晶体管原理1
场效应管工作原理 1
场效应管工作原理（1）场效应晶体管（Field Effect Transistor缩写(FET)）简称场效应管。
一般的晶体管是由两种极性的载流子,即多数载流子和反极性的少数载流子参与导电,因此称为双极型晶体管,而FET仅是由多数载流子参与导电,它与双极型相反,也称为单极型晶体管。
它属于电压控制型半导体器件，具有输入电阻高（108～109Ω）、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点，现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者。
一、场效应管的分类场效应管分结型、绝缘栅型两大类。
结型场效应管（JFET）因有两个PN结而得名，绝缘栅型场效应管（JGFET）则因栅极与其它电极完全绝缘而得名。
目前在绝缘栅型场效应管中，应用最为广泛的是MOS场效应管，简称MOS管（即金属-氧化物-半导体场效应管MOSFET）；此外还有PMOS、NMOS和VMOS 功率场效应管，以及最近刚问世的πMOS场效应管、VMOS功率模块等。
按沟道半导体材料的不同，结型和绝缘栅型各分沟道和P沟道两种。
若按导电方式来划分，场效应管又可分成耗尽型与增强型。
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。
见下图。
二、场效应三极管的型号命名方法现行有两种命名方法。
第一种命名方法与双极型三极管相同，第三位字母J代表结型场效应管，O代表绝缘栅场效应管。
第二位字母代表材料，D是P型硅，反型层是N沟道；C是N型硅P沟道。
例如,3DJ6D是结型N沟道场效应三极管，3DO6C 是绝缘栅型N沟道场效应三极管。
第二种命名方法是CS××#，CS代表场效应管，××以数字代表型号的序号，#用字母代表同一型号中的不同规格。
例如CS14A、CS45G等。
晶体管放大原理
晶体管放大原理
晶体管放大原理是通过改变晶体管的输入信号电压，从而控制其输出电流的程度来实现信号放大的过程。
晶体管主要由三个区域组成：发射区、基区和集电区。
当外加电压施加在晶体管的基极和发射极之间时，就会在发射区产生一个很小的电流，称为发射极电流。
这个电流是由基极发射极结之间的正向偏置电压引起的。
此时，发射区的能带结构会发生变化，导致与其接触的基区中形成了一个浓度较高的载流子区域，称为输运区。
这个输运区能够将来自发射区的电子输运到集电区。
当输入信号电压施加在基极和发射极之间时，它会改变发射区的能带结构，从而改变输运区内的载流子浓度。
这就导致了集电区的电流发生变化。
因此，通过改变输入信号电压，晶体管可以实现对输出电流的控制。
由于输入信号电压较小，晶体管的增益（即输出电流与输入信号电流之间的比值）很大。
所以晶体管可以将输入信号放大到较大的幅度。
此外，晶体管具有高输入电阻和低输出电阻的特性，能够将输入信号源与负载之间进行有效的匹配。
总结起来，晶体管放大原理通过控制输入信号电压来改变晶体管的输出电流，从而实现信号放大。
晶体管具有高增益、高输入电阻和低输出电阻的特性，因此在电子设备中得到了广泛的应用。
贝尔实验室晶体管 原理
贝尔实验室晶体管原理
贝尔实验室晶体管的原理主要是通过控制材料内的电子流，实现对电路的放大和控制。
1947年12月23日，威廉·肖克利、约翰·巴丁和沃尔特·布拉顿在美国贝尔实验室发现了一种新型半导体器件——晶体管。
他们在实验室中使用了一个硅片和几根金属线制作出了世界上第一个晶体管。
晶体管的基本原理是“放大”，即用小电流去控制大电流。
此外，贝尔实验室在20世纪50年代还推动了数字交换机、金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）等重大发明，这些都体现了晶体管在电子技术中的重要作用和其背后的物理原理。
晶体管原理 (1-2)
得 ：
kT 将 = 0.026V, ND1 =1×1020 cm−3, ND2 =1×1016 cm−3 q 代 ， ： bi = 0.026ln(104 ) = 0.24V 入 得 V
7、由第6 题： kT 1 dn kT 1 dN(x) E =− ⋅ ⋅ =− ⋅ ⋅ q n dx q N(x) dx x kT 将 N(x) = N0 exp(− ) 代入，得：E = λ qλ kT 再将 = 0.026 V, λ = 0.4µm 代入，得：E = 650 V cm q 2qN0Vbi 突变结 的最大电场强度表达式为：| Emax |= εs N N kT N N N 式中： 0 = D A ≈ ND =1015 cm−3, Vbi = ln D 2 A = 0.757V, ND + NA q ni q =1.6×10−19 C, εS =1.045×10−12 F cm, 代入 | Emax | 中，得：| Emax |=1.52×104 V cm
34、 、
