晶体管及其应用PPT课件
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《晶体三极管》课件
晶体三极管的分类
有两种主要的晶体三极管 类型：PNP和NPN。
2. 晶体三极管的工作原理
1
简单电路
晶体三极管可以作为放大器、开关和振荡器在各种电路中发挥作用。
2
放大器电路
晶体三极管可以放大信号的幅度，使其更适合其他电路的输入。
3
开关电路
晶体三极管可以控制电流的通断，用于构建开关电路。
3. 晶体三极管的应用
5. 晶体三极管的优缺点
1 优点
小巧、高频响应、低功耗、可靠性高、成 本低。
2 缺点
温度敏感、容易受到噪声干扰、容易烧毁。
6. 结论
总结
晶体三极管是一种重要的电子元器件，广泛应用于各种电路和电子设备中。
展望
随着科技的发展，晶体三极管不断改进，将在更广泛的领域发挥作用。
《晶体三极管》PPT课件
晶体三极管是电子学中重要的元器件之一，本课件将介绍晶体三极管的结构、 工作原理、应用、特性以及优缺点，帮助您全面了解晶体三极管。
1. 介绍晶体三极管
ห้องสมุดไป่ตู้
什么是晶体三极管？
晶体三极管是一种半导体 器件，可用作放大，开关 和振荡器。
晶体三极管的结构
晶体三极管由三个不同掺 杂的半导体区域构成：发 射区，基区和集电区。
放大器
晶体三极管可用于构建各类放 大器，如音频放大器、射频放 大器等。
开关
晶体三极管可以用于构建数字 电路和模拟电路中的开关。
振荡器
晶体三极管可以作为振荡器的 关键元件，产生无线电频率信 号。
4. 晶体三极管的特性
基本参数
• 电流放大倍数 • 最大可承受电压 • 最大可承受功率
变化规律
• 输入特性曲线 • 输出特性曲线 • 电流-电压关系
【高中物理】优质课件：晶体三极管应用原理
gm1 1
gm1 gmb1 11
+
v-i
VGG
VDD T1
T2
+
vo
-
gm1vgs1
+ g1
+
vi
- d1
1 rds1 rds2
g mb1
vo
-
分析集成 MOS 放大器时，需注意以下问题：
❖ 分析电路性能时，必须考虑负载管衬底效应的影响 (用背栅跨导表示)。
❖ 分析过程中，压控电流源的控制电压与电流源两端 电压相等时，压控电流源可用等效电阻置换。
io
iX
T2
T3
T1
iY
T4
若两输入电流中有一个恒定，则可实现对另一电流 的平方根运算。
❖ CMOS 共栅放大器
Ri
vi ii
rds1 rds2 1 g rm1 ds1
VGG
Av
vo vi
1 g r m1 ds1 rds2 rds1 rds2
gm1 rds1 // rds2
Ri
高中物理
晶体三极管应用原理
晶体三极管应用原理
电流源
利用三极管放大区 iB 恒定时 iC 接近恒流的特性，可构 成集成电路中广泛采用的一种单元电路——电流源。
iC 外电路(负载电路)
iB 恒值
R
iC
Q
iB
+
- VQ+ v
O VCE(sat)
vCE
该电流源不是普通意义上的电流源，因它本身不提供能量。
电流源电路的输出电流 I０，由外电路中的直流电源提供。
放BJT的选择。
难点： (1)乙类和甲乙类互补对称功率放大电路的组成、
晶体管及其应用-PPT课件
e UCE
直流下耦合电容C1、C2相当于开路 由直流通道求工作点上的IB： U -U 由图可得 IB= CC BE RB 由晶体管放大原理可求得IC： IC=β IB
式中ICRC前面的负号表示输出 电压与集电极电流IC反相，即 与输入电压反相。
由图又可求得工作点上UCE：
UCE=UCC－ICRC
芜湖职业技术学院
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电工技术
第 6章
1. 放大电路的组成原则
放大电路的作用是实现对微弱小信号的幅度放大，单凭晶 体管的电流放大作用显然无法完成。必须在放大电路中设置 直流电源，使其保证晶体管工作在线性放大区。因此，放大 电路的组成原则为： (1) 核心元件晶体管必须发射结正偏，集电结反偏； (2) 输入回路的设置应使输入信号耦合到晶体管输入电路， 以保证晶体管的以小控大作用； (3) 输出回路的设置应保证晶体管放大后的电流信号能够转 换成负载需要的电压形式；
iC
Q
Q点的上移造成放 大过程中信号的一 部分进入饱和区， 发生饱和失真，集 电极电流上削波。
ib
放大电路输出电 压同样产生饱和 失真。由于共射 电路输入、输出 反相，因此输出 电压呈下削波。
UCE
u0
结论：VB值大Q点高，饱和失真！
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电工技术
第 6章
基极电位VB设置较低时对Q点的影响
ui
微弱输入 小信号ui
放 大 电 路
u0
幅度大大增强 的输出信号u0
