双极型晶体管————工作原理
mos管阈值电压与温度
mos管阈值电压与温度Mos管是一种常见的电子器件,广泛应用于各种电路中。
而mos 管的阈值电压与温度是两个重要的参数,对于mos管的工作性能和稳定性有着重要的影响。
我们来了解一下mos管的基本结构和原理。
mos管是一种双极性晶体管,其由源极、漏极和栅极三个电极组成。
mos管的工作原理是通过控制栅极电压来改变漏极与源极之间的电流。
而mos管的阈值电压则是指在栅极电压达到一定值时,mos管开始导通的电压。
阈值电压是mos管的一个重要参数,它决定了mos管的导通特性和工作状态。
当栅极电压低于阈值电压时,mos管处于截止状态,漏极与源极之间的电流几乎为零;当栅极电压高于阈值电压时,mos管开始导通,漏极与源极之间的电流随栅极电压的增加而增大。
因此,mos管的阈值电压直接影响了mos管的导通能力和工作范围。
然而,mos管的阈值电压并不是一个固定的值,它会受到温度的影响而发生变化。
通常情况下,mos管的阈值电压会随着温度的升高而增加。
这是因为温度升高会导致电子与空穴的热激发增加,进而增加了导电能力。
而mos管的阈值电压是由栅极与基体之间的pn 结的电势差决定的,当温度升高时,pn结的电势差会增大,从而使阈值电压升高。
对于mos管的设计和应用来说,准确地了解并控制阈值电压是非常重要的。
因为阈值电压的变化会直接影响mos管的导通特性和工作范围。
在具体的电路设计中,我们通常会根据实际需求来选择合适的mos管,以保证电路的正常工作。
而在实际应用中,我们还需要考虑温度对mos管的影响,特别是在高温环境下,需要注意阈值电压的变化,以确保mos管的稳定性和可靠性。
为了准确地了解mos管的阈值电压与温度之间的关系,我们可以通过实验或仿真来获取数据。
通过收集不同温度下的阈值电压数据,我们可以绘制出阈值电压与温度之间的关系曲线。
根据这个曲线,我们可以得到在不同温度下mos管的阈值电压值,从而更好地进行电路设计和应用。
mos管的阈值电压与温度是两个重要的参数,它们对mos管的工作性能和稳定性有着重要的影响。
达林顿晶体管工作原理
达林顿晶体管工作原理
达林顿晶体管是一种利用双极性晶体管的组合电路,是由两个晶体管级联而成的。
它的主要特点是具有高电流放大倍数和高输入阻抗,使其在放大电流信号方面非常适用。
达林顿晶体管的工作原理如下:
1. 由NPN型和PNP型晶体管组成。
NPN晶体管的基极连接到PNP晶体管的发射极,而PNP晶体管的基极连接到电源。
2. 当输入信号流入达林顿晶体管的基极时,起初只有初始信号的一小部分被第一个晶体管(NPN型)放大。
放大后的信号流经第二个晶体管(PNP型),再次被放大。
通过这样的级联放大过程,达林顿晶体管能够实现很高的电流放大倍数。
3. 达林顿晶体管的输出信号通过第二个晶体管的发射极获得,该发射极连接到负载电阻上。
4. 输入信号对达林顿晶体管的作用是改变基极电压,从而控制晶体管之间的电流流动。
当输入信号为正值时,它将获得较高的电流放大倍数,从而形成放大电流信号。
总之,达林顿晶体管是一种利用级联晶体管的组合电路,通过两个晶体管的共同作用,实现对输入信号的放大。
双极功率晶体管与场效应晶体管的比较
双极功率晶体管与场效应晶体管的比较导言:在电子元件领域,功率晶体管被广泛应用于功率放大和开关电路中,而双极功率晶体管(Bipolar Junction Transistor,BJT)和场效应晶体管(Field-Effect Transistor,FET)是其中两种常见的类型。
本文将对这两种晶体管进行比较,包括工作原理、特性和应用等方面。
一、工作原理1. 双极功率晶体管:双极功率晶体管是一种三层晶体管,由两个PN结组成。
在工作过程中,控制电流被注入基极结,通过基极电流来控制负载电流。
当基极电流达到一定的阈值,集电极-发射极之间的电流就会增加。
它可以工作在放大模式和开关模式下。
2. 场效应晶体管:场效应晶体管是一种由栅、源和漏三个极端组成的四层结构。
其中,源极和漏极之间通过栅极电压控制电流流动。
当栅极电压改变时,导电层的宽度也会发生变化,从而影响了电流流动。
它可分为MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)和IGBT(绝缘栅双极性晶体管)两大类。
二、特性比较1. 工作频率:双极功率晶体管由于涉及较多的电子动量传递过程,因此其最高工作频率相对较低,一般在几百MHz到几十GHz之间。
而场效应晶体管由于操作时只涉及电场效应,因此可实现更高的工作频率,达到几十GHz以上。