已知 对于 单边突 变结 ， εsqN0 K CT = A = 1 2(Vbi −V ) (Vbi −V ) 2 K 当 Vbi = 0.6V, V = −3V时 CT = ， =10 pF, 由此 可得 3.6 K =10 3.6, 因此 V = 0.2V时 当 ， 10 3.6 CT = =10 9 = 30 (pF) 0.4
qDEni2 qVBE AEq2DEni2 qVBE JpE = WE exp kT −1 = Q exp kT −1 EO ∫ NEdx
0
再根据注入效率的定义，可得： 再根据注入效率的定义，可得：
JpE QBODE JnE JnE γ= = = 1+ = 1+ JE JnE + JpE JnE QBEDB
晶体管的结构和原理
晶体管的结构和原理
晶体管是一种电子器件，被广泛应用于现代电子技术中。
晶体管由三个区域构成，分别是P型半导体、N型半导体和一块绝缘层。
晶体管主要包括结型晶体管和场效应晶体管两种类型。
结型晶体管有两个PN结组成，其中一个PN结为基极区，另一个PN结为集电区。
这两个PN结之间的N型半导体区域为发射区。
当PN结接收到一些信号时，会在N型半导体区域内产生电子-空穴复合，使电子进入P型区域，发射区产生电流，最终进入集电区，因此实现了从基极到集电区的电流放大。
场效应晶体管包括源极、栅极和漏极。
源极和漏极之间有一段N型半导体通道，塞隆区通常用来控制源极和漏极之间的电流。
当栅极施加电压时，可以通过电子引入通道的电场来控制通道的导电性能。
这些技术可以实现信号放大以及在许多电子设备中完成控制和开关操作。
晶体管具有很多优点，例如占用空间小、高速度、低功耗、工作稳定、价格低廉等。
晶体管的应用范围非常广泛，包括计算机、计算器、电视、手机、电脑等电子设备，以及通信、医疗、航空航天、军事和科学研究等领域。
2-1结型场效应晶体管的工作原理
iD f uGS uDS C
输出特性曲线：
iD f uDS uGS C
8
结型场效应管的大信号分析（特性曲线）
（1）转移特性曲线 iD f (uGS ) uDS C
I DSS
D
iD /mA 5
4
3
UDS
P
P
2
1
UGS UGSoff－3 －2 －1 0
S 问题：若UDS增大，转移特性曲线如何变化？
时，在靠漏极处夹断——预夹断。 ④UDS再↑，预夹断点下移。
6
结型场效应管的工作原理(2)
南京邮电大学 电子科学与工程学院
结型场效应管的大信号分析（特性曲线）
特性曲线是描述场效应管各极电流与极间电压关系的曲线。在JFET工作 时，通常将UGS、IG作为输入电压、电流，而UDS和ID看作输出电压和电流。
iD
I DSS (1
uGS UGSoff
)2
式中：IDSS——饱和电流，表示uGS=0时的iD值；
UGSoff——夹断电压，表示uGS=UGSoff时iD为零。
13
iD/mA
4 3
可 变
uDS＝ uGS－UGSoff
UGS＝0V
电 阻
恒
－0.5V
击 穿
区 2
流
－1V
区
－1.5V
区
1
－2V
0
UGSoff
流
－1V
2
区
－1.5V
1
－2V
0
5
10截止区15
20
10
击 穿 区
UGSoff uDS /V
结型场效应管的大信号分析(2)
场效应晶体管工作原理
场效应晶体管工作原理
场效应晶体管是一种三极管，由源极、栅极和漏极组成。
其工作原理是通过控制栅极电压来调节源漏电流。
当栅极与源极之间施加了一个正电压（称为栅源正电压），则栅源之间形成一个正偏压，并在栅极表面形成一个用于控制电流的电场。
这个电场会导致沿着栅极-漏极之间的衬底表面形成一个可控的导电通道，从而允许电流流动。
当栅源电压为零时，场效应晶体管处于截止状态，导电通道被阻断，源漏电流几乎为零。
当栅源电压增加到某个临界值以上时，导电通道开始形成，电流通过。
此时晶体管处于饱和状态。
场效应晶体管的源漏电流与栅源电压呈指数关系，即使微小的栅源电压变化也能导致大幅度的源漏电流变化。
因此，场效应晶体管具有高增益和低功耗的特点，被广泛应用于各种电子设备中。
晶体管工作原理
晶体管工作原理
晶体管是一种半导体元件，用于控制和放大电流。
它由三个不同类型的半导体材料组成：P型半导体、N型半导体和掺杂的
中间层（一般用砷或氮等元素掺杂的硅材料）。
晶体管的工作原理基于PN结的特性，即P型和N型半导体之间形成的界面。
在晶体管中，有三个区域：发射区（Emitter）、基极区（Base）和集电区（Collector）。
发射区和集电区都是N型半导体，而基极区是P型半导体。
当正向偏置电压施加在PN结上时，形
成一个正电荷在P型半导体和N型半导体之间的空间，这使
得发射区的电流开始流动。
当一个信号电流施加在基极区时，这会改变PN结上的空间电
荷层，从而影响发射区和集电区之间的电流。
这是因为基极区的信号电流能够控制PN结的电流通过，并进一步影响整个晶
体管的电流传输。
当信号电流增加时，发射区的电流也相应增加。
晶体管的放大效果是通过控制基极区的信号电流和集电区的电压来实现的。
