基区中形成了一定的浓度梯度，靠近发射结附近浓度最高，离发射结越远浓度越小。
因此，电子就要向集电结的方向扩散，在扩散过程中又会与基区中的空穴复合，同时接在基区的电源VEE的正端则不断从基区拉走电子，好像不断供给基区空穴。
电子复合的数目与电源从基区拉走的电子数目相等，使基区的空穴浓度基本维持不变。
这样就形成了基极电流IB，所以基极电流就是电子在基区与空穴复合的电流。
也就是说，注基区的电子有一部分未到达集电结，如复合越多，则到达集电结的电子越少，对放大是不利的。
所以为了减小复合，常把基区做得很薄 (几微米)，并使基区掺入杂质的浓度很低，因而电子在扩散过程中实际上与空穴复合的数量很少，大部分都能能到达集电结。
场效应晶体管的特点
场效应晶体管的特点场效应晶体管（Field Effect Transistor，简称FET）是一种三端口器件，主要由栅极、漏极和源极组成。
它是一种电子元件，其基本原理是通过外加的电场控制载流子的流动。
以下是场效应晶体管的特点。
1.高输入阻抗：场效应晶体管的栅极和源极之间存在很高的电阻，使其具有高输入阻抗。
这意味着场效应晶体管对输入信号具有很高的灵敏度，并且能够减少对输入信号的负载。
2.高增益：场效应晶体管具有较高的电流放大系数，也称为增益。
通过控制栅极上的电压，可以调整晶体管的工作点，从而实现信号的放大。
3.低噪声：与双极晶体管相比，场效应晶体管的噪声更低。
这是因为场效应晶体管不涉及载流子注入和抽取的物理过程，减少了噪声的产生。
4.低驱动电压：与双极晶体管相比，场效应晶体管所需的驱动电压较低。
这使得场效应晶体管更适合于低电压的集成电路设计。
5.大功率处理能力：场效应晶体管能够处理大功率信号。
与双极晶体管相比，场效应晶体管在功率放大方面具有更好的性能。
6.高频特性：场效应晶体管在高频应用中表现良好。
它们具有较大的开关频率，使它们成为射频放大器和高速开关的理想选择。
7.可控性好：场效应晶体管的漏极电流可以通过改变栅极到源极电压来调节。
这种可控性使其在电子开关和调节电路中非常有用。
8.可制成大规模集成电路：场效应晶体管可以使用微电子工艺制作成大规模集成电路（VLSI）。
这意味着可以将几十亿个晶体管集成到一个小芯片上，大大提高了电路的集成度和性能。
9.低功耗：由于晶体管的结构和工作原理，场效应晶体管的功耗较低。
这是因为在不改变晶体管的工作状态时，它几乎不消耗电流。
10.温度稳定性好：场效应晶体管在温度变化下的工作性能较为稳定。
与其他电子元件相比，它对温度的变化不太敏感。
总体而言，场效应晶体管具有高输入阻抗、高增益、低噪声、低驱动电压、大功率处理能力、高频特性、可控性好、可制成大规模集成电路、低功耗和温度稳定性好等特点。
三极管特性
晶体管是半导体三极管中应用最广泛的器件之一，在电路中用“V”或“VT”（旧文字符号为“Q”、“GB”等）表示。
晶体管是内部含有两个PN结，外部通常为三个引出电极的半导体器件。
它对电信号有放大和开关等作用，应用十分广泛。
一、晶体管的种类晶体管有多种分类方法。
（一）按半导体材料和极性分类按晶体管使用的半导体材料可分为硅材料晶体管和锗材料晶体管管。
按晶体管的极性可分为锗NPN型晶体管、锗PNP晶体管、硅NPN型晶体管和硅PNP型晶体管。
（二）按结构及制造工艺分类晶体管按其结构及制造工艺可分为扩散型晶体管、合金型晶体管和平面型晶体管。
（三）按电流容量分类晶体管按电流容量可分为小功率晶体管、中功率晶体管和大功率晶体管。
（四）按工作频率分类晶体管按工作频率可分为低频晶体管、高频晶体管和超高频晶体管等。
（五）按封装结构分类晶体管按封装结构可分为金属封装（简称金封）晶体管、塑料封装（简称塑封）晶体管、玻璃壳封装（简称玻封）晶体管、表面封装（片状）晶体管和陶瓷封装晶体管等。
其封装外形多种多样。
（六）按功能和用途分类晶体管按功能和用途可分为低噪声放大晶体管、中高频放大晶体管、低频放大晶体管、开关晶体管、达林顿晶体管、高反压晶体管、带阻晶体管、带阻尼晶体管、微波晶体管、光敏晶体管和磁敏晶体管等多种类型。
二、晶体管的主要参数晶体管的主要参数有电流放大系数、耗散功率、频率特性、集电极最大电流、最大反向电压、反向电流等。
（一）电流放大系数电流放大系数也称电流放大倍数，用来表示晶体管放大能力。
根据晶体管工作状态的不同，电流放大系数又分为直流电流放大系数和交流电流放大系数。
1．直流电流放大系数直流电流放大系数也称静态电流放大系数或直流放大倍数，是指在静态无变化信号输入时，晶体管集电极电流IC与基极电流IB的比值，一般用hFE或β表示。