2. 控制电流:双极功率晶体管需要基极电流来激活,并且在工作过程中需要消耗一定的功率。
而场效应晶体管的控制电流非常小,在无功耗的情况下可以实现更高的效率。
3. 输入电阻和噪音:双极功率晶体管具有相对较低的输入电阻,因此主要用于对输入电阻较高的传感器和信号源进行放大。
而场效应晶体管具有非常高的输入电阻,适用于对电阻要求较低的应用,例如放大信号源。
4. 开关特性:双极功率晶体管在开关模式下对负载电流的响应速度非常快,具有较高的开关速度。
而场效应晶体管需要时间来响应并建立沟道,其开关速度相对较慢。
三、应用领域1. 双极功率晶体管:双极功率晶体管广泛应用于音频放大器、功率放大器、调制器、开关电源等领域。
PNP与NPN两种三极管使用方法
PNP与NPN两种三极管使用方法PNP(正-负-正)与NPN(负-正-负)是两种常见的三极管类型。
它们在电路中的使用方法有所区别,以下是关于这两种三极管的详细说明。
PNP三极管是一种双极性晶体管,由两个P型半导体材料夹着一个N 型半导体材料构成。
NPN三极管则是由两个N型半导体材料夹着一个P型半导体材料构成。
1.工作原理:在PNP三极管中,基极与发射极之间的电流方向是由基极到发射极,而NPN三极管中,电流方向是由基极流向发射极。
2.构成方式:PNP三极管由一个N型材料包围着两个P型材料形成,而NPN三极管则是由两个N型材料夹着一个P型材料形成。
3.极性:PNP三极管的极性是正负正,而NPN三极管的极性是负正负。
4.流程图表示:在电路图中,PNP三极管的符号是一个向内的三角形,而NPN三极管的符号是一个向外的三角形。
5.管脚标记:PNP三极管的管脚分别标记为:发射极(E)、基极(B)和集电极(C)。
NPN三极管的管脚也是类似的,分别标记为:发射极(E)、基极(B)和集电极(C)。
下面是PNP和NPN三极管在电路中的应用方法:PNP三极管的应用:1.开关应用:PNP三极管可以用作开关,当输入信号为高电平时,基极-发射极间会有电流,此时电流无法通过集电极-发射极间,所以负载被断开。
当输入信号为低电平时,基极-发射极间无电流,电流可以通过集电极-发射极间,负载闭合。
PNP三极管的开关应用主要用于高电平控制的逻辑开关电路。
2.放大应用:PNP三极管可以用作放大器,将弱电流放大为强电流。
在放大电路中,输入信号被加载在基极-发射极间,当输入信号为低电平时,基极-发射极间无电流,输出电流小;当输入信号为高电平时,基极-发射极间有电流,输出电流增大。
因此,PNP三极管广泛用于音频放大、功率放大等电子设备中。
NPN三极管的应用:1.开关应用:NPN三极管也可以用作开关。
当输入信号为低电平时,基极-发射极间会有电流,此时电流无法通过集电极-发射极间,负载被断开。
npn pnp 晶体管输出 压力开关-概述说明以及解释
npn pnp 晶体管输出压力开关-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述:npn和pnp晶体管是两种常见的双极型晶体管,它们在电子领域中扮演着重要的角色。
npn和pnp晶体管的工作原理和特性有所不同,但它们都可以用来实现电流放大、开关控制等功能。
本文将重点介绍npn和pnp晶体管的工作原理,并探讨它们在输出压力开关中的应用。
通过深入研究npn pnp晶体管输出压力开关的优势和未来发展展望,可以更好地认识和理解这一重要的电子元件。
1.2文章结构文章结构部分将介绍npn pnp 晶体管输出压力开关的相关知识,包括npn 晶体管和pnp 晶体管的工作原理,以及它们在压力开关中的应用。
通过这些内容,读者将会了解到npn pnp 晶体管输出压力开关的工作原理和优势,以及未来可能的发展方向。
文章结构清晰明了,有助于读者更好地理解和掌握相关知识。
1.3 目的:本文旨在深入探讨npn和pnp晶体管输出压力开关的工作原理和应用,通过对这两种晶体管的比较分析,探讨它们在压力开关中的优势和不同之处。
通过本文的研究,读者将更深入地了解npn和pnp晶体管在压力开关领域的应用价值,促进相关技术的发展和应用。
同时,本文也旨在为工程师和研究人员提供参考,帮助他们更好地选择和设计适合的晶体管输出压力开关,推动该领域的进步和发展。
2.正文2.1 npn 晶体管的工作原理npn 晶体管是一种双极型晶体管,由两个n型半导体夹着一个p型半导体构成。
它的工作原理基于p-n 结的特性。
当npn 晶体管处于正常工作状态时,基极(p区)的电压高于发射极(n区)的电压,这样就会形成一个正向偏置。