基极区的电流负责控制晶体管的输出，并将输入信号放大。
当信号电流增加时，集电区之间的电流也会增加。
因此，晶体管可以实现信号的放大效果。
总的来说，晶体管的工作原理是利用PN结的性质来控制和放
大电流。
通过控制基极区的电流和集电区的电压，晶体管可以放大输入信号。
这使得晶体管广泛应用于各种电子设备中，如计算机、电视、电话等。
单结晶体管工作原理
单结晶体管工作原理单结晶体管是一种半导体器件，广泛应用于电子设备中，如放大器、开关、振荡器等。
它是由一块单晶硅制成的，具有高频率、低噪声、低失真等优点，因此在通信、广播、电视等领域得到了广泛应用。
单结晶体管的工作原理主要涉及PN结、电场效应和空间电荷区等方面。
首先，当PN结处于正向偏置状态时，少数载流子（即空穴或电子）将被注入到另一侧，并在电场的作用下形成电流。
其次，当PN结处于反向偏置状态时，电场效应将导致载流子在晶体管中的运动，从而实现对电流的控制。
最后，空间电荷区的形成使得晶体管具有放大、开关等功能。
在实际应用中，单结晶体管的工作原理可以简单地概括为三个步骤，输入信号的注入、电场效应的调控和输出信号的放大。
当输入信号通过基极注入到晶体管中时，会在发射结和集电结之间形成电流。
随着输入信号的变化，电流也会相应地发生变化。
通过控制基极电流，可以改变发射结和集电结之间的电场分布，从而实现对输出信号的放大或调制。
除了放大作用外，单结晶体管还可以作为开关来控制电路的通断。
当基极电流为零时，晶体管处于截止状态，电路中没有电流通过；而当基极电流为正时，晶体管处于饱和状态，电路中允许通过大量电流。
这种开关特性使得单结晶体管在数字电路中得到了广泛应用，例如逻辑门、触发器、计数器等。
总的来说，单结晶体管的工作原理是基于半导体材料的PN结、电场效应和空间电荷区的作用。
通过对输入信号的控制，晶体管可以实现信号的放大、调制和开关等功能，从而在电子设备中发挥着重要的作用。
随着科技的不断发展，单结晶体管的工作原理也在不断完善和深化，为电子技术的发展提供了坚实的基础。
实验一 晶体管单管放大电路
实验一 晶体管单管放大电路一、实验目的1．学习放大电路静态工作点调试方法，分析静态工作点对放大电路性能的影响。
2．学习放大电路电压放大倍数及最大不失真输出电压的测量方法。
3．测量放大电路输入、输出电阻。
4．进一步熟悉各种电子仪器的使用。
二、实验原理图1－1为电阻分压式静态工作点稳定放大电路，它的偏置电路采用R B1 = R W1 + R 3和R B2 = R W2 + R 4组成的分压电路，并在发射级中接有电阻R E = R 6，用来稳定静态工作点。
当在放大电路输入端输入信号U i 后，在放大电路输出端便可得到与U i 相位相反、被放大了的输出信号U 0，实现了电压放大。
R 1和R 2组成输入信号的分压电路，其目的是防止输入信号在电路中静态工作点为： CC B B B B U R R R U 212+=EEEBEBE R UR U UI =-=)(E C C CC CE R R I U U +-=动态参数： 电压放大倍数k 3.3//50==-==R R R R U U A C beLC iU γβ其中)mA ()mv (26)1(300E be I r β++=输入电阻：若开关合上，即R 7短接 be B B i r R R r ////21= 输出电阻：5R R r C o ==放大电路输入电阻测试方法：若输入信号源U S 经R 1 = 5.1k 与C 1串联后再接到三极管V 1的基极，测得U S 和'iU ，即可计算出1''R U UU r iSi i ⋅-=输出电阻可用下式计算：LR UU r )1('00-=其中'0U 为R L 未接入时（R L = ∞）U 0之值，U 0为接入R L 时U 0之值。
1．静态工作点的测试 1）静态工作点的测量放大电路的静态工作点是指在放大电路输入端不加输入信号U i 时，在电源电压V CC 作用下，三极管的基极电流I B ，集电极电流I C 以及集成极与发射极之间的电压U CE 等。
晶体管的工作原理
晶体管的工作原理晶体管是一种半导体电子器件，广泛应用于电子技术领域。
它是由三个掺杂不同种类的半导体材料构成的，主要包括N型半导体、P型半导体和P-N结。
晶体管的工作原理是基于控制电流的传递和放大作用，并可以通过控制输入信号的变化来实现电子开关和放大电路。
1. P-N 结晶体管内部的P-N结起到关键的作用。
P-N结是由P型半导体和N型半导体材料的结合而形成的。
N型半导体中掺杂有额外的电子，被称为自由电子；P型半导体中掺杂有额外的空穴，被称为正空穴。
在P-N结的界面，自由电子和空穴会发生复合，形成一个细小而薄弱的耗尽区。
2. 基本结构晶体管主要由三个层状的半导体材料组成，分别是发射区（Emitter）、基区（Base）和集电区（Collector）。
发射区是N型半导体，集电区是N型半导体，而基区是P型半导体。
集电区与发射区之间的P-N结被称为发射结，发射结与基区之间的P-N结被称为集电结。