放大电路的核心元件是晶体管，因此，放大电路若要实现 对输入小信号的放大作用，必须首先保证晶体管工作在放大 区。 晶体管工作在放大区的外部偏置条件是：其发射结正向偏 置、集电结反向偏置。此条件是通过外接直流电源，并配以 合适的偏置电路来实现的。
《场效应晶体管》课件
六、总结
FET的优点与缺点
总结FET的优点和限制，帮助 您全面了解这一器件。
发展前景和应用前景
展望FET在未来的发展前景， 并探讨其在各个领域的应用 前景。
拟定的改善方案
提出改善FET性能和应用的建 议和方案，促进该技术的进 一步发展。
二、结构和工作原理
FET的结构组成
了解FET的结构和组成对于理解其工作原理至关 重要。
FET的工作原理
详细介绍FET的工作原理，包括导通和截止状态 的转换。
N型和P型FET的区别
掌握不同类型FET之间的区别，并理解其不同的 工作原理。
灵敏度和增益
解释FET的灵敏度和增益，以及对电路性能的影 响。
三、特性参数
2
2. FET振荡器
探索FET作为交流放大器的应用，详细介绍FET振荡器的基本电路和简单振荡电路。
五、FET的变型
M O SFET
MOSFET是一种常见的FET变型， 具有优异的性能和应用范围。
JFET
JFET是另一种重要的FET变型，适 用于一些特定的电路和应用。
基于FET的新型器件
介绍一些基于FET技术的新型器 件，展示FET在未来的发展前景。
《场效应晶体管》PPT课 件
欢迎来到《场效应晶体管》的PPT课件！本课程将介绍场效应晶体管的概述、 结构、工作原理、特性参数、常见的电路以及FET的变型，通过详细的讲解和 实例演示，帮助您深入理解这一关键器件的原理和应用。
一、场效应晶体管概述
场效应晶体管是一种重要的半导体器件，广泛应用于电子领域。它具有独特 的优势和一定的限制，而且可以在各种应用场景中发挥重要作用。
典型的FET参数
介绍常见的FET参数，如漏极电 流、跨导和截止电压。
《功率场效应晶体管》课件
太阳能逆变器是太阳能发电系 统中的重要组成部分，而功率 场效应晶体管在太阳能逆变器 中也有着广泛的应用。
06
未来功率场效应晶体管的发展趋势与挑战
技术发展趋势
01
更高频率
随着电子设备对速度和效率的需求增加，功率场效应晶体管将向更高频
率的方向发展，以满足更快的开关速度和更高的工作频率。
02
集成化与模块化
在太阳能逆变器中的应用
01
02
03
04
太阳能逆变器是太阳能发电系 统中的重要组成部分，而功率 场效应晶体管在太阳能逆变器 中也有着广泛的应用。
太阳能逆变器是太阳能发电系 统中的重要组成部分，而功率 场效应晶体管在太阳能逆变器 中也有着广泛的应用。
太阳能逆变器是太阳能发电系 统中的重要组成部分，而功率 场效应晶体管在太阳能逆变器 中也有着广泛的应用。
机运行状态的实时监测和控制。
在电动车中的应用
随着电动车的普及，功 率场效应晶体管在电动 车中的应用也日益广泛 。
电动车的电池管理系统 、电机控制器和充电桩 等关键部件中都离不开 功率场效应晶体管。
功率场效应晶体管在电 动车中的应用主要涉及 电池的充放电管理、电 机驱动和控制、能量回 收等方面。
通过使用功率场效应晶 体管，可以实现电动车 的高效、安全和可靠运 行，提高其续航里程和 性能。
降。
04
功率场效应晶体管的优缺点
优点
高效率
功率场效应晶体管在开关状态时具有很高的转换 效率，能够有效地减少能量损失。
低噪声
在信号传输过程中，功率场效应晶体管产生的噪 声较低，提高了信号的信噪比。
高速
由于其内部结构特点，功率场效应晶体管具有较 快的开关速度，适用于高频电路。
晶体管解析PPT精品课件
是多数载流子，空穴是少数载流子，将这种半导体为
N 型半导体。
2021/3/1
12
P型半导体
空穴 价电子填补空位
Si
Si
Si
SSii
Si
Si
2021/3/1
在硅或锗的晶体中掺 入三价元素硼，在组成共 价键时将因缺少一个电子 而产生一个空位，相邻硅 原子的价电子很容易填补 这个空位，而在该原子中 便产生一个空穴，使空穴 的数量大大增加，成为多 数载流子，电子是少数载 流子，将这种半导体称为 P 型半导体。
用专门的制造工艺在同一块半导体单晶上，形成 P 型半
导体区域和 N 型半导体区域，在这两个区域的交界处就形成
了一个特殊的薄层，称为 PN 结。
P区
PN 结
N区
2021/3/1
内电场方向 N区的电子向P区扩散并与空穴复合 18
PN结与二极管的单向导电性
用一定的工艺方法把P型和N型半导体紧密 地结合在一起，就会在其交界面处形成空间电 荷区叫PN结。
2021/3/1
22
全密封金属结构
塑料封装
2021/3/1
23
半波整流电路
2021/3/1
24
全波整流电路
2021/3/1
25
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26
桥式整流电路
