PNP型三极管
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第5章 半导体器件
5.1 晶体二极管
5.2晶体三极管 5.3场效应管 5.4晶闸管
第5章 半导体器件
学习要点
二极管的工作原理、伏安特性、 主要参数 三极管的放大作用、输入和输出 特性曲线及主要参数 晶体二极管、三极管的识别与简 单測試 场效应管和晶闸管的工作原理、 伏安特性、主要参数
5.1 晶体二极管
阳极
阴极
2、发光二极管(LED)
当发光二极管的PN结加上正向电压时,电子与空穴复合过程以光 的形式放出能量。 不同材料制成的发光二极管会发出不同颜色的光。 发光二极管具有亮度高、清晰度高、电压低(1.5~3V)、反应快、 体积小、可靠性高、寿命长等特点,是一种很有用的半导体器件, 常用于信号指示、数字和字符显示。
C
NPN型
集电结 B 发射结
集电区 N P N E 基区 B 发射区
C
E
C 集电结
PNP型
集电区 P N P E 基区 B 发射区
C
B 发射结
E
结构特点:
集电区: 面积最大 集电结 集电极 C N P N
基区:最薄, 掺杂浓度最低
基极 B
发射结
E 发射极
发射区:掺 杂浓度最高
5.2.2 晶体三极管三个电极间的电流关系和电流放大作用
5.1.4 半导体二极管的主要参数
(1)最大整流电流IM:指管子长期运行时,允许通过的最大正向平均 电流。 (2)反向击穿电压UBR:指管子反向击穿时的电压值。 (3)最大反向工作电压URM:二极管运行时允许承受的最大反向电压 (约为UBR 的一半)。 (4)最大反向电流IRM:指管子未击穿时的反向电流,其值越小,则管 子的单向导电性越好。 (5)最高工作频率fm:主要取决于PN结结电容的大小。
自由电子 空 穴
多数载流子(简称多子) 少数载流子(简称少子)
(2) P型半导体
在纯净半导体硅或锗(4价)中掺入硼、铝等3价元素,由于这类
元素的原子最外层只有3个价电子,故在构成的共价键结构中,由于缺 少价电子而形成大量空穴,这类掺杂后的半导体其导电作用主要靠空
穴运动,称为空穴半导体或 P型半导体,其中空穴为多数载流子,热
激发形成的自由电子是少数载流子。
空
穴
多数载流子(简称多子)
少数载流子(简称少子)
自由电子
+ + + + + + + + + + + +
N 型半导体 P 型半导体
无论是P型半导体还是N型半导体都是中性的, 通常对外不显电性。 掺入的杂质元素的浓度越高,多数载流子的数 量越多。
只有将两种杂质半导体做成PN结后才能成为 半导体器件。
5.1.1 半导体的特性
概述 导体:很容易导电的物体,如金、银、铜、铁等。 绝缘体:不容易导电或者完全不导电的物体,如塑料、橡胶、陶瓷、 玻璃等。 半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间的物质,如硅(Si)、锗 (Ge)、金属氧化物等。硅和锗是4价元素,原子的最外层轨道上有4 个价电子。
1、半导体的特性: 热敏性:当环境温度升高时,导电能力明显 増强。
理想二极管:正向导通时为短路特性,正向电阻为零,正向压降忽略 不计;反向截止时为开路特性,反向电阻为无穷大,反向漏电流忽略 不计。
例1:
6V
D
A
+ 3k
电路如图,求:UAB
取 B 点作参考点, 12V 断开二极管,分析二 – B 极管阳极和阴极的电 位。 V阳 =-6 V V阴 =-12 V V阳>V阴 二极管导通 若忽略管压降,二极管可看作短路,UAB =- 6V 否则, UAB低于-6V一个管压降,为-6.3V或-6.7V