这会导致在基极和发射极之间形成一个电场,使得p-n 结处于导通状态。
当一个正向电压施加在基极上时,这会促使少量电子从发射极注入到基极中,进而形成主电流。
这个主电流的大小受到基极电流的控制,即控制输入电流即可控制输出电流。
总的来说,npn 晶体管的工作原理可以简单理解为:控制输入信号作用在基极上,调节基极电流,进而控制输出电流。
74ls02工作原理(一)
74ls02工作原理(一)74LS02工作原理详解什么是74LS02?74LS02是一款集成电路芯片,属于TTL(Transistor-Transistor Logic,双极性晶体管逻辑)系列之一。
它是由4个二输入正门与非门构成的。
工作原理•74LS02是由四个独立的二输入正门与非门组成的,每个门包括两个输入端(A和B)和一个输出端(Y)。
•当输入A和B同时为低电平(0)时,Y输出高电平(1);而当任意一个输入为高电平(1)时,无论另一个输入是高还是低,Y输出低电平(0)。
详细解释74LS02的工作原理可以用以下的列举来解释:1.在74LS02中,A和B是输入端,Y是输出端。
2.当A和B同时为低电平(0)时,由于是与非门,所以输出为高电平(1)。
A B YA B Y0 0 13.当A为高电平(1),B为低电平(0)时,输出为低电平(0)。
A B Y1 0 04.同样地,当A为低电平(0),B为高电平(1)时,输出也是低电平(0)。
A B Y0 1 05.当A和B同时为高电平(1)时,输出依然是低电平(0)。
A B Y1 1 0使用场景74LS02广泛应用于数字电路的设计和逻辑运算。
它可以用于电路的与门、非门和或非门等方面。
总结74LS02是一款常见的TTL系列芯片,通过四个二输入正门与非门组成。
其工作原理简单易懂,能够进行与门和非门的逻辑运算。
它在数字电路设计和逻辑运算中有着广泛的应用。
特点和优势•低功耗:74LS02芯片采用TTL技术,具有低功耗的特点,能够在低电压下稳定工作。
•高速度:74LS02具有快速的响应速度和传输速率,适用于高速数字系统。
•多功能:除了基本的与非门功能之外,74LS02还可以通过组合逻辑电路实现复杂的逻辑功能。
•可扩展:74LS02芯片可以通过级联连接实现更多输入和输出信号的扩展。
应用示例电子计算机74LS02在电子计算机中有着广泛的应用。
它可以作为逻辑门的基本构件,进行与运算和非运算,用于实现计算机的各种逻辑功能。
npn双极晶体管 共射极
npn双极晶体管共射极NP NPN双极晶体管是一种常见的三极管类型,属于双极性(Bi-polar)晶体管的一种。
它的结构包括三个区域,分别是P型(正型)、N型(负型)和再次是P型(正型)区域。
在N型区域中间,有一个极细的P型区域用于隔离P型地区。
NPN双极晶体管的工作原理很简单,当正向偏置时,也就是使基极(Base)电压高于发射极(Emitter)电压,电流就可以通过这三个区域。
当发射极电流高于基极电流时,电流即“浪费”在基极上,导致输出电流降低。
这种现象被称为极区(saturation)。
NPN双极晶体管的共射极配置是最常见的电路配置之一。
共射极配置中,输入信号通过基极注入晶体管,而输出信号可在集电极(Collector)上取到。
这种配置在各种放大器、开关、调制等电路中都有广泛应用。
NPN双极晶体管的优点之一是它能提供大功率增益。
由于集电极到发射极有一个正向电压降,在这个过程中,晶体管会将输入电压放大,形成一个大于输入电压的输出电压。
这使得它成为放大电路的理想选择。
此外,NPN双极晶体管的共射极配置还可用于开关电路。
当基极电压高于发射极电压时,晶体管进入导通状态,允许电流流过。
反之,当基极电压低于发射极电压时,晶体管进入截止状态,电流停止流动。
这使得它成为开关电路中常用的元件。
尽管NPN双极晶体管在各种电路中都有着广泛应用,但我们在使用时还需要注意一些问题。
首先,我们需要避免超过其最大额定电流和功率,以免损坏晶体管。
此外,由于温度的变化会影响晶体管的性能,我们需要确保温度不会过高,以避免晶体管过热。
综上所述,NPN双极晶体管的共射极配置是一种常见且有着广泛应用的电路配置。
它不仅能提供大功率增益,还可用于开关电路。
然而,在使用时需要注意保持电流和功率在额定范围内,并避免过热。
只有通过正确的使用和保护,我们才能充分发挥NPN双极晶体管的优势,并为各种电路提供可靠的性能。
双极性晶体管主要击穿机制
双极性晶体管主要击穿机制
双极性晶体管主要有两种击穿机制:雪崩击穿和击穿浸泡。