3. 工作原理晶体管的工作过程可以分为放大和开关两种模式。
（1）放大模式：当晶体管工作在放大模式时，可将输入信号的弱电流放大为输出信号的强电流。
当输入信号通过发射结进入基区时，如果发射区的电压高于基区，发射结就会被打开，大量的电子就会进入基区。
这些电子会被吸引到集电区，形成一个电子流，由发射区到集电区，从而实现电流的放大。
（2）开关模式：当晶体管工作在开关模式时，可根据输入电流的变化来控制电路的开关状态。
当输入信号通过发射结进入基区时，如果发射结的电压低于基区，发射结就会被关闭，此时基区没有电流通过，晶体管处于关闭状态。
如果发射结的电压高于基区，发射结就会被打开，电流可以通过晶体管的集电区和发射区，使其处于导通状态。
4. 工作参数晶体管的工作参数包括放大倍数、截止频率和饱和电流。
放大倍数指的是输入信号与输出信号的电流比值；截止频率指的是晶体管能够放大信号的最高频率；饱和电流是指晶体管在饱和状态下通过集电极和发射极的电流。
第三章 双极型晶体管(1)详述
发射区过重的掺杂不仅不能提高发射效率，反而使发射效率降低
1）形成杂质带尾，禁带变窄 Eg Eg Eg'
Eg
3q3
16 s
NE
S kT
Eg ni ni2 ND NDeff
发射区有效杂质浓度降低为:
Neff
x
NE
x
ni2 ni2e
NE
xexp
Eg
kT
发射区有效杂质浓度降低，导致发射效率下降。
sh
Wb Lnb
x
nb
0
e
qVBC
sh Wb Lnb
kT
1
sh
x Lnb
3.3 晶体管的直流电流增益
一、少数载流子分布
（2）发射区少数载 流子分布
pE(x)
x
0
pE
x
pE0 pE0
e 1 e qVbe kT
x LpE
3.3 晶体管的直流电流增益
一、少数载流子分布
sh WB LnB
jnE jnB
0
qDnB nB0 LnB
eqVbe
kT
1
cth
WB LnB
eqVbc
kT
1
csc
h
WB LnB
jnc jnB WB
qDnB nB0 LnB
eqVbe
kT 1
csc
h
WB LnB
eqVbc kT 1
cth
以共基极连接为例，采用一维理想模型 发射结正向偏置，集电结反向偏置
WB
Ine
Inc
Ir
IE
IC
Ipe
ICB
IB
O
坐标：
晶体管原理与设计
晶体管原理与设计
晶体管是一种半导体器件，它可以在电路中扮演开关或放大器的角色。
晶体管的原理是基于PN结和控制电场的作用。
PN结是由P型半导体和N型半导体组成的结构。
当P型半导体和N
型半导体相接触时，由于两种材料中的自由电子和空穴浓度不同，会
形成一个电势差。
这个电势差被称为内建电场。
当外加电压与内建电
场方向相反时，会减小内建电场，从而使PN结变得导通。
当外加电
压与内建电场方向相同时，会增大内建电场，从而使PN结变得截止。
晶体管由三个区域组成：发射区、基极区和集电区。
发射区为N型半
导体，基极区为P型半导体，集电区为N型半导体。
当发射极与基极之间施加一定的正向偏压时，发射极注入大量的少数载流子到基极区
域中。
这些少数载流子在基极区域中扩散，并且有一部分被吸引到集
电区域中，在集电极上形成一个输出信号。
晶体管的放大作用是由于控制电场的作用。
当基极区域中注入的少数
载流子数量足够多时，它们会在基极区域中形成一个电荷云。
这个电
荷云会影响集电区域中的少数载流子运动，从而放大输出信号。
晶体管的设计需要考虑多种因素，如工作频率、功耗、噪声等。
为了
提高晶体管的工作频率，可以采用短通道结构和高迁移率材料。
为了降低功耗和噪声，可以采用低漏电流材料和优化器件结构。
总之，晶体管是一种重要的半导体器件，其原理基于PN结和控制电场的作用。
晶体管可以在电路中扮演开关或放大器的角色，并且需要考虑多种因素进行设计。
第3章双极晶体管
的。
23
3. 缓变基区晶体管的电流放大系数 （1）缓变基区晶体管的自建电场
基区存在着杂质浓度梯度，这将导致空穴向 浓度低的方向扩散，空穴一旦离开，基区中的电 中性将被破坏。为了维持基区的电中性，必然会 在基区中产生一个电场，使空穴做反方向的漂移 运动来抵消空穴的扩散运动。这个为了维持基区 的电中性，而产生的电场称为缓变基区的自建电 场。
对于NPN晶体管，发射效率是注入基区的电子电 流与发射极电流的比值，即有
0
In (X 2 ) IE
对于NPN晶体管，基区输运系数是指到达集电结 的电子电流与注入基区的电子电流的比值，即有
0
In(X3) In(X2)
IC In(X2)
20
因此，可得 0
，
0
和
0
的关系为
0
IC IE
In(X2) IE
In(X3) In(X2)
0
0
所以，可按下面的步骤求解晶体管的电流放大倍数：
第一步 求发射效率；
第二步 求基区输运系数；
第三步 求共基极直流电流放大系数；
第四步 求共射极直流电流放大系数。
21
(1)发射效率
0
1
1 eWb
b Lpe
(2) 基区输运系数