光敏性:当受到光照时,其导电能力明显 变化。(可制成各种光敏元件,如光敏电阻、 光敏二极管、光敏三极管、光电池等)。
掺杂性:往纯净的半导体中掺入某些杂质,
使其导电能力明显改变。
2、P型半导体和N型半导体
(1) N型半导体 在纯净半导体硅或锗(4价)中掺入磷、砷等5价元素,由于这类元素 的原子最外层有5个价电子,故在构成的共价键结构中,由于存在一 个多余的价电子而产生大量自由电子,这种半导体主要靠自由电子导 电,称为电子半导体或N型半导体,其中自由电子为多数载流子,热 激发形成的空穴为少数载流子。
(3)饱和区:发射结正向偏置,集电结正向偏置
当UCE UBE时,晶体管工作于饱和状态。
IC /mA 4 3 2 截止区 1 0 3 6 放
饱和区 100μ A 80μ A 大 区 9 60μ A 40μ A 20μ A IB =0 12 UCE /V
5.2.4 三极管的主要参数
1、电流放大系数β:iC= β iB (有的用hfe表示)
0.04 1.50 1.54
0.06
IC(mA)
IE(mA) 结论:
2.30
2.36
0.08 0.10 3.10 3.95 3.18 4.05
1)三电极电流关系 IE = IB + IC 2) IC IB , IC IE 3) IC IB 把基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大变 化的特性称为晶体管的电流放大作用。 实质:用一个微小电流的变化去控制一个较大电流的 变化,是CCCS器件。
扩散与漂移达到动态平衡 形成一定宽度的PN结
多子 扩散
形成空间电荷 区产生内电场 阻止
N区
促使 少子
漂移
空间电荷区 N区
P区
P区
+ + + + + + + + +
载流子的扩散运动
+ + + + + +
+ + +
内电场方向 PN 结及其内电场
2.PN结的单向导电性
①外加正向电压(也叫正向偏置) 外加电场与内电场方向相反,内电场削弱,扩散 运动大大超过漂移运动,N区电子不断扩散到 P区,P区空穴不断扩散到N区,形成较大的正 向电流,这时称PN结处于低阻导通状态。
RB
V UBE 输入回路 – + – EB
共发射极电路
发射极是输入回路、输出回路的公共端
2.输出特性曲线
(1)放大区:发射极正向偏置,集电结反向偏置
在放大区有 IC= IB ,也称为线性区,具有恒流特性。
(2)截止区:发射结反向偏置,集电结反向偏置
IB < 0 以下区域为截止区,有 IC 0 。
有直流和交流之分,在小功率范围內认为相等。
2、极间反向电流iCBO、iCEO: iCEO也叫穿透电流,与ICBO、 β及温度有关。
iCEO=(1+ β )iCBO
3、极限参数 (1)集电极最大允许电流 ICM:下降到额定值的2/3时所允许的最大集电极电 流,电路不能正常工作。 (2)反向击穿电压U(BR)CEO:基极开路时,集电极、发射极间的最大允许反 向电压,大了可能烧坏管子。 (3)集电极最大允许功耗PCM =IC UCE:决定了管子的温升极限。在輸出特性
空间电荷区 变窄 P I 外电场 E
+ + +
N 内电场 R
. PN 结加反向电压(反向偏置)
--- - -- --- - -- --- - --
P
+ + + + + + + + +
内电场 外电场
+ + +
+ + +
+ + +
N
–
+
5.1.2 晶体二极管的结构与类型
一个PN结加上相应的电极引线并用管壳封装起来,就构成了半导体 二极管,简称二极管。符号用VD表示。 半导体二极管按其结构不同可分为点接触型和面接触型两类。 点接触型二极管PN结面积很小,结电容很小,多用于高频检波及 脉冲数字电路中的开关元件。 面接触型二极管PN结面积大,结电容也小,允許通过电流大,多 用在低频整流、检波等电路中。
