晶体管知识介绍

N沟道：VDS > 0
P沟道：VDS < 0
MOS管的举例
PULS产品常用的三极管举例 型号 参数 外形图片
20N60C3系列
VGS(th)：2.1-3.9V、V(BR)GS：±20V、RDS(on)：0.16-0.19Ω V(BR)DS：700V、IDM：20.7A、PDM：34.5-208W、gm：6.8S
直流输入电阻 RGS，是指在漏源极间短路的条件下，栅源极之间所加直流电压与栅极 直流电流的比值。
导通电阻RDS(on)，是指管子在导通时漏源极之间的阻值. 反应了VDS对ID的影响。 低频跨导 gm，是指在VDS为某一定值时，漏极电流iD的微变量和引起它变化的VGS微变量 的比值,反映了栅源电压VGS对漏极电流iD的控制能力。 计算公式：
Icm，是指集电极允许通过的最大电流，当集电极电流Ic增加到某一数值，导致β值下 降到额定值的2/3或1/2时的Ic值。当三极管的集电极电流Ic超过Icm时，其β值 等参数将明显变化，虽然三极管不致损坏，但性能会受到显著影响。
Pcm，是指保证三极管正常工作情况下集电极所允许消耗的最大功率，三极管在使用时 ，如果实际功耗超过Pcm值，三极管就会因过载而损坏。
பைடு நூலகம்
3.反向基穿电压（BUceo和BUcbo)
BUceo，是指基极开路时，集电极与发射极间的反向击穿电压。 BUcbo，是指发射极开路时，集电极与基极间的反向击穿电压。
三极管的特性参数
三极管的主要特性参数 4.特征频率（ƒT)，三极管的工作频率高到一定程度时，电流放大倍数β就会下降， 当β=1时的频率就是特征频率，当三极管的工作频率超过特征频 率后，将会失去放大能力。 5.极限参数，包括集电极最大允许电流（Icm)和集电极最大允许耗散功率（Pcm).
MOS管分类
按结构类型分类 N沟道 结型场效应管JFET
NA
P沟道
N沟道
耗尽型DMOS P沟道 绝缘栅型场效应管MOSFET N沟道 增强型EMOS P沟道
MOS管的特性参数
性能参数
开启电压 VGS(th)，源极(S)和漏极(D)之间开始形成导电沟道所需的栅(G)源(S)极电压。 夹断电压 VGS(off)，源极(S)和漏极(D)之间导电沟道夹断所需的栅(G)源(S)极电压。
三极管的输出特性
NPN型三极管共发射极输出特性曲线及说明 工作状态 放大区 饱和区 截止区 UBE>UBE(on) UBE>UBE(on) UBE≤UBE(on) 工作条件 UCE>UBE UCE≤UBE UCE>UBE 说明 发射结正偏，集电结反偏 发射结正偏，集电结正偏 发射结反偏，集电结反偏
IRF640N系列
VGS(th)：2.0-4.0V、V(BR)GS：±20V、RDS(on)：0.15Ω V(BR)DS：200V、IDM：18A、PDM：150W、gm：17.5S
BSS138
VGS(th)：0.5-1.5V、V(BR)GS：±20V、RDS(on)：1.4-3.5Ω V(BR)DS：50V、IDM：200mA、PDM：300mW、gm：100mS
PMBT3904
VCBO： 60V、 VCEO：40V、 VEBO：6V ICM：200mA、 PCM：250mW.