1. 雪崩击穿:当双极性晶体管中的电压超过一定值时,由于电场强度过大,电子会获得足够的能量,在与原子碰撞时释放出更多的自由电子,形成电子雪崩效应,导致电流急剧增加。
这种击穿机制主要用于高电压晶体管。
2. 击穿浸泡:当双极性晶体管中的电压超过额定值时,晶体管中会形成一个电场,该电场会使晶体管中电子和空穴获得足够的能量,足以突破硅材料中的能隙,形成导电通路。
这种击穿机制主要用于低电压晶体管。
以上是普通情况下双极性晶体管的击穿机制,具体的击穿电压和机制会因不同的工艺和材料而有差异。
但请注意,以上回应仅涉及技术层面,不涉及任何政治、敏感或非法内容。
微电子概论第二章微电子概论 第三节 双极型晶体管
1
1
iCBO ic
说明 > ,由于接近1,所以达
1
几十乃至上百。主要是由于输入端
由微弱的复合电流控制,而输出端
有大的漂移电流增强
➢穿透电流、注入效率与输运系数 (1) 穿透电流
iB
iCBO iCn
令 IC EO (1 ) IC B O
则 iC iB ICEO
当 iB=0 时, iC=ICEO
(2)注入效率
Rb
iB
iE
VBB
iE
称ICEO为穿透电流
发射区向基区注入电流的效率: = iEn/ie
(3)输运系数
基区向集电区电子输运的效率: = iCn/iEn 显然, = iCn/ie ≈
iC Rc
VCC
➢电压放大原理
N
共基极电压放大倍数GV及功率放大倍数GP
GV
iC RC iere
RC re
作业2
1. 已知:一只NPN型双极型晶体管共发射极 连接,测得其电压放大倍数为15,功率放 大倍数为930,基极电流Ib = 50 A,求解 以下问题:(1)画出电路图,并标出发射 极电流Ie、集电极电流Ic和基极电流Ib方向;
(2)求电流放大倍数;(3)求发射极电
流Ie、集电极电流Ic。
2. 能否将BJT的e、c两个电极交换使用,为什 么?
iB′ ic iE iB
共发射极 大
大 大
共基极 大
大
iCn iCBO
iB iE
iE
iC Rc VCC
iC Rc
VCC iB VBB
➢电流增益关系
iE iC iB iE iB iCn iC iCn ICBO iB iB ICBO
第4-4章-双极型晶体管工作原理
ICN IC ICBO
IBN IB ICBO
IB IBN ICBO IC ICN ICBO
其含义是:基区每复合一个电子,则有 个电子扩散到集
电区去。 值一般在20~200之间。 确定了 值之后,可得
c IC
ICBO
ICN
N RC
IC IB (1 )ICBO IB ICEO
b
可见,在放大状态下,晶体管
三个电极上的电流不是孤立的, RB IB
它们能够反映非平衡少子在基区
扩散与复合的比例关系。这一比 U BB
例关系主要由基区宽度、掺杂浓
IBN
P
15V
N+ UCC
I
EN
e IE
度等因素决定,管子做好后就基
本确定了。
1. 为了反映扩散到集电区的电流ICN与基区复合电流IBN之间 的比例关系,定义共发射极直流电流放大系数为
β
β0
IC
二、极间反向电流
1. ICBO ICBO指发射极开路时,集电极-基极间的反向电 流,称为集电极反向饱和电流。
2. ICEO ICEO指基极开路时,集电极-发射极间的反向电 流,称为集电极穿透电流。
3. IEBO IEBO指集电极开路时,发射极-基极间的反向电流。
ICBO
ICEO
IEBO
三、结电容 结电容包括发射结电容Ce(或Cb′e)和集电结电容Cc(或Cb′c)。
b
SiO2 绝缘层
b
e
NPN管
c
发射结 集电区
N+
P
N 型外延 N+ 衬衬底底
集电结 基区
b
e PNP管
c
4.4.1 晶体管的工作原理
一.放大状态下晶体管中载流子的传输过程 当晶体管处在发射结正偏、集电结反偏的放大状态下,
双极型晶体三极管
双极型晶体三极管
双极型晶体三极管(BJT)是一种具有三个终端的电子器件,由三部分掺杂程度不同的半导体制成。
这种晶体管的工作同时涉及电子和空穴两种载流子的流动,因此被称为双极性的。
它也被称为双极性载流子晶体管。
这种晶体管能够放大信号,并且具有较好的功率控制、高速工作以及耐久能力,所以它常被用来构成放大器电路,或驱动扬声器、电动机等设备,并被广泛地应用于航空航天工程、医疗器械和机器人等应用产品中。
pnp开关原理
pnp开关原理
PNP开关是一种三层结构的双极性晶体管,它的原理是通过
控制基极与发射极之间的电压来控制电流的流动。
当基极与发射极之间的电压为低电平时,PNP开关处于截止状态,电流