IC IB + U CE + V U BE
- -
与二极管加正向电压类似
mA IB /mA RC V U CC 40 30 20 10 0 0.4 U CE ≥1V 0.8 U BE /V
μ A
RB U BB
测量三极管特性的实验电路
三极管的输入特性曲线
测量晶体管特性的实验线路
IC
mA
IB
A
+ + V UCE 输出回路 – + – EC
(2)反向特性(截止)
I /mA 40 30 20 - 60 - 40 - 20 10 反向特性
正向特性 0 0.4 0.8 U /V
外加反向电压时, PN结处于截止状态。 1、温升使反向电流增加很快;2、反向电流 很小且稳定。
(3)反向击穿
反向电压大于击穿电压(UBR)时,反向电流急剧增加。原因为电击 穿。1、强外电场破坏键结构;2、获得大能量的載流子碰撞原子产 生新的电子空穴对。如无限流措施,会造成热击穿而损坏。
UAB
在这里,二极管起钳位作用。
5.1.5稳压管和发光二极管
1、稳压管
稳压管是一种用特殊工艺制造的半导体二极管,稳压管的稳定电压 就是反向击穿电压。稳压管的稳压作用在于:电流增量很大,只引起很 小的电压变化。稳压管的反向击穿应是可逆的,工作电流能控制在一定 范围内。 稳压管的主要参数: (1)稳定电压UZ。反向击穿后稳定工作的电压。 (2)稳定电流IZ。工作电压等于稳定电压时的电流。 (3)动态电阻rZ。稳定工作范围内,管子两端电压的变化量与相应电流 的变化量之比。即:rZ=ΔUZ/ΔIZ (4)额定功率PZ和最大稳定电流IZM。额定功率PZ是在稳压管允许结温 下的最大功率损耗。最大稳定电流IZM是指稳压管允许通过的最大电流。 它们之间的关系是: PZ=UZIZM 符号:
LED 阳极 LED (a) 阴极 R (b) E
5.1.6晶体二极管的型号命名 6.1.7 半导体二极管的主要参数
• 半导体器件品种繁多,特性不一,为 了便于分类和识别, • 对不同类型的半导体器件应用不同 的符号来表示。 • (按照国家标准GB249 —74规定, 国产二极管的型 • 号由五部分组成,见表5.1)
3、 PN结及其单向导电性
(1).PN结的形成
半导体中载流子有扩散运动和漂移运动两 种运动方式。载流子在电场作用下的定向 运动称为漂移运动。 在半导体中,如果载流子浓度分布不均匀, 因为浓度差,载流子将会从浓度高的区域 向浓度低的区域运动,这种运动称为扩散 运动。 将一块半导体的一侧掺杂成P型半导体, 另一侧掺杂成N型半导体,在两种半导体
IC IB + U CE + V U BE
- -
mA IB /mA RC V U CC 40 30 20 10 0 0.4 U CE ≥1V 0.8 U BE /V
μ A
RB U BB
测量三极管特性的实验电路
三极管的输入特性曲线
1. 各电极电流关系
IB(mA) 0
<0.001 <0.001
0.02 0.70 0.72
阳极
阴极
5.1.3 晶体二极管的伏安特性
(1)正向特性(导通)
外加正向电压小于开启电压(阈值电 压)时,外电场不足以克服内电场对 多子扩散的阻力,PN结处于截止状 态 。正向电压大于阈值电压后,正向 电流 随着正向电压增大迅速上升。通 常阈值电压硅管约为0.5V,导通时电 压0.6V;锗管阈值电压约为0.2V,导 通时电压0.3V 。
表5.1
第一部分(数字) 第二部分(拼音)
晶体二极管的型号命名
第三部分(拼音) 第四部分(数字) 第五部分(拼音)
电极数目
材料和极性
二极管类型
二极管序号
规格号
2—二极管
A—N型锗 B—P型锗 C—N型硅 D—P型硅