晶体管的直流伏安特性曲线是指晶体管输入 和输出的电流—电压关系曲线。晶体管的三个端， 共有四个参数：输入电流、输入电压、输出电流 和输出电压。可以把任何两个参数之间的关系用 曲线表示出来(以其余两个参数中的一个作为参 变数)得到一族曲线，最常用的是输入特性曲线 和输出特性曲线。
晶体管恒流源工作原理
晶体管恒流源工作原理
晶体管恒流源的工作原理主要基于晶体管的特性和负反馈机制。
以下是详细的工作原理：
当输入电压施加到晶体管的基极时，晶体管开始导通。
在导通状态下，晶体管的集电极和发射极之间形成一个低阻抗通路，这是晶体管的基本工作原理。
然而，为了实现恒流输出，需要在电路中引入负反馈。
在恒流源电路中，输出电流通过负载电阻后会产生一个电压降，这个电压降会被反馈到晶体管的基极，与输入电压进行比较。
如果输出电流增大，那么在负载电阻上的电压降也会增大，反馈到基极的电压也会增大。
这会使得晶体管的基极-发射极电压减小，从而限制集电极电流的增大，保持输出电流恒定。
反之，如果输出电流减小，负载电阻上的电压降也会减小，反馈到基极的电压减小，使得晶体管的基极-发射极电压增大，从而增大集电极电流，以维持输出电流的恒定。
此外，为了提高恒流源的稳定性和精度，通常会采用一些额外的措施，如温度补偿、线性化处理等。
因为晶体管的参数（如基极-发射极电压、电流放大倍数等）会受到温度的影响，所以需要进行温度补偿。
而线性化处理则是为了提高恒流源在不同负载条件下的输出精度。
总的来说，晶体管恒流源的工作原理是通过负反馈机制将输出电流保持在设定的恒定值上，不受负载变化和电源波动的影响。
平面晶体管工作原理(一)
平面晶体管工作原理(一)平面晶体管工作原理概述•平面晶体管是一种半导体器件，用于放大和开关电流信号。
•工作原理基于PN结和电场变化。
构造•平面晶体管由PN结和控制电极构成。
•PN结分为发射极（Emitter）、基极（Base）和集电极（Collector）。
•控制电极通常为基极。
工作原理1.偏置电路：通过外部电源给PN结加上正向或反向电压。
–正向偏置：使PN结中的电子流到达基极，形成电流流动。
–反向偏置：阻止电流流动，使晶体管处于关闭状态。
2.放大作用：–电子在发射极产生并注入到基极。
–通过正向电压的作用，电子跨越PN结，进入集电极。
–基极电流的小变化能够导致集电极电流的大变化。
3.跨障垒放大：–电子的注入使得基极与集电极之间形成一个薄的空间电荷区（Depletion Region）。
–当外部电压施加到PN结上时，空间电荷区的宽度会发生变化，控制了电子注入的数量，实现了信号放大。
4.饱和和截止状态：–当输入电压足够大时，晶体管会工作在饱和状态，此时集电极电流已经达到最大值。
–当输入电压较小时，晶体管会工作在截止状态，此时集电极电流非常小，接近于关闭。
应用领域•平面晶体管广泛应用于电子产品中，如放大器、开关和逻辑电路等。
•由于其小型化、低功耗和高可靠性的特点，在集成电路中占据重要地位。
结论•平面晶体管的工作原理基于PN结的电荷变化和电场效应。
•通过控制外部电压，可以实现电流的放大和控制，广泛应用于电子领域。
以上是对平面晶体管工作原理的简要解释，希望可以对您有所帮助。
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。
有机晶体管工作原理
有机晶体管工作原理哎呀，说起这有机晶体管工作原理，那可真是玄妙得紧。
咱们就坐下来说说，我这个粗人也能给你讲讲这其中的门道。
首先啊，得先弄明白啥叫有机晶体管。
这有机晶体管，就是用有机材料做的晶体管。
啥是有机材料？就是你嘴里嚼的口香糖、衣服上的线，都是有机的。
咱们平时见到的晶体管，都是用硅、锗这样的无机材料做的，这有机晶体管啊，就是个新玩意儿。
这有机晶体管咋工作的呢？你得先想想，晶体管是干啥的。
晶体管就是个开关，它能控制电信号的通过。
咱们平时用的电脑、手机，里面都装着成千上万的晶体管，它们就像成千上万的开关，控制着电流的流向，从而实现各种功能。
这有机晶体管呢，它用的有机材料，就像一张纸，可以在上面画各种各样的图案。
这些图案，就是电路。
这电路一通，电流就顺着图样走了，这就像你画的迷宫，电信号得按照你的迷宫走。
这个迷宫画得怎么样，就决定了晶体管能不能好好工作。
咱们拿一个最简单的有机晶体管来说。
这晶体管有三个部分，源极、漏极和栅极。
源极和漏极就是两个电极，就像你画迷宫的起点和终点。
栅极呢，就像一个指挥棒，你往它上面吹一口气，电流就顺着你的迷宫走。
你吹得越大，电流就走得越快。
这有机晶体管用得有机材料，它有个好处，就是可以做得非常薄，就像一张纸那么薄。
这就好比咱们平时用的手机，用有机晶体管做的，可以做得更薄、更轻，咱们可以随时随地带着。
那有机晶体管有啥用呢？哎呀，用处可多了去了。
比如，它可以用在传感器上，让传感器更灵敏；可以用在医疗设备上，让设备更小巧；还可以用在太阳能电池上，让电池更高效。
哎呀，这有机晶体管工作原理，说起来简单，做起来可不容易。
