初三理化生三極管

1、3 3 三極管、場(chǎng)效應(yīng)管及其電流源電路3.1 晶體管晶體管三極管3.2 場(chǎng)效應(yīng)管3.3 電流源電路3.1 3.1 晶體三極管三極管3.1.1 晶體管的結(jié)構(gòu)和符號(hào)3.1.2 晶體管電流的可控性3.1.3 晶體管的共射輸入、輸出特性3.1.4 溫度對(duì)晶體管特性的影響3.1.5 主要參數(shù)3.1.6 復(fù)合管3.1.1 三極管的結(jié)構(gòu)和符號(hào)三極管的結(jié)構(gòu)和符號(hào)多子濃度高多子濃度很低，且很薄面積大晶體管有三個(gè)極、三個(gè)區(qū)、兩個(gè)PN結(jié)。小功率管中功率管大功率管為什么有孔？3.1.2 晶體管電流的可控性晶體管電流的可控性（集電結(jié)反偏），即（發(fā)射結(jié)正偏）可控的外部條件BECECBONBE0vvvVv1、 電流可控是如

2、何實(shí)現(xiàn)的？從兩個(gè)獨(dú)立的理想二極管一個(gè)正偏，一個(gè)反偏。來(lái)理解.區(qū)面積最大發(fā)射區(qū)濃度最高，集電低基區(qū)很薄，且雜質(zhì)濃度可控的內(nèi)部條件2 2、晶體管內(nèi)部載流子傳輸過(guò)程擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)形成發(fā)射極電流IE復(fù)合運(yùn)動(dòng)形成基極電流IB漂移運(yùn)形成集電極電流IC少數(shù)載流子的運(yùn)動(dòng)因發(fā)射區(qū)多子濃度高使大量電子從發(fā)射區(qū)擴(kuò)散到基區(qū)因基區(qū)薄且多子濃度低，使極少數(shù)擴(kuò)散到基區(qū)的電子與空穴復(fù)合因集電區(qū)面積大，在外電場(chǎng)作用下大部分?jǐn)U散到基區(qū)的電子漂移到集電區(qū)基區(qū)空穴的擴(kuò)散？ BCBCii II直流電流放大系數(shù)交流電流放大系數(shù)為什么基極開(kāi)路集電極回路會(huì)有穿透電流？節(jié)點(diǎn)電流方程：節(jié)點(diǎn)電流方程：i iE Ei iB Bi iC C定義：3、受控電

3、流的數(shù)學(xué)表達(dá)：受控電流的數(shù)學(xué)表達(dá)：CBOCEOCEOBECEOBC)(1 )1 ( ; IIIiiIii )1 ( ; BEBCiiii受控電流：考慮反向電流的影響：集電結(jié)反向電流穿透電流4、三極管的開(kāi)關(guān)作用受控電流源BCII3.1.3 晶體管的共射輸入特性和輸出特晶體管的共射輸入特性和輸出特性性CE)(BEBUufi 為什么UCE增大曲線右移？ 對(duì)于小功率晶體管，UCE大于1V的一條輸入特性曲線可以取代UCE大于1V的所有輸入特性曲線。為什么像PN結(jié)的伏安特性？為什么UCE增大到一定值曲線右移就不明顯了？1、輸入特性2 2、輸出特性B)(CECiufi 是常數(shù)嗎？什么是理想三極管？什么情況下

4、 ?對(duì)應(yīng)于一個(gè)IB就有一條iC隨uCE變化的曲線。 為什么uCE較小時(shí)iC隨uCE變化很大？為什么進(jìn)入放大狀態(tài)曲線幾乎是橫軸的平行線？飽和區(qū)放大區(qū)截止區(qū)BiCi常量CEBCUii3、晶體管的三個(gè)工作區(qū)域、晶體管的三個(gè)工作區(qū)域 晶體管工作在放大狀態(tài)時(shí)，輸出回路電流 iC幾乎僅僅決定于輸入回路電流 iB；即可將輸出回路等效為電流 iB 控制的電流源iC 。狀態(tài)狀態(tài)UBEICUCE截止截止UonICEOVCC放大放大 UoniB uBE飽和飽和 UoniB uBE3.1.4 溫度對(duì)晶體管特性的影響溫度對(duì)晶體管特性的影響B(tài)EBBBECEO )(uiiuIT不變時(shí)，即不變時(shí)3.1.5 BJT的主要參的主

5、要參數(shù)數(shù)1. 電流放大系數(shù) (2) 共發(fā)射極交流電流放大系數(shù) = IC/ IB vCE=const (1) 共發(fā)射極直流電流放大系數(shù) =（ICICEO）/IBIC / IB vCE=const 當(dāng)ICBO和ICEO很小時(shí)， 、 ，可以不加區(qū)分。 2. 極間反向電流 (1) 集電極基極間反向飽和電流ICBO 發(fā)射極開(kāi)路時(shí)，集電結(jié)的反向飽和電流。 (2) 集電極發(fā)射極間的反向飽和電流ICEO ICEO=（1+ ）ICBO (1) 集電極最大允許電流ICM(2) 集電極最大允許功率損耗PCM 3. 極限參數(shù)極限參數(shù)(3) 反向擊穿電壓幾個(gè)擊穿電壓有如下關(guān)系 V(BR)CBOV(BR)CEOV(BR)