2．交流电流放大系数交流电流放大系数也称动态电流放大系数或交流放大倍数，是指在交流状态下，晶体管集电极电流变化量△IC与基极电流变化量△IB的比值，一般用hfe或β表示。
功率晶体管(GTR)的特性
功率晶体管（GTR）的特性功率晶体管（GTR）具有控制方便、开关时间短、通态压降低、高频特性好、安全工作区宽等优点。
但存在二次击穿问题和耐压难以提高的缺点，阻碍它的进一步发展。
—、结构特性1、结构原理功率晶体管是双极型大功率器件，又称巨型晶体管或电力勗体管，简称GTR。
它从本质上讲仍是晶体管，因而工作原理与一般晶体管相同。
但是，由于它主要用在电力电子技术领域，电流容量大，耐压水平高，而且大多工作在开关状态，因此其结构与特性又有许多独特之处。
对GTR的要求主要是有足够的容量、适当的增益、较高的速度和较低的功耗等。
由于GTR电流大、功耗大，因此其工作状况出现了新特点、新问题。
比如存在基区大注入效应、基区扩展效应和发射极电流集边效应等，使得电流增益下降、特征频率减小，导致局部过热等，为了削弱这种影响，必须在结构上采取适当的措施。
目前常用的GTR器件有单管、达林顿管和模块三大系列。
三重扩散台面型NPN结构是单管GTR的典型结构，其结构和符号如图1所示。
这种结构的优点是结面积较大，电流分布均匀，易于提高耐压和耗散热量；缺点是电流增益较低，一般约为10~20g。
图1、功率晶体管结构及符号图2、达林顿GTR结构(a)NPN-NPN型、(b)PNP-NPNxing达林顿结构是提高电流增益的一种有效方式。
达林顿GTR由两个或多个晶体管复合而成，可以是PNP或NPN型，如图2所示，其中V1为驱动管，可饱和，而V2为输出管，不会饱和。
达林顿GTR的电流增益β大大提高，但饱和压降VCES也较高且关断速度较慢。
不难推得IC=ΒIB1.VCES= VCES1+VCES2（其中β≈β1β2）目前作为大功率开关应用最多的是GTR模块。
它是将单个或多个达林顿结构GTR及其辅助元件如稳定电阻、加速二极管及续流二极管等，做在一起构成模块，如图3所示。
为便于改善器件的开关过程或并联使用，有些模块的中间基极有引线引出。
GTR模块结构紧凑、功能强，因而性能价格比大大提高。
晶体管的结构及性能
（一）晶体管的结构特性1．晶体管的结构晶体管内部由两PN结构成，其三个电极分别为集电极（用字母C或c表示），基极（用字母B或b表示）和发射极（用字母E或e表示）。
晶体管的两个PN结分别称为集电结（C、B极之间）和发射结（B、E极之间），发射结与集电结之间为基区。
根据结构不同，晶体管可分为PNP型和NPN型两类。
在电路图形符号上可以看出两种类型晶体管的发射极箭头（代表集电极电流的方向）不同。
PNP型晶体管的发射极箭头朝内，NPN型晶体管的发射极箭头朝外。
2．三极管各个电极的作用及电流分配晶体管三个电极的电极的作用如下：发射极（E极）用来发射电子；基极（B极）用来控制E极发射电子的数量；集电极（C极）用业收集电子。
晶体管的发射极电流IE与基极电流IB、集电极电流IC之间的关系如下：IE=IB+IC3．晶体管的工作条件晶体管属于电流控制型半导体器件，其放大特性主要是指电流放大能力。
所谓放大，是指当晶体管的基极电流发生变化时，其集电极电流将发生更大的变化或在晶体管具备了工作条件后，若从基极加入一个较小的信号，则其集电极将会输出一个较大的信号。
晶体管的基本工作条件是发射结（B、E极之间）要加上较低的正向电压（即正向偏置电压），集电结（B、C极之间）要加上较高的反向电压（即反向偏置电压）。
晶体管发射结的正向偏置电压约等于PN结电压，即硅管为0.6~0.7V，锗管为0.2~0.3V。
集电结的反向偏置电压视具体型号而定。
4．晶体管的工作状态晶体管有截止、导通和饱和三种状态。
在晶体管不具备工作条件时，它处截止状态，内阻很大，各极电流几乎为0。
当晶体管的发射结加下合适的正向偏置电压、集电结加上反向偏置电压时，晶体管导通，其内阻变小，各电极均有工作电流产生（IE=IB+IC）。
适当增大其发射结的正向偏置电压、使基极电流I B增大时，集电极电流IC和发射极电流IE也会随之增大。
当晶体管发射结的正向偏置电压增大至一定值（硅管等于或略高于0.7V，锗管等于或略高于0. 3V0时，晶体管将从导通放大状态进入饱和状态，此时集电极电流IC将处于较大的恒定状态，且已不受基极电流IB控制。
MOS晶体管特征及其静态特性