P—普通管 Z—整流管 W—稳压管 K—开关管 F—发光管 L—整流堆
表示某些性能与参 数上的差别
曲线上是一条双曲线,划定了安全区。
5.3 场效应晶体管(FET )
场效应管也是一种由PN结组成的半导体,因是利用电场效应 来控制电流的故称为场效应管。和TTL比較,其主要特点是:輸 入电阻大;受温度影响小,热稳定性好;噪声低;易于集成化。 因而获得广泛运用。 按内部结构的不同,分为结型场效应管(JFET)和绝缘栅型 场效应管(IGFET)二大类。 最常用的绝缘栅型场效应管是由金属-氧化物-半导体材料构成, 简称MOS管。由P沟道、N沟道构造的PMOS和NMOS二种类型。 其中每一类型又分增强型和耗尽型两种。(CMOS是由PMOS和 NMOS管组成的互补对称的集成电路) 增强型:UGS=0,不存在导电沟道,ID=0。 耗尽型:UGS=0,存在导电沟道,ID=0。
实验表明IC比IB大数十至数百倍,因而有IC 近似等于IE。IB虽然很小,但对IC有 控制作用,IC随IB的改变而改变,即基极电流较小的变化可以引起集电极电流较 大的变化,表明基极电流对集电极具有小量控制大量的作用,这就是三极管的电 流放大作用。
5.2.3 三极管的特性曲线(NPN)
1.输入特性曲线
表示同型号中的档 别
例如:2CK84表示开关硅二极管
ຫໍສະໝຸດ Baidu
5.2 晶体三极管
5.2.1 三极管的结构原理
半导体三极管是由两个背靠背的PN结构成的。重 要特性是具有电流放大作用和开关作用,常见的有 平面型和合金型两类。在工作过程中,两种载流子 (电子和空穴)都参与导电,故又称为双极型晶体 管,简称晶体管或三极管。 两个PN结,把半导体分成三个区域(三区二 结)。这三个区域的排列,可以是N-P-N,也可以 是P-N-P。因此,双极型三极管有两种类型:NPN 型和PNP型。
5.1 晶体二极管
5.2晶体三极管 5.3场效应管 5.4晶闸管
第5章 半导体器件
学习要点
二极管的工作原理、伏安特性、 主要参数 三极管的放大作用、输入和输出 特性曲线及主要参数 晶体二极管、三极管的识别与简 单測試 场效应管和晶闸管的工作原理、 伏安特性、主要参数
5.1 晶体二极管
阳极
阴极
2、发光二极管(LED)
当发光二极管的PN结加上正向电压时,电子与空穴复合过程以光 的形式放出能量。 不同材料制成的发光二极管会发出不同颜色的光。 发光二极管具有亮度高、清晰度高、电压低(1.5~3V)、反应快、 体积小、可靠性高、寿命长等特点,是一种很有用的半导体器件, 常用于信号指示、数字和字符显示。
C
NPN型
集电结 B 发射结
集电区 N P N E 基区 B 发射区
C
E
C 集电结
PNP型
集电区 P N P E 基区 B 发射区
C
B 发射结
E
结构特点:
集电区: 面积最大 集电结 集电极 C N P N
基区:最薄, 掺杂浓度最低
基极 B
发射结
E 发射极
发射区:掺 杂浓度最高
5.2.2 晶体三极管三个电极间的电流关系和电流放大作用
5.1.4 半导体二极管的主要参数
(1)最大整流电流IM:指管子长期运行时,允许通过的最大正向平均 电流。 (2)反向击穿电压UBR:指管子反向击穿时的电压值。 (3)最大反向工作电压URM:二极管运行时允许承受的最大反向电压 (约为UBR 的一半)。 (4)最大反向电流IRM:指管子未击穿时的反向电流,其值越小,则管 子的单向导电性越好。 (5)最高工作频率fm:主要取决于PN结结电容的大小。
自由电子 空 穴
多数载流子(简称多子) 少数载流子(简称少子)
(2) P型半导体
在纯净半导体硅或锗(4价)中掺入硼、铝等3价元素,由于这类