2021/3/1
27
2021/3/1
28
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29
晶体三极管
2021/3/1
30
晶体三极管
在同一块半导体 中，通过不同的掺杂 方法制出两个PN结 （右图），就构成了 晶体三极管，或者叫 三极管。
13
二极管
2021/3/1
《晶体的应用》课件
晶体在医疗领域 的应用
晶体在医疗领域中的应用也 日益广泛，如药物合成、医 疗器械、治疗手段等。其生 物相容性和无毒性等特点， 使得晶体在医疗领域中具有 很高的医疗价值和安全性。
面临的挑战与机遇
面临的挑战
尽管晶体在许多领域中具有广泛的应用，但也面临着一 些挑战，如制备工艺的复杂性、晶体质量的稳定性、生 产成本的昂贵等。这些挑战限制了晶体的应用范围和发 展速度。
详细描述
一些化妆品和美容产品中添加了晶体，如珍珠粉、硅石等，这些晶体能够增加肌肤的光泽度和弹性，减少皱纹和 色斑。此外，一些眼部护理产品中也含有晶体，如眼影、眼线笔等，这些晶体能够增强眼部妆容的效果。
03
晶体在科技领域的应用
Chapter
光学仪器
总结词
晶体在光学仪器中具有广泛的应用，如透镜、棱镜和反射镜等。
《晶体的应用》ppt课件
目录
• 晶体简介 • 晶体在日常生活中的应用 • 晶体在科技领域的应用 • 未来晶体的发展趋势和应用前景 • 总结与展望
01
晶体简介
Chapter
晶体的定义与特性
总结词
晶体是由内部原子或分子按照一定规律周期性排列 的固体物质，具有规则的几何外形和固定的熔点。
详细描述
晶体内部原子或分子的排列具有长程有序的特点， 这种有序排列使得晶体具有规则的几何外形和固定 的熔点。此外，晶体还具有各向异性，即在不同方 向上表现出不同的物理性质。
要点二
详细描述
在环境科学领域，晶体可用于水处理、空气净化、土壤修 复等方面。通过利用晶体的特性和功能，可以有效去除污 染物、提高环境质量、保护生态环境，为可持续发展提供 有力支持。
05
总结与展望
Chapter
《双极和MOS晶体管》PPT课件
整个发射上有电 流流过
可获得单位面积 的大输出电流
开态电压VBE与 尺寸、工艺无关
片间涨落小，可获 得小的电压摆幅
易于获
高速
得高fT
应用
易于获得 大电流
大功率 应用
易于小信 号应用
模拟电路
输入电压直接控制提供输出电 流的载流子密度
高跨导
输入电容 由扩散电
容决定
随工作电流的减小 而减小
可同时在大或小的电流下工 作而无需调整输入电容
4.4 晶体管的频率特性
（1）截止频率 f：共基极电 数减小到低频值的
所对应的频率值
1/ 2
流放大系
（2）截止频率f ：
（3）特征频率fT：共发射极电流放大系数为1时对应的工作频率 （4）最高振荡频率fM：功率增益为1时对应的频率
5. BJT的特点
优点
垂直结构
与输运时间相关的尺 寸由工艺参数决定， 与光刻尺寸关系不大
注意：饱和区(又称有源区)对应三极管的放大区。
数学模型：
工作在饱和区时，MOS 管的正向受控作用，服从 平方律关系式：
ID
nCOXW
2l
(VGS
VGS(th) )2
若考虑沟道长度调制效应，则 ID 的修正方程：
ID
nCOXW
2l
(VGS
VGS(th) )2 1
VDS VA
nCOXW
2l
(VGS
PMOS管速度较低，现已很少单独使用，主要用于和NMOS管 构成CMOS电路。
场效应管参数 开启电压VGS(th) (或VT)
开启电压是MOS增强型管的参数，栅源电压小于开启电压的 绝对值, 场效应管不能导通。
夹断电压VGS(off) (或VP)
双极晶体管PPT课件
Irb I ne
Isb
1
I rb I ne
I sb I ne
体复合 表面复合
对均匀基区
对缓变基区
0*
1
Wb 2L2nb
SASWb Ae Dnb
S为表面复合速率
0*
1
Wb
L2nb
SASWb N B Ae Dnb NB 0
47
4. 基区宽变效应
基区有效宽度随集电结偏压而变化的现象称为基区宽度调变 效应（厄尔利效应）
Ine
I ne
1
Ie Ine I pe Ire 1 I pe Ire
Ine Ine
43
2. 发射区重掺杂效应对电流放大系数的影响
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
1
Dpe
N
BWb
)
1
Wb2 2L2nb
1
Dpe NBWb Dnb NEWe
Wb2 2L2nb
Dnb NEWe
或者
( 1
1
eWb
)
1
Wb2 2L2nb
1
eWb bWe
1
Wb2 2L2nb
bWe
1
eWb bWe
Wb2 2L2nb
29
4、共射极电流增益
0
0 10
1
10
41
3.3 晶体管的直流电流增益 3.3.3 提高放大系数的途径 1、减小基区宽度 （基区少子浓度梯度大，且复合损失小）