无法从集电极流向发射极,即相当于开关断开。
当基极与发射极之间的电压为高电平时,PNP开关处于导通状态,电流可
以从集电极流向发射极,即相当于开关闭合。
PNP开关的工作原理基于双极性晶体管的PN结构。
PN结构中,N型半导体为基底,两侧分别连接有P型半导体区域,形成了PNP结构。
当基极与发射极之间的电压为低电平时,PN
结的P型区域逆偏极化,形成截止状态,电流无法通过。
当
基极与发射极之间的电压为高电平时,通过外加电压使得PN
结的P型区域正偏极化,导致电流从集电极流向发射极,完
成导通过程。
PNP开关常用于电子电路中的开关控制和放大电路中的负载
驱动。
在开关控制电路中,将PNP开关的基极连接到信号源,当信号源输出高电平时,PNP开关导通,将电流流向负载,
实现开关闭合;当信号源输出低电平时,PNP开关截止,电
流无法流向负载,实现开关断开。
在放大电路中,PNP开关
可以将小信号放大为大信号,用于驱动负载。
总而言之,PNP开关通过控制基极与发射极之间的电压来实
现开关状态的切换,从而控制电流的流动。
这种原理能够在电子电路中实现开关控制和信号放大的功能。
pnp型3极管工作原理
pnp型3极管工作原理
PNP型3极管是一种双极性晶体管,由P型基片和N型发射结、基结以及P型集电结构成。
其工作原理如下:
当基极与发射结之间的电压为正向偏置时,发射结被击穿,电流开始流动。
这时,发射结注入P型基片的空穴被N型发射结和P型基片吸收,形成一个非均匀的P型区域。
这使得发射结发射出的电流变得较小。
当集电极与基极之间的电压为正向偏置时,P型基片与集电结之间的空间缩小,从而促使电流在基结中形成一个充足的电子输送区,并从发射结注入到集电极中。
当E(发射极)处于低电平,B(基极)处于高电平时,P型基片与N型发射结之间的反向偏置会导致发射结不被击穿,且P型集电结将无法驱动电流。
因此,此时极端小电流只能通过发射结的一小部分注入P型基片,从而产生很小的电流流过器件。
综上所述,PNP型3极管的工作原理可以简单概括为:当通过基极-发射结电流时,发射结注入空穴到基极,从而减小了发射电流;而通过基极-集电结电流时,电子被注入到集电极,产生了相对较大的电流。
远离正向偏置电压时,极端小电流通过发射结注入基极,而无法形成集电电流。
bjt的工作原理
bjt的工作原理
BJT(双极性晶体管)是一种常见的电子元件,其工作原理可以简单概括为:控制一个输入电流或电压来调制输出电流。
BJT由两个PN结组成,其中一个是基区(base region),另一个是发射区(emitter region)。
基区连接到输入信号源,发射区连接到输出负载,而另一个P区域则作为一个夹在输入和输出之间的区域,称为集电器(collector)。
根据三个区域的性质不同,BJT可以分为PNP和NPN两种类型。
当一个正向电压(P区接正向电压,N区接负向电压)施加到PNP型BJT的PN接触处时,由于二极管的正向偏压特性,发射区会注入大量的多数载流子(即正电荷),这些多数载流子流经基区进入集电器区域。
同时,通过控制基区电流的大小,可以调节导通基区电流的数量。
通过这种方式,输入电流或电压可以被调制成输出电流,实现信号放大的作用。
同理,NPN型BJT与PNP型BJT的工作原理相似,只是极性相反。
总的来说,BJT的工作原理是利用多数载流子的注入和控制来实现输入信号的调制和输出电流的放大。
其在电子设备和电路中常用于放大信号,开关电路以及模拟和数字应用中。
放大器的种类和工作原理
放大器的种类和工作原理
放大器是一种用于增强电信号强度的电子设备。
它的主要作用是将电子信号放大,以便可以在更远的距离或更少的噪声情况下传输。
放大器广泛应用于各种领域,包括无线电,音频放大,视频放大,雷达和通信等。
放大器有许多不同的种类,包括晶体管放大器,场效应管放大器,双极性晶体管放大器,功率放大器,运算放大器和差分放大器等。
这些放大器的工作原理也有所不同。
下面是一些常见的放大器及其工作原理:
1. 晶体管放大器:晶体管放大器是最常见的放大器之一,它的工作原理是利用三个区域的不同掺杂程度来控制电流的流动。
基极接收输入信号,发射极输出放大后的信号,而集电极则用于控制电流的流动。
2. 堆叠场效应管放大器:堆叠场效应管放大器是一种高增益放大器,它的工作原理是利用多个场效应管的垂直堆叠来增加增益和带宽。
3. 双极性晶体管放大器:双极性晶体管放大器是一种使用双极晶体管的放大器,它的工作原理是利用基极电流来控制输出电流。
4. 功率放大器:功率放大器是一种专门设计用于放大高功率信号的放大器。