元素的原子最外层只有3个价电子,故在构成的共价键结构中,由于缺 少价电子而形成大量空穴,这类掺杂后的半导体其导电作用主要靠空
穴运动,称为空穴半导体或 P型半导体,其中空穴为多数载流子,热
激发形成的自由电子是少数载流子。
空
穴
多数载流子(简称多子)
少数载流子(简称少子)
自由电子
+ + + + + + + + + + + +
N 型半导体 P 型半导体
无论是P型半导体还是N型半导体都是中性的, 通常对外不显电性。 掺入的杂质元素的浓度越高,多数载流子的数 量越多。
只有将两种杂质半导体做成PN结后才能成为 半导体器件。
5.1.1 半导体的特性
概述 导体:很容易导电的物体,如金、银、铜、铁等。 绝缘体:不容易导电或者完全不导电的物体,如塑料、橡胶、陶瓷、 玻璃等。 半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间的物质,如硅(Si)、锗 (Ge)、金属氧化物等。硅和锗是4价元素,原子的最外层轨道上有4 个价电子。
1、半导体的特性: 热敏性:当环境温度升高时,导电能力明显 増强。
理想二极管:正向导通时为短路特性,正向电阻为零,正向压降忽略 不计;反向截止时为开路特性,反向电阻为无穷大,反向漏电流忽略 不计。
例1:
6V
D
A
+ 3k
电路如图,求:UAB
取 B 点作参考点, 12V 断开二极管,分析二 – B 极管阳极和阴极的电 位。 V阳 =-6 V V阴 =-12 V V阳>V阴 二极管导通 若忽略管压降,二极管可看作短路,UAB =- 6V 否则, UAB低于-6V一个管压降,为-6.3V或-6.7V
光敏性:当受到光照时,其导电能力明显 变化。(可制成各种光敏元件,如光敏电阻、 光敏二极管、光敏三极管、光电池等)。
掺杂性:往纯净的半导体中掺入某些杂质,
使其导电能力明显改变。
2、P型半导体和N型半导体
(1) N型半导体 在纯净半导体硅或锗(4价)中掺入磷、砷等5价元素,由于这类元素 的原子最外层有5个价电子,故在构成的共价键结构中,由于存在一 个多余的价电子而产生大量自由电子,这种半导体主要靠自由电子导 电,称为电子半导体或N型半导体,其中自由电子为多数载流子,热 激发形成的空穴为少数载流子。
(3)饱和区:发射结正向偏置,集电结正向偏置
当UCE UBE时,晶体管工作于饱和状态。
IC /mA 4 3 2 截止区 1 0 3 6 放
饱和区 100μ A 80μ A 大 区 9 60μ A 40μ A 20μ A IB =0 12 UCE /V
5.2.4 三极管的主要参数
1、电流放大系数β:iC= β iB (有的用hfe表示)
0.04 1.50 1.54
0.06
IC(mA)
IE(mA) 结论:
2.30
2.36
0.08 0.10 3.10 3.95 3.18 4.05
1)三电极电流关系 IE = IB + IC 2) IC IB , IC IE 3) IC IB 把基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大变 化的特性称为晶体管的电流放大作用。 实质:用一个微小电流的变化去控制一个较大电流的 变化,是CCCS器件。
扩散与漂移达到动态平衡 形成一定宽度的PN结
多子 扩散
形成空间电荷 区产生内电场 阻止
N区
促使 少子
漂移
空间电荷区 N区
P区
P区
+ + + + + + + + +
载流子的扩散运动
+ + + + + +
+ + +
内电场方向 PN 结及其内电场
2.PN结的单向导电性