《场效应晶体管》课件
压力
在制造过程中，压力也是一个重要的参数，它能够影响材 料的物理性质和化学反应速度，从而影响晶体管的性能。
时间
时间是制造过程中的另一个重要参数，不同的工艺步骤需 要不同的时间来完成，时间过长或过短都可能影响晶体管 的性能。
气体流量
在化学气相沉积等工艺中，气体流量是关键的参数之一， 它能够影响材料的生长速度和均匀性，从而影响晶体管的 性能。
掌握搭建场效应晶体管放大电路的基本技 能。
05
06
学会使用示波器和信号发生器测试放大电 路的性能。
特性测量实验
实验三：场效应晶体管的 转移特性与输出特性测量
分析测量结果，理解场效 应晶体管的工作机制。
学习测量场效应晶体管频 率响应和噪声特性的方法。
掌握场效应晶体管转移特 性和输出特性的测量方法。
实验四：场效应晶体管的 频率响应与噪声特性测量
了新的可能。
制程技术优化与突破
制程技术
不断缩小晶体管的尺寸，提高集成度和能效比，同时降低制造成本。
突破
探索新型制程技术，如纳米线、纳米孔等新型器件结构，以提高场效应晶体管的性能和 稳定性。
应用领域的拓展与挑战
要点一
应用领域
场效应晶体管的应用领域不断拓展，包括通信、物联网、 智能制造、医疗电子等领域。
要点二
挑战
随着应用领域的拓展，对场效应晶体管的性能要求也越来 越高，需要不断研究和改进以满足市场需求。
Part
06
实验与习题
基本实验操作
实验一：场效应晶体管的认知与检测
01
02
了解场效应晶体管的基本结构和工作原理。
学习使用万用表检测场效应晶体管的方法 。
03
04
实验二：场效应晶体管放大电路的搭建与 测试
在制造过程中，压力也是一个重要的参数，它能够影响材 料的物理性质和化学反应速度，从而影响晶体管的性能。
时间
时间是制造过程中的另一个重要参数，不同的工艺步骤需 要不同的时间来完成，时间过长或过短都可能影响晶体管 的性能。
气体流量
在化学气相沉积等工艺中，气体流量是关键的参数之一， 它能够影响材料的生长速度和均匀性，从而影响晶体管的 性能。
掌握搭建场效应晶体管放大电路的基本技 能。
05
06
学会使用示波器和信号发生器测试放大电 路的性能。
特性测量实验
实验三：场效应晶体管的 转移特性与输出特性测量
分析测量结果，理解场效 应晶体管的工作机制。
学习测量场效应晶体管频 率响应和噪声特性的方法。
掌握场效应晶体管转移特 性和输出特性的测量方法。
实验四：场效应晶体管的 频率响应与噪声特性测量
了新的可能。
制程技术优化与突破
制程技术
不断缩小晶体管的尺寸，提高集成度和能效比，同时降低制造成本。
突破
探索新型制程技术，如纳米线、纳米孔等新型器件结构，以提高场效应晶体管的性能和 稳定性。
应用领域的拓展与挑战
要点一
应用领域
场效应晶体管的应用领域不断拓展，包括通信、物联网、 智能制造、医疗电子等领域。
要点二
挑战
随着应用领域的拓展，对场效应晶体管的性能要求也越来 越高，需要不断研究和改进以满足市场需求。
Part
06
实验与习题
基本实验操作
实验一：场效应晶体管的认知与检测
01
02
了解场效应晶体管的基本结构和工作原理。
学习使用万用表检测场效应晶体管的方法 。
03
04
实验二：场效应晶体管放大电路的搭建与 测试
常用晶体管介绍课件
常用晶体管介绍课件
目录
• 晶体管工作原理 • 常用晶体管类型 • 晶体管应用领域 • 晶体管发展趋势与展望
晶体管概述
晶体管定 义
晶体管
晶体管由三个电极组成
晶体管分 类
双极型晶体管（BJT）
双极型晶体管是电流控制型器件，通过基极电流控制集电极和发射极之间的电流。 常见的有NPN和PNP型。
场效应晶体管（FET）源自晶体管工作原理晶体管结构
NPN型晶体管
由三个半导体元件组成，包括两个N 型和一个P型半导体，中间是基极（B） ，两端分别是集电极（C）和发射极 （E）。
PNP型晶体管
晶体管尺寸
晶体管的尺寸通常以晶体管的外形尺 寸和电极数目来描述。
与NPN型晶体管相似，只不过PNP型 晶体管的电流方向与NPN型相反。
场效应晶体管（FET）
总结词
详细描述
场效应晶体管（FET）
场效应晶体管（FET）
绝缘栅双极型晶体管（IGBT）
总结词
详细描述
绝缘栅双极型晶体管（IGBT）
总结词：工作原理
VS
详细描述：绝缘栅双极型晶体管的工 作原理基于电子和空穴的复合运动以 及电压对通道的调制。当施加正栅极 电压时，形成N型通道，电子从发射 极注入到集电区，空穴从集电极注入 到N型基区，形成较大的电流。当负 栅极电压施加时，通道消失，电流减 小。
晶体管工作状 态
截止状态
当基极输入的信号电压小于阈值 电压时，晶体管处于截止状态， 集电极和发射极之间无电流通过。
放大状态
当基极输入的信号电压大于阈值 电压时，晶体管进入放大状态， 集电极和发射极之间的电流按一
定比例放大。
饱和状态