第二章: MOS管
MOS管
定义：MOS管是利用输入电压产生的电场效应来控制输出电流的一种电压控制型器件，是 只依靠一种载流子导电的晶体管，它具有三个电极：栅极(G)、漏极(D)、源极(S)。 工作原理：利用改变栅源电压VGS，来改变导电沟道的宽度和高度，从而改变沟道电阻，最 终达到对漏极电流ID 的控制作用。 如下VGS与ID的特性曲线可知：VDS不变时，ID随着VGS电压的增大而增大。 作用： 信号放大 电子开关 可变电阻 恒流源
定义：三极管是采用一定制造工艺，在同一块半导体材料上制作具有不同掺杂类型 和浓度的三个区，形成两个PN结，引出三个电极的电流控制型半导体器件，具有基 极(b)、集电极(c)、发射极(e)三个电极。 作用： 电流放大。 无触点开关。 按结构类型分类 NPN型 PNP型
NPN PNP
VGS =5V 4.5V 4V 3.5V 0
截止区
截止区
VGS < VGS(th)
VDS /V
击穿区
VDS > V(BR)DS
MOS管的转移特性
增强型MOS管(EMOSFET)： VGS 与VDS 极性相同。 耗尽型MOS管(DMOSFET)： VGS 取值任意。 结型FET管(JFET)： VGS与VDS极性相反。
说明：转移特性与输出特性反映场效应管同一物理过程，它们之间可以相互转换。
N-EMOSFET的输出特性
状态 条件 特点
非饱和区 饱和区 ID同时受VGS与VDS的控制， 表现为一种可变电阻特 I /mA 性，对应三极管的饱和 D VDS = VGS –VGS(th) 区。
VGS > VGS(th) 非饱和区 VDS < VGS–VGS(th)
三极管
PNP型与NPN型三极管的区别
PNP 图形符号中箭头朝内 图片 NPN 图形符号中箭头朝外 图片
基极电流的方向是向外流出
基极电流的方向是向内流出
三极管中电流由发射极流入
三极管中电流由发射极流出
三极管中电流由集电极流出
三极管中电流由集电极流入 一般认为NPN型管为硅管
一般认为PNP型管为锗管
三极管的特性参数
饱和区
VGS > VGS(th) VDS > VGS–VGS(th)
ID只受VGS控制而与VDS近 似无关，表现出类似三 极管的正向受控作用， 对应三极管的放大区。 IG≈0，ID≈0 沟道未形成时的工作区 相当于MOS管三个电极 断开。 VDS大于漏源极击穿电压 时，漏衬PN结雪崩击穿， ID剧增。
晶极管知识培训
刘德强
晶体管
定义：晶体管是一种固体半导体器件，常用于放大电路和开关电路。 分类：
按功能分类 ● 双极性晶体管（BJT），俗称为三极管。 ● 场效应晶体管（FET），俗称为MOS管。 按封装方式分为插件(THT)式和贴片式(SMD)。
THT
SMD
第一章:三极管
三极管
2.当uCE=0时，三极管相当于两个并联的二极管，所以 be间加正向电压时，iB很大，对应的曲线明显左移。 3.当uCE在0-1V之间时，随着uCE的增加，曲线会右移。 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。 4.当uBE<0时，三极管截止，iB为反向电流。若反向电压 超过某一值时，be结也会发生反向击穿。
MOS管的伏安特性
MOS管的伏安特性包括输出特性和转移特性，以N沟道增强型场效应管（N-EMOSFET)为例： 由于MOS管的栅极电流为零，故不讨论输入特性曲线。
共源组态特性曲线
输出特性： 转移特性： ID= f ( VDS )
VGS = 常数
ID= f ( VGS )
VDS = 常数
备注：当UCE=UBE时，称为临界饱和状态。
UCE UBE
三极管的举例
PULS产品常用的三极管举例 型号 参数 外形图片
FMMT491
VCBO： 80V、 VCEO：60V、 VEBO：7V ICM：2A、 PCM：500mW.
BC846
VCBO： 80V、 VCEO：65V、 VEBO：6V ICM：200mA、 PCM：330mW.
三极管的基本接法
NPN型三极管的三种基本接法
（a). 共发射极
（b). 共集电极
（c) 共基极
三极管的输入特性
NPN型三极管共发射极输入特性曲线及说明 1.在uCE≥1V的条件下，
当uBE<UBE(on)时，iB≈0。 UBE(on)为三极管的导通电压或死区电 压，硅管约为0.5-0.6V，锗管约为0.1V。 当uBE>UBE(on)时，随着uBE的增大，iB开始按指数规律增加，而 后近似按直线上升。
三极管的主要特性参数 1.电流放大系数（β）：表示三极管放大能力的参数，由制造材料决定，IC= βIb . 2.反向电流，包括集电极-基极间的反向饱和电流Icbo、集电极-发射极间的反向击穿 电流Iceo、发射极-基极间的反向电流Iebo .
Icbo，是指发射极开路（Ie=0）时，集电极-基极间加上规定的反向电压Ucb后，流过集电极的 反向电流，在室温下为常数。 Iceo,又称为漏电流，是指基极开路（Ib=0)时，集电极和发射极间加上规定的反向电压Uce时的 集电极反向电流，此电流值越小，三极管的性能越好。 Iebo，是指集电极（Ic=0）开路时,在发射极和基极间加上规定的反向电压时发射极的电流。
gm
diD d V GS
V DS 常数
MOS管的特性参数
极限参数
最大漏极电流 IDM，是指管子在工作时允许的最大漏极电流。 最大耗散功率 PDM，是指管子性能正常时所允许的漏源极间的最大耗散功率， 最大耗散功率PDM＝VDS·IDM，它受管子最高工作温度的限制。 漏源极击穿电压 V(BR)DS，是指漏源极间所能承受的最大电压，也就是使ID开始急剧上升 （管子击穿）时的VDS值。 栅源击穿电压V(BR)GS，是指栅源极间能承受的最大电压，击穿会造成短路，使管子损坏。