①外加正向电压(也叫正向偏置) 外加电场与内电场方向相反,内电场削弱,扩散 运动大大超过漂移运动,N区电子不断扩散到 P区,P区空穴不断扩散到N区,形成较大的正 向电流,这时称PN结处于低阻导通状态。
RB
V UBE 输入回路 – + – EB
共发射极电路
发射极是输入回路、输出回路的公共端
2.输出特性曲线
(1)放大区:发射极正向偏置,集电结反向偏置
在放大区有 IC= IB ,也称为线性区,具有恒流特性。
(2)截止区:发射结反向偏置,集电结反向偏置
IB < 0 以下区域为截止区,有 IC 0 。
有直流和交流之分,在小功率范围內认为相等。
2、极间反向电流iCBO、iCEO: iCEO也叫穿透电流,与ICBO、 β及温度有关。
iCEO=(1+ β )iCBO
3、极限参数 (1)集电极最大允许电流 ICM:下降到额定值的2/3时所允许的最大集电极电 流,电路不能正常工作。 (2)反向击穿电压U(BR)CEO:基极开路时,集电极、发射极间的最大允许反 向电压,大了可能烧坏管子。 (3)集电极最大允许功耗PCM =IC UCE:决定了管子的温升极限。在輸出特性
空间电荷区 变窄 P I 外电场 E
+ + +
N 内电场 R
. PN 结加反向电压(反向偏置)
--- - -- --- - -- --- - --
P
+ + + + + + + + +
内电场 外电场
+ + +
+ + +
+ + +
N
–
+
5.1.2 晶体二极管的结构与类型
一个PN结加上相应的电极引线并用管壳封装起来,就构成了半导体 二极管,简称二极管。符号用VD表示。 半导体二极管按其结构不同可分为点接触型和面接触型两类。 点接触型二极管PN结面积很小,结电容很小,多用于高频检波及 脉冲数字电路中的开关元件。 面接触型二极管PN结面积大,结电容也小,允許通过电流大,多 用在低频整流、检波等电路中。
IC IB + U CE + V U BE
- -
与二极管加正向电压类似
mA IB /mA RC V U CC 40 30 20 10 0 0.4 U CE ≥1V 0.8 U BE /V
μ A
RB U BB
测量三极管特性的实验电路
三极管的输入特性曲线
测量晶体管特性的实验线路
IC
mA
IB
A
+ + V UCE 输出回路 – + – EC
(2)反向特性(截止)
I /mA 40 30 20 - 60 - 40 - 20 10 反向特性
正向特性 0 0.4 0.8 U /V
外加反向电压时, PN结处于截止状态。 1、温升使反向电流增加很快;2、反向电流 很小且稳定。
(3)反向击穿
反向电压大于击穿电压(UBR)时,反向电流急剧增加。原因为电击 穿。1、强外电场破坏键结构;2、获得大能量的載流子碰撞原子产 生新的电子空穴对。如无限流措施,会造成热击穿而损坏。
UAB
在这里,二极管起钳位作用。
5.1.5稳压管和发光二极管
1、稳压管
稳压管是一种用特殊工艺制造的半导体二极管,稳压管的稳定电压 就是反向击穿电压。稳压管的稳压作用在于:电流增量很大,只引起很 小的电压变化。稳压管的反向击穿应是可逆的,工作电流能控制在一定 范围内。 稳压管的主要参数: (1)稳定电压UZ。反向击穿后稳定工作的电压。 (2)稳定电流IZ。工作电压等于稳定电压时的电流。 (3)动态电阻rZ。稳定工作范围内,管子两端电压的变化量与相应电流 的变化量之比。即:rZ=ΔUZ/ΔIZ (4)额定功率PZ和最大稳定电流IZM。额定功率PZ是在稳压管允许结温 下的最大功率损耗。最大稳定电流IZM是指稳压管允许通过的最大电流。 它们之间的关系是: PZ=UZIZM 符号:
LED 阳极 LED (a) 阴极 R (b) E
5.1.6晶体二极管的型号命名 6.1.7 半导体二极管的主要参数