当基极输入的信号电压继续增大， 晶体管进入饱和状态，此时集电 极和发射极之间的电流不再按比 例放大。
目录
• 晶体管工作原理 • 常用晶体管类型 • 晶体管应用领域 • 晶体管发展趋势与展望
晶体管概述
晶体管定 义
晶体管
晶体管由三个电极组成
晶体管分 类
双极型晶体管（BJT）
双极型晶体管是电流控制型器件，通过基极电流控制集电极和发射极之间的电流。 常见的有NPN和PNP型。
场效应晶体管（FET）源自晶体管工作原理晶体管结构
NPN型晶体管
由三个半导体元件组成，包括两个N 型和一个P型半导体，中间是基极（B） ，两端分别是集电极（C）和发射极 （E）。
PNP型晶体管
晶体管尺寸
晶体管的尺寸通常以晶体管的外形尺 寸和电极数目来描述。
与NPN型晶体管相似，只不过PNP型 晶体管的电流方向与NPN型相反。
场效应晶体管（FET）
总结词
详细描述
场效应晶体管（FET）
场效应晶体管（FET）
绝缘栅双极型晶体管（IGBT）
总结词
详细描述
绝缘栅双极型晶体管（IGBT）
总结词：工作原理
VS
详细描述：绝缘栅双极型晶体管的工 作原理基于电子和空穴的复合运动以 及电压对通道的调制。当施加正栅极 电压时，形成N型通道，电子从发射 极注入到集电区，空穴从集电极注入 到N型基区，形成较大的电流。当负 栅极电压施加时，通道消失，电流减 小。
晶体管工作状 态
截止状态
当基极输入的信号电压小于阈值 电压时，晶体管处于截止状态， 集电极和发射极之间无电流通过。
放大状态
当基极输入的信号电压大于阈值 电压时，晶体管进入放大状态， 集电极和发射极之间的电流按一
定比例放大。
饱和状态
当基极输入的信号电压继续增大， 晶体管进入饱和状态，此时集电 极和发射极之间的电流不再按比 例放大。
场效应晶体管及其应用资料课件
在模拟电路中的应用
信号放大
在模拟电路中，场效应管 可作为放大器使用，具有 低噪声、高输入阻抗等优 点。
混频器和振荡器
场效应管可用于构建混频 器和振荡器，用于信号处 理和通信系统。
电源管理
在电源电路中，场效应管 可用来调节电压和电流， 实现高效的电源管理。
在功率电路中的应用
电源开关
在功率电路中，场效应管可作为 电源开关使用，实现高效、快速
注入的均匀性和准确性。
设备选择
03
根据具体的制造工艺选择相应的设备，如氧化炉、光刻机、刻
蚀机和离子注入机等。
06
实际应用案例分析
场效应晶体管在微处理器中的应用
场效应晶体管在微处理器中作 为开关元件，控制电流的通断 。
由于其高速开关特性和低导通 电阻，场效应晶体管在微处理 器中能够实现高速、低功耗的 数据传输。
可靠性问题
随着使用时间的增长，场效应晶体管可能会出现老化、失效等问题 ，影响电子设备的稳定性和寿命。
能效问题
目前场效应晶体管的能效还有待提高，尤其是在低电压、低功耗的 应用场景下，需要进一步优化设计。
未来的发展趋势与前景
新材料与新工艺
绿色环保
随着新材料和先进工艺的发展，场效 应晶体管将不断优化，实现更高的性 能和更低的功耗。
结构
场效应晶体管由源极、漏极、栅极和基片组成，其中栅极通 过绝缘层与基片隔离，通过改变输入电压来控制输出电流。
02
场效应晶体管的性能参数
直流参数
开启电压
指场效应管正常工作所需的最 小电压，也称阈值电压。
漏源饱和电压
当漏极电流达到最大时，对应 的漏源电压称为漏源饱和电压 。
跨导
表示场效应管放大能力的参数 ，定义为电压变化量与电流变 化量的比值。
《CMOS晶体管基础》课件
可靠性测试与评估
需要建立更完善的可靠性测试与评估方法，以确 保CMOS晶体管的可靠性和稳定性。
新材料与新器件结构的探索
新材料的应用
为了克服现有材料的限制，需要探索新的材 料应用于CMOS晶体管中，如高迁移率材料 、二维材料等。
新器件结构的探索
为了提高CMOS晶体管的性能和功能，需要探索新 的器件结构，如新型的逻辑门电路、三维集成等。
CMOS晶体管的发展历程
总结词
CMOS晶体管的发展经历了从20世纪60年代的初期研究到现在的广泛应用的过程。
详细描述
20世纪60年代初期，人们开始研究CMOS晶体管，并逐渐认识到其低功耗和高可靠性的优点。随着半导体工艺 技术的不断进步，CMOS晶体管的性能得到了显著提升，应用领域也不断扩大。现在，CMOS晶体管已经成为集 成电路中的基本元件，广泛应用于各种电子设备中。
等。
03
CMOS晶体管的制造工 艺
衬底材料的选择
01
02
03
衬底材料
硅是最常用的衬底材料， 因为它具有高导热性、高 耐久性和低成本。
晶向选择
根据晶体管的设计要求， 选择适当的晶向以获得最 佳性能。
衬底质量
衬底应无缺陷、杂质和裂 缝，以确保晶体管的可靠 性和稳定性。
掺杂工艺
元素选择
选择适当的元素进行掺杂，以改变材料的导电性 能。
《cmos晶体管基础》ppt课件
目录
• CMOS晶体管简介 • CMOS晶体管的工作原理 • CMOS晶体管的制造工艺 • CMOS晶体管的性能优化 • CMOS晶体管的挑战与展望