MOS晶体管特征及其静态特性MOS晶体管（Metal-Oxide-Semiconductor Transistor）是一种用于电子电路的半导体器件，具有独特的特性和静态特性。
在1200字以上的篇幅中，我将详细讨论MOS晶体管的特点和静态特性。
首先，让我们来了解MOS晶体管的基本结构。
它由三个区域组成：源（Source）、漏（Drain）和栅（Gate）。
在源和漏之间有一个绝缘层，称为二氧化硅层（Oxide Layer）。
栅结构覆盖在二氧化硅层上，用于控制源漏间的电流。
1.双极性：MOS晶体管可以在N型和P型半导体上使用，因此它具有双极性特性。
N沟道MOS（NMOS）晶体管在N型半导体上工作，而P沟道MOS（PMOS）晶体管在P型半导体上工作。
2.低功耗：相对于双极晶体管（BJT），MOS晶体管的功耗较低。
这是因为MOS晶体管在零输入电流情况下只有非常小的漏电流。
而BJT则具有基本电流，这在许多应用中会导致不必要的能量损失。
3.无关性能：MOS晶体管具有无关性能，即在给定电流和电压的情况下，其输出特性与器件制造工艺无关。
这使得MOS晶体管在集成电路中具有很高的一致性。
4.多功能：MOS晶体管可以用于多种应用，从模拟电路到数字电路和混合信号电路等。
这使得它在现代电子设备中得到广泛应用。
接下来，我们将深入探讨MOS晶体管的静态特性。
1. 阈值电压（Threshold Voltage，Vth）：在MOS晶体管中，栅电压低于阈值电压时，晶体管处于关断状态。
只有当栅电压高于阈值电压时，MOS晶体管才打开。
2. 漏源电流（Drain-Source Current，Ids）：漏源电流指的是通过晶体管的电流。
当栅电压大于阈值电压时，源漏之间会形成一个导电通道，允许电流流过。
3. 输出电阻（Output Resistance）：输出电阻是MOS晶体管的基本特性之一、它是一个衡量晶体管输出信号对于输入信号的变化敏感程度的参数。
npn晶体管的结构特点
npn晶体管的结构特点
npn晶体管是一种三极管，由两个不同类型的半导体材料组成。
它的结构特点主要包括以下几个方面：
1. 材料选择
npn晶体管由三种不同的半导体材料组成，分别是N型半导体、P型半导体和N型半导体。
其中，P型半导体夹在两个N型半导体之间，形成了一个PN结。
2. 电极布局
npn晶体管有三个电极：发射极、基极和集电极。
发射极与基极之间形成PN结，而基极与集电极之间也形成PN结。
这样就形成了一个双PN结的结构。
3. 工作原理
当在基极端加上一个正向偏压时，会使得发射区域中的电子被注入到基区域中。
这样就会产生大量的少子（空穴），并且少子会向集电区移动。
当在集电区加上一个正向偏压时，少子就会被吸收，从而形成
一个连续的通路。
4. 放大特性
npn晶体管具有放大作用，在放大器中广泛应用。
当输入信号加到基
端时，它会控制发射区的电子注入量，从而控制集电区的电流。
这样
就可以将小信号放大为大信号。
5. 可靠性
npn晶体管具有高可靠性，因为它的结构简单，制造工艺成熟。
同时，它也具有较高的工作效率和稳定性。
总之，npn晶体管的结构特点包括材料选择、电极布局、工作原理、
放大特性和可靠性等方面。
它是一种重要的半导体器件，在电子技术
领域中得到了广泛应用。
晶体管输出特性
晶体管输出特性晶体管是集成电路中最基本的元件，由此它应用于电子产品的各个方面成为电子技术发展的重要环节。
晶体管输出特性是指晶体管在具体电气应用中给出的输出特性参数，是描述晶体管在输出模式下特性参数的一组标准，反映晶体管在不同工作条件下的工作特性。
晶体管输出特性参数中包括电流稳定性、电极电压特性、漏极测试特性、电压降压特性、输出抑制特性、输出回路特性和直流输出特性等几部分。
电流稳定性是晶体管输出特性中最重要的参数，它主要指电路中晶体管的输出总电流变化率。
电流稳定性可由过流安全角、非线性系数等参数来描述，过流安全角指的是晶体管在输出电流增加过程中，晶体管允许最大输出电流。
晶体管的电极电压特性指电路中晶体管的输出偏置电压，其电极间和输入电压的关系。
电极电压特性可由输入电压、工作电流、瞬态响应等参数来描述，输入电压指的是晶体管在不同的输入电压时所能产生的输出电压，工作电流是晶体管在工作电压范围内的最大输出电流，瞬态响应则是晶体管的输出的变化速率。
漏极测试特性是晶体管在输出模式下，漏极端电压与晶体管允许最大转换率的特性，其目的是测试两个极性晶体管的输出电流，以验证极性端的稳定性。