得有专门的设备和人才，才能把它做出来。
不过，这玩意儿前景广阔，咱们国家也在积极研究呢。
这有机晶体管啊，就像是个新生的婴儿，还没长大，但将来一定会成为一个大人物。
咱们就拭目以待吧！。
感光晶体管的原理
感光晶体管的原理感光晶体管，也称为光敏三极管或光敏电阻，是一种能够根据光照强度来改变电阻值的电子元件。
它具有高灵敏度、快速响应和广泛的应用领域。
感光晶体管的工作原理是利用光照引起半导体材料内载流子的生成和移动，从而改变导电性能。
感光晶体管由光敏薄膜、基极、发射极和集电极等组成。
其中光敏薄膜通常由硒化镉等材料制成，它具有高度灵敏的光感应特性。
基极、发射极和集电极通常由半导体材料如硅或锗制成。
当光照射到光敏薄膜上时，光子会激发光敏薄膜内的电子，使其产生电荷。
当感光晶体管未受光照时，电荷在光敏薄膜中会以扩散的方式分布。
此时，基极和发射极之间没有足够的电荷密度可以形成电流。
因此，感光晶体管相当于一个关闭的开关。
集电极就等于一个输出信号端。
当感光晶体管受到光照时，光敏薄膜内的电子会被光子激发，电子将被轰击离开原子，形成电子和空穴。
电子会沿着扩散梯度向发射极靠近，而空穴则会向基极靠近。
由于发射极和基极之间有一电压Vbe，当有足够的电荷通过扩散到达发射极时，就能够克服Vbe的阻挡，电流就开始流动了。
当电流流过集电极和发射极之间的负载电阻时，就能够输出一个相应的电压信号。
感光晶体管的灵敏度主要取决于光敏薄膜的材料选择和结构优化。
一般来说，硒化镉是一种常用的光敏薄膜材料，因为它在可见光和红外光范围内都有很高的光敏度。
此外，光敏薄膜的厚度和材料的掺杂浓度也会影响灵敏度。
较薄的光敏薄膜能够更容易地受到光的影响，而适当的掺杂浓度可以增加载流子的数量。
然而，感光晶体管也有一些局限性。
首先，由于结构的复杂性，制造成本较高。
其次，感光晶体管对环境光的干扰较大，因此在应用时需要注意避免外界光源的影响。
此外，在高温和湿度环境下，感光晶体管的性能也会受到一定影响。
尽管存在一些限制，感光晶体管仍然被广泛应用于光电转换、光电传感、遥控、自动化等领域。
它们通过将光信号转换为电信号，使得我们能够对环境的光照强度进行测量、控制和检测。
感光晶体管的工作原理和性能使它成为当前光电技术中重要的组成部分，推动了信息技术和自动化技术的发展。
cpu晶体管工作原理
cpu晶体管工作原理CPU（中央处理器）是计算机系统的核心组件，负责处理和执行各种计算和控制任务。
而在CPU中，晶体管扮演着至关重要的角色。
本文将围绕CPU晶体管的工作原理展开，详细解释晶体管的作用和工作过程。
一、晶体管的基本概念晶体管是一种半导体器件，由三个或更多的层次组成。
其中，两个P型层夹杂一个N型层，形成PNP型晶体管；或者两个N型层夹杂一个P型层，形成NPN型晶体管。
晶体管的基本构造包括三个区域：发射区、基区和集电区。
发射区和集电区之间通过基区的控制，实现电流的控制和放大功能。
二、晶体管的工作原理晶体管的工作原理基于PN结的特性，当PN结处于正向偏置时，电子从N区域注入到P区域，空穴则从P区域注入到N区域，形成电流。
而当PN结处于反向偏置时，电子和空穴被阻断，不再流动。
晶体管的工作过程主要包括开关和放大两个阶段。
在开关阶段，当输入信号施加到基区时，通过控制基区电流，可以控制集电区的电流开关状态。
当输入信号为低电平时，晶体管处于截止状态，集电区电流接近于零；当输入信号为高电平时，晶体管处于饱和状态，集电区电流接近于最大值。
在放大阶段，晶体管通过调整基区电流，可以实现对集电区电流的放大。
当输入信号施加到基区时，基区电流的微小变化会引起集电区电流的相应变化，从而实现电流放大。
这种放大效应使得晶体管可以作为信号放大器使用。
三、晶体管的应用晶体管作为计算机CPU的核心组件，具有广泛的应用。
它在数字电子电路中被用于逻辑门、计数器、存储器等电路的设计。
同时，晶体管还被广泛应用于放大器、振荡器、开关等电路中。
在计算机系统中，晶体管作为CPU中的微处理器，承担着指令的执行、数据的处理和控制的任务。
晶体管的高速开关特性使得CPU能够高效地进行计算和逻辑操作。
同时，晶体管的微小尺寸和高集成度，使得CPU可以集成大量的晶体管，提高计算机的性能和速度。
晶体管的不断发展和进步，也推动了计算机技术的快速发展。
随着晶体管尺寸的不断缩小，集成度的提高，计算机的体积越来越小，性能越来越强大。
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第二章 PN结填空题1、若某硅突变PN结的P型区的掺杂浓度为N A=1.5×1016cm-3，则室温下该区的平衡多子浓度p p0与平衡少子浓度n p0分别为（）和（）。
2、在PN结的空间电荷区中，P区一侧带（）电荷，N区一侧带（）电荷。
内建电场的方向是从（）区指向（）区。
3、当采用耗尽近似时，N型耗尽区中的泊松方程为（）。
由此方程可以看出，掺杂浓度越高，则内建电场的斜率越（）。
4、硅突变结内建电势V bi可表为（），在室温下的典型值为（）伏特。