01
CMOS晶体管简介
定义与特性
总结词
CMOS晶体管是一种集成电路的基本元件，具有低功耗、高噪声容限、高可靠性等特性 。
需要建立更完善的可靠性测试与评估方法，以确 保CMOS晶体管的可靠性和稳定性。
新材料与新器件结构的探索
新材料的应用
为了克服现有材料的限制，需要探索新的材 料应用于CMOS晶体管中，如高迁移率材料 、二维材料等。
新器件结构的探索
为了提高CMOS晶体管的性能和功能，需要探索新 的器件结构，如新型的逻辑门电路、三维集成等。
CMOS晶体管的发展历程
总结词
CMOS晶体管的发展经历了从20世纪60年代的初期研究到现在的广泛应用的过程。
详细描述
20世纪60年代初期，人们开始研究CMOS晶体管，并逐渐认识到其低功耗和高可靠性的优点。随着半导体工艺 技术的不断进步，CMOS晶体管的性能得到了显著提升，应用领域也不断扩大。现在，CMOS晶体管已经成为集 成电路中的基本元件，广泛应用于各种电子设备中。
等。
03
CMOS晶体管的制造工 艺
衬底材料的选择
01
02
03
衬底材料
硅是最常用的衬底材料， 因为它具有高导热性、高 耐久性和低成本。
晶向选择
根据晶体管的设计要求， 选择适当的晶向以获得最 佳性能。
衬底质量
衬底应无缺陷、杂质和裂 缝，以确保晶体管的可靠 性和稳定性。
掺杂工艺
元素选择
选择适当的元素进行掺杂，以改变材料的导电性 能。
《cmos晶体管基础》ppt课件
目录
• CMOS晶体管简介 • CMOS晶体管的工作原理 • CMOS晶体管的制造工艺 • CMOS晶体管的性能优化 • CMOS晶体管的挑战与展望
01
CMOS晶体管简介
定义与特性
总结词
CMOS晶体管是一种集成电路的基本元件，具有低功耗、高噪声容限、高可靠性等特性 。
MOS场效应晶体管ppt课件
MOS 场效应晶体管基本结构示意图
16
2. MOS管的基本工作原理
MOS 场效应晶体管的工作原理示意图
17
4.2.2 MOS 场效应晶体管的转移特性
MOS 场效应晶体管可分为以下四种类型:N沟增强型、 N沟耗尽型、P沟增强型、P沟耗尽型。 1. N沟增强型MOS管及转移特性
18
2. N沟耗尽型MOS管及转移特性 3.P沟增强型MOS管及转移特性
理想 MOS 二极管不同 偏压下的能带图及 电荷分布
a) 积累现象 b) 耗尽现象 c) 反型现象
3
2.表面势与表面耗尽区 下图给出了P型半导体MOS结构在栅极电压UG>>0情况 下更为详细的能带图。
4
在下面的讨论中，定义与费米能级相对应的费米势为
F
(Ei
EF )体内 q
因此，对于P型半导体， F
如图所示，当漏源电压UDS增高到某一值时，漏源电流 就会突然增大，输出特性曲线向上翘起而进入击穿区。 关于击穿原因，可用两种不同的击穿机理进行解释：漏 区与衬底之间PN结的雪崩击穿和漏-源之间的穿通。
41
1. 漏区-衬底之间的PN结击穿 在MOS晶体管结构中，栅极金属有一部分要覆盖在漏极上。 由于金属栅的电压一般低于漏区的电位，这就在金属栅极 与漏区之间形成附加电场，这个电场使栅极下面PN结的耗 尽区电场增大，如下图，因而使漏源耐压大大降低。
a) N 沟 MOS b) P 沟 MOS
29
3. 衬底杂质浓度的影响
衬底杂质浓度对阀值电压的影响
30
4. 功函数差的影响
功函数差也将随衬底杂质浓度的变化而变化。但实验证明， 该变化的范围并不大。 从阀值电压的表示式可知，功函数越大，阀值电压越高。 为降低阀值电压，应选择功函数差较低的材料，如掺杂多 晶体硅作栅电极。
16
2. MOS管的基本工作原理
MOS 场效应晶体管的工作原理示意图
17
4.2.2 MOS 场效应晶体管的转移特性
MOS 场效应晶体管可分为以下四种类型:N沟增强型、 N沟耗尽型、P沟增强型、P沟耗尽型。 1. N沟增强型MOS管及转移特性
18
2. N沟耗尽型MOS管及转移特性 3.P沟增强型MOS管及转移特性
理想 MOS 二极管不同 偏压下的能带图及 电荷分布
a) 积累现象 b) 耗尽现象 c) 反型现象
3
2.表面势与表面耗尽区 下图给出了P型半导体MOS结构在栅极电压UG>>0情况 下更为详细的能带图。
4
在下面的讨论中，定义与费米能级相对应的费米势为
F
(Ei
EF )体内 q
因此，对于P型半导体， F
如图所示，当漏源电压UDS增高到某一值时，漏源电流 就会突然增大，输出特性曲线向上翘起而进入击穿区。 关于击穿原因，可用两种不同的击穿机理进行解释：漏 区与衬底之间PN结的雪崩击穿和漏-源之间的穿通。
41
1. 漏区-衬底之间的PN结击穿 在MOS晶体管结构中，栅极金属有一部分要覆盖在漏极上。 由于金属栅的电压一般低于漏区的电位，这就在金属栅极 与漏区之间形成附加电场，这个电场使栅极下面PN结的耗 尽区电场增大，如下图，因而使漏源耐压大大降低。