• 半导体器件品种繁多,特性不一,为 了便于分类和识别, • 对不同类型的半导体器件应用不同 的符号来表示。 • (按照国家标准GB249 —74规定, 国产二极管的型 • 号由五部分组成,见表5.1)
3、 PN结及其单向导电性
(1).PN结的形成
半导体中载流子有扩散运动和漂移运动两 种运动方式。载流子在电场作用下的定向 运动称为漂移运动。 在半导体中,如果载流子浓度分布不均匀, 因为浓度差,载流子将会从浓度高的区域 向浓度低的区域运动,这种运动称为扩散 运动。 将一块半导体的一侧掺杂成P型半导体, 另一侧掺杂成N型半导体,在两种半导体
IC IB + U CE + V U BE
- -
mA IB /mA RC V U CC 40 30 20 10 0 0.4 U CE ≥1V 0.8 U BE /V
μ A
RB U BB
测量三极管特性的实验电路
三极管的输入特性曲线
1. 各电极电流关系
IB(mA) 0
<0.001 <0.001
0.02 0.70 0.72
阳极
阴极
5.1.3 晶体二极管的伏安特性
(1)正向特性(导通)
外加正向电压小于开启电压(阈值电 压)时,外电场不足以克服内电场对 多子扩散的阻力,PN结处于截止状 态 。正向电压大于阈值电压后,正向 电流 随着正向电压增大迅速上升。通 常阈值电压硅管约为0.5V,导通时电 压0.6V;锗管阈值电压约为0.2V,导 通时电压0.3V 。
表5.1
第一部分(数字) 第二部分(拼音)
晶体二极管的型号命名
第三部分(拼音) 第四部分(数字) 第五部分(拼音)
电极数目
材料和极性
二极管类型
二极管序号
规格号
2—二极管
A—N型锗 B—P型锗 C—N型硅 D—P型硅
P—普通管 Z—整流管 W—稳压管 K—开关管 F—发光管 L—整流堆
表示某些性能与参 数上的差别
曲线上是一条双曲线,划定了安全区。
5.3 场效应晶体管(FET )
场效应管也是一种由PN结组成的半导体,因是利用电场效应 来控制电流的故称为场效应管。和TTL比較,其主要特点是:輸 入电阻大;受温度影响小,热稳定性好;噪声低;易于集成化。 因而获得广泛运用。 按内部结构的不同,分为结型场效应管(JFET)和绝缘栅型 场效应管(IGFET)二大类。 最常用的绝缘栅型场效应管是由金属-氧化物-半导体材料构成, 简称MOS管。由P沟道、N沟道构造的PMOS和NMOS二种类型。 其中每一类型又分增强型和耗尽型两种。(CMOS是由PMOS和 NMOS管组成的互补对称的集成电路) 增强型:UGS=0,不存在导电沟道,ID=0。 耗尽型:UGS=0,存在导电沟道,ID=0。
实验表明IC比IB大数十至数百倍,因而有IC 近似等于IE。IB虽然很小,但对IC有 控制作用,IC随IB的改变而改变,即基极电流较小的变化可以引起集电极电流较 大的变化,表明基极电流对集电极具有小量控制大量的作用,这就是三极管的电 流放大作用。
5.2.3 三极管的特性曲线(NPN)
1.输入特性曲线
表示同型号中的档 别
例如:2CK84表示开关硅二极管
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5.2 晶体三极管
5.2.1 三极管的结构原理
半导体三极管是由两个背靠背的PN结构成的。重 要特性是具有电流放大作用和开关作用,常见的有 平面型和合金型两类。在工作过程中,两种载流子 (电子和空穴)都参与导电,故又称为双极型晶体 管,简称晶体管或三极管。 两个PN结,把半导体分成三个区域(三区二 结)。这三个区域的排列,可以是N-P-N,也可以 是P-N-P。因此,双极型三极管有两种类型:NPN 型和PNP型。