5、当对PN结外加正向电压时，其势垒区宽度会（），势垒区的势垒高度会（）。
6、当对PN结外加反向电压时，其势垒区宽度会（），势垒区的势垒高度会（）。
7、在P型中性区与耗尽区的边界上，少子浓度n p与外加电压V之间的关系可表示为（）。
若硅P 型区的掺杂浓度N A=1.5×1017cm-3，外加电压V= 0.52V，则P型区与耗尽区边界上的少子浓度n p为（）。
8、当对PN结外加正向电压时，中性区与耗尽区边界上的少子浓度比该处的平衡少子浓度（）；当对PN结外加反向电压时，中性区与耗尽区边界上的少子浓度比该处的平衡少子浓度（）。
9、PN结的正向电流由（）电流、（）电流和（）电流三部分所组成。
10、PN结的正向电流很大，是因为正向电流的电荷来源是（）；PN结的反向电流很小，是因为反向电流的电荷来源是（）。
11、PN结扩散电流的表达式为（）。
这个表达式在正向电压下可简化为（），在反向电压下可简化为（）。
12、在PN结的正向电流中，当电压较低时，以（）电流为主；当电压较高时，以（）电流为主。
13、薄基区二极管是指PN结的某一个或两个中性区的长度小于（）。
在薄基区二极管中，少子浓度的分布近似为（）。
14、势垒电容反映的是PN结的（）电荷随外加电压的变化率。
PN结的掺杂浓度越高，则势垒电容就越（）；外加反向电压越高，则势垒电容就越（）。
15、扩散电容反映的是PN结的（）电荷随外加电压的变化率。
正向电流越大，则扩散电容就越（）；少子寿命越长，则扩散电容就越（）。
16、PN结的击穿有三种机理，它们分别是（）、（）和（）。
17、PN结的掺杂浓度越高，雪崩击穿电压就越（）；结深越浅，雪崩击穿电压就越（）。
18、雪崩击穿和齐纳击穿的条件分别是（）和（）。
19、PN结的低掺杂一侧浓度越高，则势垒区的长度就越（），内建电场的最大值就越（），内建电势V bi 就越（），反向饱和电流I0就越（），势垒电容C T就越（），雪崩击穿电压就越（）。
问答题1、简要叙述PN结空间电荷区的形成过程。
2、什么叫耗尽近似？什么叫中性近似？3、PN结势垒区的宽度与哪些因素有关？4、写出PN结反向饱和电流I0的表达式，并对影响I0的各种因素进行讨论。
5、PN结的正向电流由正向扩散电流和势垒区复合电流组成。
试分别说明这两种电流随外加正向电压的增加而变化的规律。
当正向电压较小时以什么电流为主？当正向电压较大时以什么电流为主？第三章双极结型晶体管填空题1、晶体管的基区输运系数是指（）电流与（）电流之比。
为了提高基区输运系数，应当使基区宽度（）基区少子扩散长度。
2、晶体管中的少子在渡越（）的过程中会发生（），从而使到达集电结的少子比从发射结注入基区的少子（）。
3、晶体管的注入效率是指（）电流与（）电流之比。
为了提高注入效率，应当使（）区掺杂浓度远大于（）区掺杂浓度。
4、晶体管的共基极直流短路电流放大系数 是指发射结（）偏、集电结（）偏时的（）电流与（）电流之比。
5、晶体管的共发射极直流短路电流放大系数β是指（）结正偏、（）结零偏时的（）电流与（）电流之比。
6、在设计与制造晶体管时，为提高晶体管的电流放大系数，应当（）基区宽度，（）基区掺杂浓度。
7、在缓变基区晶体管的基区中会产生一个（），它对少子在基区中的运动起到（）的作用，使少子的基区渡越时间（）。
8、小电流时α会（）。
这是由于小电流时，发射极电流中（）的比例增大，使注入效率下降。
9、当晶体管处于放大区时，理想情况下集电极电流随集电结反偏的增加而（）。
但实际情况下集电极电流随集电结反偏增加而（），这称为（）效应。
10、I ES是指（）结短路、（）结反偏时的（）极电流。
11、I CS是指（）结短路、（）结反偏时的（）极电流。
12、I CBO是指（）极开路、（）结反偏时的（）极电流。
13、I CEO是指（）极开路、（）结反偏时的（）极电流。
14、I EBO是指（）极开路、（）结反偏时的（）极电流。
15、BV CBO是指（）极开路、（）结反偏，当（）→∞时的V CB。
16、BV CEO是指（）极开路、（）结反偏，当（）→∞时的V CE。
17、BV EBO是指（）极开路、（）结反偏，当（）→∞时的V EB。
18、基区穿通是指当集电结反向电压增加到使耗尽区将（）全部占据时，集电极电流急剧增大的现象。
防止基区穿通的措施是（）基区宽度、（）基区掺杂浓度。
19、比较各击穿电压的大小时可知，BV CBO（）BV CEO，BV CBO（）BV EBO。
20、要降低基极电阻r bb'，应当（）基区掺杂浓度，（）基区宽度。
21、发射极增量电阻r e的表达式是（）。
室温下当发射极电流为1mA时，r e =（）。
22、随着信号频率的提高，晶体管的αω, βω的幅度会（），相角会（）。
是指（）。
当基区宽度加倍时，基区渡越时间增大到原23、基区渡越时间τb来的（）倍。
24、晶体管的共基极电流放大系数|αω|随频率的（）而下降。
当晶体管的|αω|下降到（）时的频率，称为α的截止频率，记为（）。