a) N 沟 MOS b) P 沟 MOS
29
3. 衬底杂质浓度的影响
衬底杂质浓度对阀值电压的影响
30
4. 功函数差的影响
功函数差也将随衬底杂质浓度的变化而变化。但实验证明， 该变化的范围并不大。 从阀值电压的表示式可知，功函数越大，阀值电压越高。 为降低阀值电压，应选择功函数差较低的材料，如掺杂多 晶体硅作栅电极。
《晶体管工作原理》课件
开关
通过晶体管的PN结控制输入信号，从而控制输出信号的开关状态。
3
晶体管的应用
电子计算机
芯片中晶体管的数量和体积 必须尽可能的小，晶体管硅 芯片的诞生 让计算机体积大 幅缩小。
通信设备
晶体管和集成电路广泛应用 于各种无线电收发器、电视 机、雷达、导航和测距设备 等。
医疗器械
利用晶体管的放大电路，可 以轻松控制医疗器械的电子 部件，如心脏起搏器等。
2 基极
基极主要是控制电流的输入，输入或不输入一个小信号，便可控制输出电流的变化，从 而实现信号放大的功能。
3 发射极
发射极主要是从PN结中发射出大量电子，为之后流入集电极完成信号的放大做准备。
晶体管的工作方式
1
放大器
晶体管可以完成电子信号的放大处理，使信号输出的大小增加到我们需要的数值范围内。
2
总结
重要性
晶体管是现代电子技术的基础， 是电子科技和信息科技发展的 关键。
影响
晶体管技术对现代化的各行各 业都有着非常重要的影响，快 速推动了科技的创新。
发展趋势
晶体管技术的发展是一个不断 推进的过程，人们在逐渐认识 晶体管的本质和深刻意义的同 时，还在不断探索晶体管的工 作方式，进一步拓展其应用场 景。
晶体管的发展历程
1
发明
1947年，美国贝尔实验室科学家Bardeen Brattain和Shockley发明出晶体管和相关 技术，开启了晶体管时代。
2
发展历程
1948年至1955年，晶体管从最初的实验室样品逐渐走向量产阶段，推动着电子 技术和信息产业的全球发展。
3
未来前景
尽管未来光电晶体管和其他类型的元件将有更广泛的应用，但是如今的微电子产 品也必然发展到每个生活细节中，晶体管技术会继续创造更多的商业价值。
第六章晶闸管及其应用ppt课件
应用领域：
• 整流〔交流 直流） • 逆变〔直流 交流）
• 变频〔交流 交流） • 斩波〔直流 直流）
此外还可作无触点开关. 等。
一、晶闸管的结构、符号
构造
A〔阳极）
三
P1
四
个
层
N1
PN
半
结
导
P2
体
G〔控制极）
符号
N2
. K〔阴极）
A
A
+
A
P1
P
IA
P1 N1
N1
NN
P2 T1
G
P2 G
G
PP
IG
0.45U21c2oαs
由公式可知：ILU RL L0.4U 5 R2 L1c 2o αs
改变控制角 ，可改变输出电压Uo。
.
2、 单相半控桥式整流电路
1. 电路 2. 工作原理 (1)电压u 为正半周时
T1和D2承受正向 电压。 T1控制极加触 发电压, 则T1和D2导 通，电流的通路为
a T1 RL D2
.
晶闸管导通的条件： 1. 晶闸管阳极电路(阳极与阴极之间)施加正向
电压。 2. 晶闸管控制电路(控制极与阴极之间)加正向
电压或正向脉冲(正向触发电压)。 晶闸管导通后，控制极便失去作用。 依靠正反
馈，晶闸管仍可维持导通状态。
晶闸管关断的条件： 1. 降低阳极与阴极间的电压，使通过晶闸管的
电流小于维持电流IH 2. 阳极与阴极间的电压减小为零 3.将阳极和阴极间加反相电压
.
§6.2 晶闸管整流电路
一、 单相可控整流电路
1、单相半波可控整流电路
（1〕电路及工作原理uG
A
• 整流〔交流 直流） • 逆变〔直流 交流）
• 变频〔交流 交流） • 斩波〔直流 直流）
此外还可作无触点开关. 等。
一、晶闸管的结构、符号
构造
A〔阳极）
三
P1
四
个
层
N1
PN
半
结
导
P2
体
G〔控制极）
符号
N2
. K〔阴极）
A
A
+
A
P1
P
IA
P1 N1
N1
NN
P2 T1
G
P2 G
G
PP
IG
0.45U21c2oαs
由公式可知：ILU RL L0.4U 5 R2 L1c 2o αs
改变控制角 ，可改变输出电压Uo。
.
2、 单相半控桥式整流电路
1. 电路 2. 工作原理 (1)电压u 为正半周时
T1和D2承受正向 电压。 T1控制极加触 发电压, 则T1和D2导 通，电流的通路为
a T1 RL D2
.
晶闸管导通的条件： 1. 晶闸管阳极电路(阳极与阴极之间)施加正向
电压。 2. 晶闸管控制电路(控制极与阴极之间)加正向
电压或正向脉冲(正向触发电压)。 晶闸管导通后，控制极便失去作用。 依靠正反
馈，晶闸管仍可维持导通状态。
晶闸管关断的条件： 1. 降低阳极与阴极间的电压，使通过晶闸管的
电流小于维持电流IH 2. 阳极与阴极间的电压减小为零 3.将阳极和阴极间加反相电压
.