它的工作原理是利用大功率晶体管或管子推动输出电流。
5. 运算放大器:运算放大器是一种高增益放大器,它的工作原理是通过对输入信号的差异进行放大和输出来进行运算。
6. 差分放大器:差分放大器是一种用于放大差分输入信号的放大器。
它的工作原理是将两个输入信号相减,并将其放大到输出端。
总的来说,放大器是一种非常重要的电子设备,它们可以帮助我们实现对电信号的高效控制和传输。
在选择放大器时,需要注意信号的频率,功率和噪声等参数,以便选择合适的放大器来满足特定的需求。
双极型晶体管工作原理
双极型晶体管工作原理
双极型晶体管是一种常用的半导体器件,可用于放大信号和作为开关。
它由三个连续的区域构成:发射区、基区和集电区。
在正常工作状态下,双极型晶体管中的基区被电压偏置,使其与发射区和集电区之间形成两个二极管。
这两个二极管分别为发射结和集电结。
当一个正向偏置电流被施加在发射结上时,发射结就会成为一个缓慢变化的放大器。
发射结的沟道会形成一个电子云,这个电子云会带电,电流在发射结得到放大。
当从集电结到基区的电流增大时,由于集电结反偏,它将呈指数增加,最终使根据KCL(基尔霍夫电流定律)达到稳定。
当在基结-发射结之间施加截断电压时,集电结会关闭,使得电流在双极型晶体管中被截断,即将其作为开关使用。
总之,双极型晶体管通过控制基结电流来调节集电结电流。
在工作原理中,发射结起到放大的作用,而集电结起到开关的作用。
这使得双极型晶体管成为一种常用的器件,适用于各种电子电路中的放大和开关功能。
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。
npn开关原理
npn开关原理
在电子学中,NPN开关是一种常用的双极性晶体管(BJT)开关。
它由三个区域组成:N型区(负极性)、P型区(正极性)和另一个N型区。
当NPN开关处于非激活状态时,P型区和两个N型区之间会
形成两个PN结。
PN结的P型区被称为集电极,其中的N型
区被称为基极,而另一个N型区被称为发射极。
在非激活状
态下,PN结中的两个结之间会形成一个正向偏置。
当外部电源施加到发射极和基极之间时,通过发射极到基极的电流(称为基极电流)会引起PN结之间的电势降低,从而改
变两个结之间的偏置。
当基极电流达到一个特定值时(通常称为饱和电流),PN结之间的偏置将变为反向偏置,从而激活
开关。
一旦NPN开关被激活,电流将从发射极流向集电极,并且从
集电极的另一侧流出。
这种流动的电流称为集电极电流或负载电流。
因此,通过控制基极电流,我们可以控制集电极电流的开关行为。
NPN开关通常用于放大和开关应用中。
通过调整基极电流的
大小,可以控制集电极电流和输出信号的增益。
这使得NPN
开关在各种电子设备中非常有用,例如放大器、逻辑门和计时器等。
总结而言,NPN开关的工作原理是基于PN结之间的正向偏置
和反向偏置,通过控制基极电流来激活或关闭开关,从而实现电流的控制和放大功能。
pnp管小信号等效电路
PNP管小信号等效电路1. 引言PNP管小信号等效电路是指将PNP晶体管的非线性特性近似为线性的等效电路模型。
通过这种模型,可以简化对PNP管的分析和计算,便于设计和优化电路。
2. PNP管基本结构与工作原理PNP管是一种三层结构的双极性晶体管,由两个N型区夹一个P型区组成。
其中,N型区被称为发射极(Emitter),P型区被称为基极(Base),另一个N型区被称为集电极(Collector)。
发射极和集电极之间通过基极控制电流的流动。
当基极-发射结正向偏置时,发射结变窄,使得少数载流子从发射区注入到基区。
这些载流子在基区中扩散,并穿过基-集结到达集电区。
因此,当发射结正向偏置时,从发射到集电之间存在一个大于零的电流。
3. PNP管小信号等效模型为了方便分析和计算,在小信号情况下,可以将PNP管近似为三个二端口网络的级联组合:输入网络、增益网络和输出网络。
3.1 输入网络输入网络是指PNP管的基极和发射极之间的电路。
在小信号等效模型中,输入网络由一个电阻和一个电容组成。
•输入电阻(r be):输入电阻是指当基极-发射结处施加一个小信号电压时,引起基极-发射结处的小信号电流变化。
输入电阻可以通过测量基极-发射结处的微分导纳得到。
•输入电容(C be):输入电容是指基极和发射极之间的微分电容。
当基极-发射结处施加一个小信号电压时,会在这个微分电容上产生一个微分电荷。
3.2 增益网络增益网络是指PNP管的集电极和基极之间的电路。