25、晶体管的共发射极电流放大系数|βω|随频率的（）而下降。
当晶体管的|βω|下降到β0时的频率，称为β的（），记为（）。
26、当f>>fβ时，频率每加倍，晶体管的|βω|降到原来的（）；最大功率增益K pmax降到原来的（）。
27、当（）降到1时的频率称为特征频率f T。
当（）降到1时的频率称为最高振荡频率f M。
28、晶体管的高频优值M是（）与（）的乘积。
29、晶体管在高频小信号应用时与直流应用时相比，要多考虑三个电容的作用，它们是（）电容、（）电容和（）电容。
中以（）为主，这时提高特征频率f T的主要措施是（）。
30、对于频率不是特别高的一般高频管，τec31、为了提高晶体管的最高振荡频率f M ，应当使特征频率f T（），基极电阻r bb'（），集电结势垒电容C TC（）。
问答题1、画出共基极放大区晶体管中各种电流的分布图，并说明当输入电流I e经过晶体管变成输出电流I C时，发生了哪两种亏损？2、倒向晶体管的电流放大系数为什么小于正向晶体管的电流放大系数？3、说明特征频率f T的测量方法。
12、在材料种类相同，掺杂浓度分布相同，基区宽度相同的条件下，PNP晶体管和NPN晶体管相比，哪种晶体管的发射结注入效率γ较大？哪种晶体管的基区输运系数β* 较大？13、有人在测晶体管的I CEO的同时，错误地用一个电流表去测基极与发射极之间的浮空电势，这时他声称测到的I CEO实质上是什么？15、在某偏置在放大区的NPN晶体管的混合π参数中，假设Cπ完全是中性基区载流子贮存的结果，Cμ完全是集电结空间电荷区中电荷变化的结果。
试问：(1) 当电压V CE维持常数，而集电极电流I C加倍时，基区中靠近发射结一侧的少子浓度n B(0)将加倍、减半、还是几乎维持不变？基区宽度W B将加倍、减半、还是几乎维持不变？(2) 由于上述参数的变化，参数R bb'、Rπ、g m、Cπ、Cμ将加倍、减半、还是几乎维持不变？(3) 当电流I C维持常数，而集电结反向电压的值增加，使基区宽度W B减小一半时，n B(0)将加倍、减半还是几乎维持不变？第五章绝缘栅场效应晶体管填空题1、N沟道MOSFET的衬底是（）型半导体，源区和漏区是（）型半导体，沟道中的载流子是（）。
2、P沟道MOSFET的衬底是（）型半导体，源区和漏区是（）型半导体，沟道中的载流子是（）。
3、当V GS=V T时，栅下的硅表面发生（），形成连通（）区和（）区的导电沟道，在V DS的作用下产生漏极电流。
4、N沟道MOSFET中，V GS越大，则沟道中的电子就越（），沟道电阻就越（），漏极电流就越（）。
5、在N沟道MOSFET中，V T>0的称为增强型，当V GS=0时MOSFET处于（）状态；V T<0的称为耗尽型，当VGS=0时MOSFET处于（）状态。
6、由于栅氧化层中通常带（）电荷，所以（）型区比（）型区更容易发生反型。
7、要提高N沟道MOSFET的阈电压V T ，应使衬底掺杂浓度n A（），使栅氧化层厚度T ox（）。
8、N沟道MOSFET饱和漏源电压V Dsat的表达式是（）。
当V DS>=V Dsat时，MOSFET进入（）区，漏极电流随V DS的增加而（）。
9、由于电子的迁移率μn 比空穴的迁移率μp（），所以在其它条件相同时，（）沟道MOSFET的I Dsat比（）沟道MOSFET的大。
为了使两种MOSFET的I Dsat相同，应当使N沟道MOSFET的沟道宽度（）P沟道MOSFET 的。
10、当N沟道MOSFET的V GS<V T时，MOSFET（）导电，这称为（）导电。
11、对于一般的MOSFET，当沟道长度加倍，而其它尺寸、掺杂浓度、偏置条件等都不变时，其下列参数发生什么变化：V T（）、I Dsat（）、R on（）、g m（）。
12、由于源、漏区的掺杂浓度（）于沟道区的掺杂浓度，所以MOSFET源、漏PN结的耗尽区主要向（）区扩展，使MOSFET的源、漏穿通问题比双极型晶体管的基区穿通问题（）。
13、MOSFET的跨导g m的定义是（），它反映了（）对（）的控制能力。
14、为提高跨导g m的截止角频率ωgm，应当（）μ，（）L，（）V GS。
15、阈电压V T的短沟道效应是指，当沟道长度缩短时，V T变（）。
16、在长沟道MOSFET中，漏极电流的饱和是由于（），而在短沟道MOSFET中，漏极电流的饱和则是由于（）。
17、为了避免短沟道效应，可采用按比例缩小法则，当MOSFET的沟道长度缩短一半时，其沟道宽度应（），栅氧化层厚度应（），源、漏区结深应（），衬底掺杂浓度应（）。
问答与计算题1、画出MOSFET的结构图和输出特性曲线图，并简要叙述MOSFET的工作原理。
2、什么是MOSFET的阈电压V T？写出V T的表达式，并讨论影响V T的各种因素。
3、什么是MOSFET的衬底偏置效应？4、什么是有效沟道长度调制效应？如何抑制有效沟道长度调制效应？5、什么是MOSFET的跨导g m？写出g m的表达式，并讨论提高g m的措施。