§6.2 晶闸管整流电路
一、 单相可控整流电路
1、单相半波可控整流电路
（1〕电路及工作原理uG
A
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芜湖职业技术学院
电工技术
第 6章
一、 基本放大电路的概念及工作原理
放大电路是电子技术中应用十分广泛的一种单元电路。
所谓“放大”，是指将一个微弱的电信号，通过某种装置
，
得到一个波形与该微弱信号相同、但幅值却大很多的信号输
出。这个装置就是晶体管放大电路。“放大”作用的实质是
电
为 放
路对电流、电压或输能入量信号的源控制作用。 扬声器负载
第 6章
3. 共射放大电路的工作原理 iC 反相！ uCE
基极固定偏置电流
IC
ICRC
输入交流信号电流
iB
0
t
0
t
+UCC
IB
IB
放大后的集电极电流
0
t
信号电流和基极 固定偏流的叠加
ui
C1+ ib
RB iB
RC
c iC +C2
b 3DG6 uCE
0
t ui
e
iCu通0 过RC将放大的 电流转换为放大的 晶体管电压输出。
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第 6章
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电工技术
第 6章
学习目的与要求
了解放大电路的基本概念及结构组成；
熟悉低频小信号放大电路及功率放大器的 工作原理；理解静态工作点的图解法，掌 握其微变等效电路的估算法；熟练掌握分 压式偏置的共发射极放大电路静态情况下 的特点、动态情况下的特点；理解反馈对 放大电路性能的影响。
放
大 电
u0
幅度大大增强 的输出信号u0
微弱输入
路
小信号ui
放大电路的核心元件是晶体管，因此，放大电路若要实现
对输入小信号的放大作用，必须首先保证晶体管工作在放大 区。
晶体管工作在放大区的外部偏置条件是：其发射结正向偏
置、集电结反向偏置。此条件是通过外接直流电源，并配器
提
话筒送来的微 弱音频信号
RS
放大电路 + i0
+
u0
－US
－
供 能 量 的 直 流
电
源
扩音器中放大电路的组成
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第 6章
放大电路的放大作用，实质是把直流电源UCC的能量转移 给输出信号。输入信号的作用则是控制这种转移，使放大电
路输出信号的变化重复或反映输入信号的变化。
ui
0
t
u0
输入信号电压
uCE经C2滤掉了直流 成分后的输出电压
显然，放大电路内部各电流、电压都是交直流共存的。
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第 6章
共射放大电路工作原理
放大电路内部各电压、电流都是交直流共存的。其直流分 量及其注脚均采用大写英文字母；交流分量及其注脚均采用 小写英文字母；叠加后的总量用英文小写字母，但其注脚采 用大写英文字母。例如：基极电流的直流分量用IB表示；交 流分量用ib表示；总量用iB表示。
路 的 直
UBE
e
UCE
流 通
道
由直流通道求工作点上的IB：
+UCC
电路提供合适的 静态工作点。
C1+
有极性电解电
RC
RB
+ C2
3DG6管
向放大电路提供能 量，并保证晶体管 工作在放大区
容的作用是隔
离直流和让输
入交流信号顺
利通过。
有极性电解电容的作
晶体管在放大电路 中起以小控大的能
量控制作用
用是隔离直流和让放 大的交流信号顺利输 出。
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电工技术
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第 6章
1. 放大电路的组成原则
放大电路的作用是实现对微弱小信号的幅度放大，单凭晶 体管的电流放大作用显然无法完成。必须在放大电路中设置 直流电源，使其保证晶体管工作在线性放大区。因此，放大 电路的组成原则为：
(1) 核心元件晶体管必须发射结正偏，集电结反偏；
(2) 输入回路的设置应使输入信号耦合到晶体管输入电路， 以保证晶体管的以小控大作用；
放大吗？
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第 6章
二、 基本放大电路的静态分析
输入信号ui=0、只在直流电源UCC作用下电路的状态称 “静态”。静态分析就是要求出此时的IB、IC和UCE三数
值1。.放大电路静态分析的估算法
＋UCC
IC
直流下耦合电容C1、C2相当于开路
C1+
放
RB
RC +C2
大 电
IB
b
c
3DG6
电工技术
三种基本组态的晶体管放大电路
晶体管放大电路一般有三种组态：
e
c＋
e＋
＋
b ＋
u0
b ＋
b
u0
ui
ui
－
e－
ui
－
c－
－
第 6章
c ＋ u0
－
共发射极放大电路 共集电极放大电路 共基极放大电路
无论放大电路的组态如何，其目的都是让输入的微弱小信 号通过放大电路后，输出时其信号幅度显著增强。必须清楚： 幅度得到增强的输出信号，其能量并非来自于晶体管，而是 由放大电路中的直流电源提供的。晶体管只是实现了对能量 的控制，使之转换成信号能量，并传递给负载。
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第 6章
放大电路的基本概念 是什么？放大电路中 能量的控制与变换关
系如何？
说明共发射极电压放大器 输入电压与输出电压的相位 关系如何？
放大电路中各电 压、电流的符号 有何规定?
基本放大电路的组 成原则是什么？以 共射组态基本放大 电路为例加以说明
你会做吗？
如果共发射极电压 放大器中没有集电极 电阻RC，能产生电压
(3) 输出回路的设置应保证晶体管放大后的电流信号能够转 换成负载需要的电压形式；
(4) 不允许被传输小信号放大后出现失真。
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第 6章
2. 共射放大电路的组成及各部分作用
共发射极放大电路是电子技术中应用最为广泛的放大电 路形式，其电路组成的一般形式为：
集电极电阻
放大电路的核心元 件——三极管 耦合电容
C1+
基极电阻 基极电源
RB UBB
RC
+ C2
3DG6管
耦合电容
UCC
集电极电源
上图所示为双电源组成的共发射极基本放大电路。
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第 6章
实际应用中，共射放大电路通常采用单电源供电，各部
分的作用分别如下：
基极偏置电阻 的作用是为放大
RC的作用是将放大的集电极电流 转换成晶体管的输出电压。
需放大的信号电压 ui通过C1转换为放大电路的输入电流， 与基极偏流叠加后加到晶体管的基极，基极电流iB的变化通 过晶体管的以小控大作用引起集电极电流 iC变化；iC通过RC 使电流的变化转换为电压的变化，即： uCE=UCC- iCRC
由上式可看出：当 iC增大时，uCE就减小，所以 uCE的变化 正好与 iC相反，这就是它们反相的原因。uCE经过C2滤掉了 直流成分，耦合到输出端的交流成分即为输出电压 u0。若电 路参数选取适当，u0的幅度将比 ui 幅度大很多，亦即输入的 微弱小信号 ui 被放大了，这就是放大电路的工作原理。