在小信号等效模型中,增益网络由一个放大系数(β)和一个输出导纳(g m)组成。
•放大系数(β):放大系数是指PNP管输出端的集电流与输入端的基极-发射结处的小信号电流之比。
放大系数可以通过实验测量得到。
•输出导纳(g m):输出导纳是指PNP管的集电极和基极之间的微分导纳。
它反映了集电极电流与基极-发射结处的小信号电压之间的关系。
3.3 输出网络输出网络是指PNP管的集电极和一个外部负载之间的电路。
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I CN I C I CBO I C I EN IE IE
显然, <1,一般约为0.97~0.99。 根据上式,不难求得
RB
c
IC
ICN
N b
IB IBC
I C I E I CBO I E I B (1 ) I E I CBO (1 ) I E I E IC I B
I CN I C I CBO I BN I B I CBO
I B I BN ICBO IC ICN ICBO
其含义是:基区每复合一个电子,则有 个电子扩散到集 IC c 电区去。 值一般在20~200之间。
确定了 值之后,可得
ICBO
ICN
N P IEN N+
三. 晶体管的放大作用
c
IC + △IC
I CN
△ ICN
△ IBN
RC
△U=RC△IC
_
ui
b +
IB+ △ IB
I
BN
15V
RB IE
△IEN
U CC
I
UBB
e
IE + △IE
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、 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 本接法,如图所示。 iC iE iE iC c e e c iB b iB
b
输入 回路 输出 回路
e
c
b
共发射极 共基极 共集电极 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。
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。这
④. 集电结少子漂移 集电结反偏,两边少子飘移形成反向饱和电流ICBO。 通过对管内载流子传输
c I CBO b IB IC
的讨论可以看出,在晶体管 中,窄的基区将发射结和集 电结紧密地联系在一起。从 而把正偏下发射结的正向电 流几呼全部地传输到反偏的 R B 集电结回路中去。这是晶体 管能实现放大功能的关键所 U BB 在。
UCE ≥1
90
60 30 0 0.5 0.7 0.9 UCE > 0
止,iB为反向电流。若反向电 压超过某一值时,e结也会发 生反向击穿。
u BE/V
综上所述,晶体管是一种非线性导电器件,有三个工 作区,对应三种不同的工作状态:
⑴.放大状态(iB>0,uCE≥uBE,即e结正偏,c 结反偏)
特点:①.iC受iB控制,即IC= IB或△IC= β△ IB
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
三个电极,所以又称为半导体三极管、晶体三极管等,以 后我们统称为晶体管。常见的晶体管其外形如图示。
大功率达林顿晶体管
晶体管的结构及电路符号
发射结
集电结
c
e
发射极
P 基区 发射区 发射区
+ + N P N
P N
集电区
N P N
c
集电极
大
1
止。反映在特性上,即为iB≤0
的曲线基本重合在水平轴上。
区
5
i B=-I
CBO
0
u C E /V
截止区
对大功率管,由于ICEO很大,此时,为确保管子截止, e结必须反偏。
二、共发射极输入特性曲线
共射输入特性曲线是以uCE为参变量时,iB与uBE间的 关系曲线,即
iB f (uBE ) uCE 常数
b
发射区
e
N+
b
e
基极
NPN管
SiO2 绝缘层
b
P
c b
发射结 N 型外延 集电区 衬底 N + 衬底
集电结 基区
e PNP管
c
晶体管类型
双极型晶体管
{
锗管
{NPN管 (3Bxx) {NPN管 (3Dxx)
PNP管 (3Cxx)
PNP管 (3Axx)
硅管
例如:3DG6 即为硅NPN型高频小功率管。
②
②. uCE变化对IC的影响很小。在特性曲线上表现为iB
一定而uCE增大时,曲线仅略有上翘(iC略有增大)。 • 原因: 基区宽度调制效应(Early效应) 或简称基调效应 • 由于基调效应很微弱,uCE
iC
IBQ
UCE
uCE