电压降压特性是晶体管输出效果的重要参数，它主要是输入端的电压经过晶体管的处理而生成的输出电压，其会受到晶体管的开关特性、电容特性等影响，并受到晶体管的输出特性参数的不同而有差别。
输出抑制特性指的是晶体管的输入端的电压或电流受到外界干扰时，晶体管的输出情况。
它受到输入电压、输入电流和晶体管的结构特性等影响。
输出回路特性指晶体管在脉冲载荷条件下的输出反应，即晶体管在脉冲载荷条件下的冲击响应等。
输出回路特性可以通过瞬态响应、冲击限制等参数描述。
最后，直流输出特性是晶体管在稳定状态下输出信号的工作特性，它主要是描述晶体管在输出端的电压、输入端的电压及漏电流等参数的特性，不同的晶体管具有不同的直流输出特性。
以上是晶体管输出特性的主要参数，这些参数在电子产品的设计、维护和使用中具有重要的意义。
多晶硅晶体管
多晶硅晶体管多晶硅晶体管是一种常见的半导体材料，具有广泛的应用领域。
本文将从多晶硅晶体管的定义、结构、制备方法、特性及应用等方面进行介绍。
一、多晶硅晶体管的定义多晶硅晶体管是一种由多晶硅材料制成的晶体管。
晶体管是一种用于放大和开关电信号的电子器件，是现代电子技术中不可或缺的组成部分。
多晶硅晶体管具有良好的电子特性和热特性，因此被广泛应用于集成电路、太阳能电池等领域。
多晶硅晶体管由三个区域组成：发射区、基区和集电区。
发射区是多晶硅晶体管的输入端，负责控制电流的流动；基区是多晶硅晶体管的中间区域，负责放大电流信号；集电区是多晶硅晶体管的输出端，负责输出放大后的电流信号。
三、多晶硅晶体管的制备方法多晶硅晶体管的制备方法主要包括化学气相沉积法、溅射法和离子注入法等。
其中，化学气相沉积法是最常用的制备方法之一。
该方法通过将硅原料在高温下分解，使硅原子沉积在衬底上，形成多晶硅晶体管的结构。
四、多晶硅晶体管的特性多晶硅晶体管具有良好的导电性和稳定性。
其导电性能取决于晶体管的结构和材料性质。
多晶硅晶体管的导电性能较好，可以在较高电流下工作。
同时，多晶硅晶体管的稳定性也较高，能够在广泛的温度范围内正常工作。
五、多晶硅晶体管的应用多晶硅晶体管在电子领域有广泛的应用。
首先，多晶硅晶体管被广泛用于集成电路中，用于实现逻辑门、存储器和处理器等功能。
其次，多晶硅晶体管还被应用于太阳能电池中，用于将光能转化为电能。
此外，多晶硅晶体管还被用于传感器、显示器和光电器件等领域。
多晶硅晶体管是一种常见的半导体材料，具有良好的电子特性和热特性。
其结构复杂，制备方法多样，具有良好的导电性和稳定性。
多晶硅晶体管在集成电路、太阳能电池等领域有着广泛的应用前景。
随着科技的不断发展，相信多晶硅晶体管在未来会有更多的应用和突破。
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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.
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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
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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
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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.
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二 极 管 特 性 簡 介
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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
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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.
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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