在很大范围内变化时IC基本不
变。因此,当IB一定时, 集电极电流具有恒流特性。
截 止 区 体管的三种工作种状态,即放大、截止和饱和状态。
uC E/ V
在输出特性曲线上可分为三个工作区,分别对应于晶
1. 放大区
条件:e 结正偏(IB > 0),c 结反偏(uCE≥uBE)。 特点: iC/ m A ①.基极电流iB对集电极 电流iC有很强的控制作用, 即iB有很小的变化量ΔIB 时,iC就会有很大的变化
②. IB一定时,iC具有恒流特性。 ⑵.饱和状态( iB>0,uCE < uBE,即e结、c结均正偏) 特点:①. iC不受iB控制,即IC β IB 或 △IC β△ IB ②.三个电极间的电压很小,相当短路,各极电 流主要由外电 路决定。 ⑶.截止状态( iB<0,uCE≥uBE,即e结、c 结均反偏) 特点:①. iC≈iB≈iE≈0 。
由于ICBO极小,在忽略其影响时,晶体管三个电极
上的电流近似有:
c IC N b RC
IC IB IC I B I E (1 ) I B
RB
IB
P N+ e IE
15V
UCC
UBB
这是今后电路分析中常用的关系式。
2. 为了反映扩散到集电区的电流 ICN 与射极注入电流 IEN的比例关系,定义共基极直流电流放大系数 为
可见,在放大状态下,晶体 管三个电极上的电流不是孤立的, R
B
c I CBO b IB
IC
ICN
N
RC
IBN
P N+
15V
它们能够反映非平衡少子在基区 扩散与复合的比例关系。这一比 U BB 例关系主要由基区宽度、掺杂浓 度等因素决定,管子做好后就基 本确定了。
UCC
IEN e IE
1.为了反映扩散到集电区的电流ICN与基区复合电流IBN 之间的比例关系,定义共发射极直流电流放大系数 为
e
O
c b
O
c
b
O
e
需要指出,使e结反偏而c 结正偏时,这种状态通常称 为反向放大(或倒臵)状态,在模拟电路中这种工作方式 很少采用。
晶体管的主要参数
一、电流放大系数 1.共射极直流电流放大系数 和交流电流放大系数β
2.共基极直流电流放大系数
和交流电流放大系数
I C I B
uCE 常数
(3). 当uCE =0时,晶体管相当于两个并联的二极管, 所以b,e间加正向电压时,iB很大。对应的曲线明显左移。 (4)当uCE在0~1V之间时, 随着uCE的增加,曲线右移。
i B /A
UCE =0
特别在0< uCE ≤UCE(sat)的范围 内,即工作在饱和区时,移动 量会更大些。
(5)当uBE<0时,晶体管截
I CN
N RC
I BN
P
15V
I EP e IE
I
N+
EN
UCC
二. 电流分配关系
由以上分析可知,晶体管三个电极上的电流与内部载
流子传输形成的电流之间有如下关系:
I E I EN I BN I CN I B I BN I CBO I BN I C I CN I CBO I CN
β
β 0
IC
二、极间反向电流 1. ICBO ICBO指发射极开路时,集电极-基极间的反向电 流,称为集电极反向饱和电流。 2. ICEO ICEO指基极开路时,集电极-发射极间的反向电 流,称为集电极穿透电流。 3. IEBO IEBO指集电极开路时,发射极-基极间的反向电流。
3. 截止区
条件:e结和c结均处于反偏。 特点:三个电极上的电流均为反向电流,相当极间开路。 iC /m A 当iB=0时,iC= ICEO =(1+ ) 4
ICBO 。这时e结仍有正向受控
作用,但对小功率管,ICEO很 小,可以认为iB≤0时,管子截
3
30 A
放
2
20 A 10 A 0 A 10 15
E
Wb
C
基 区
C结
Wb
2. 饱和区
条件: e结正偏,c结正偏(uCE<uBE即临界饱和线的左侧)。 特点: iC不受iB控制,表现为不同iB 的曲线在饱和区汇集。 由于c结正偏,不利于集电 区收集电子,同时造成基区复合 电流增大。因此:
4 3 2 1 0
iC/ m A u CE=u BE
临界饱和线
②. 三个电极间相当开路,各极电位主要由外电 路决定。
晶体管的三种工作状态,在实际中各有应用:
在构成放大器时,晶体管应工作在放大状态;
用作电子开关时,则要求工作在饱和、截止状态。 即c极端和e极端之间等效为一受b极控制的 开关,如图所示。 当管子饱和时,相当开关闭合; 当管子截止时,相当开关打开。
RC
IC I B (1 ) I CBO I B I CEO I E I C I B (1 ) I B I CEO I B I E IC
式中
RB
b
IB
IBN