6、 EBO4. 溫度對(duì)溫度對(duì)BJT參數(shù)的影響參數(shù)的影響(1) 溫度對(duì)溫度對(duì)ICBO的影響的影響溫度每升高溫度每升高10，ICBO約增加一倍。約增加一倍。 (2) 溫度對(duì)溫度對(duì) 的影響的影響溫度每升高溫度每升高1， 值約增大值約增大0.5%1%。 (3) 溫度對(duì)反向擊穿電壓溫度對(duì)反向擊穿電壓V(BR)CBO、V(BR)CEO的影響的影響溫度升高時(shí)，溫度升高時(shí)，V(BR)CBO和和V(BR)CEO都會(huì)有所提高。都會(huì)有所提高。 3.1.6 復(fù)合管復(fù)合管復(fù)合管的組成：多只管子合理連接等效成一只管子。21)1)(1 (211BE ii 不同類型的管子復(fù)合后，其類型決定于T1管。目的：增大，減小前級(jí)驅(qū)動(dòng)電流

7、，改變管子的類型。討論一討論一1、分別分析uI=0V、5V時(shí)T是工作在截止?fàn)顟B(tài)還是導(dǎo)通狀態(tài)；2、已知T導(dǎo)通時(shí)的UBE0.7V，若當(dāng)uI=5V，則在什么范圍內(nèi)T處于放大狀態(tài)，在什么范圍內(nèi)T處于飽和狀態(tài)？ 通過(guò)uBE是否大于Uon判斷管子是否導(dǎo)通。A431007 . 05bBEIBRUuimA4 . 2512cCCCmaxRVi56BCmaxii臨界飽和時(shí)的討論二討論二由圖示特性求出PCM、ICM、U（BR）CEO、。CECCMuiP2.7iCCEBCUiiuCE=1V時(shí)的iC就是ICMU（BR）CEO3.2 3.2 場(chǎng)效應(yīng)管場(chǎng)效應(yīng)管FETFET3.2.1 場(chǎng)效應(yīng)管分類和特點(diǎn)場(chǎng)效應(yīng)管分類和特點(diǎn)3.

8、2.2 絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管MOS3.2.3 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管JFET3.2.4 FET主要參數(shù)主要參數(shù)P溝道耗盡型P溝道P溝道N溝道增強(qiáng)型N溝道N溝道（耗盡型）FET場(chǎng)效應(yīng)管JFET結(jié)型MOSFET絕緣柵型耗盡型耗盡型：場(chǎng)效應(yīng)管沒(méi)有加偏置電壓時(shí)，就有導(dǎo)電溝道存在：場(chǎng)效應(yīng)管沒(méi)有加偏置電壓時(shí)，就有導(dǎo)電溝道存在增強(qiáng)型增強(qiáng)型：場(chǎng)效應(yīng)管沒(méi)有加偏置電壓時(shí)，沒(méi)有導(dǎo)電溝道：場(chǎng)效應(yīng)管沒(méi)有加偏置電壓時(shí)，沒(méi)有導(dǎo)電溝道1. 場(chǎng)效應(yīng)管的分類：場(chǎng)效應(yīng)管的分類：3.2.1 場(chǎng)效應(yīng)管分類和特點(diǎn)場(chǎng)效應(yīng)管分類和特點(diǎn)3.2.2 絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管MOSSiO2絕緣層襯底耗盡層空穴高參雜1、ENMOS的結(jié)構(gòu)與符號(hào)符號(hào)柵

9、極源極漏極襯底2、 ENMOS的工作原理在預(yù)夾斷處：在預(yù)夾斷處：vGDGD= =vGSGS- -vDS DS = =V VT T在預(yù)夾斷處：在預(yù)夾斷處：vDSDS= =vGSGS- - V VT T 柵柵- -源電壓對(duì)導(dǎo)電源電壓對(duì)導(dǎo)電溝道寬度的控制作用溝道寬度的控制作用 漏漏- -源電壓對(duì)導(dǎo)電源電壓對(duì)導(dǎo)電溝道寬度的影響作用溝道寬度的影響作用3、受控電流方程及受控電流方程及V-I 特性曲線特性曲線2)(TGSnDVKi v2TGS2Tn) 1(VVKv21)(TGSDO VIv2TnDOVKI 是是vGSGS2 2V VT T時(shí)的時(shí)的iD D 1 1） 飽和電流（恒流區(qū)）飽和電流（恒流區(qū)）Kn為

10、電導(dǎo)常數(shù)，單位：為電導(dǎo)常數(shù)，單位：mA/VmA/V2 22）轉(zhuǎn)移特性3）輸出特性 為什么必須用轉(zhuǎn)移特性描述VGS對(duì)iD的控制作用？4、DNMOS的工作原理及的工作原理及特性曲特性曲線線1 1） DNMOSDNMOS結(jié)構(gòu)與符號(hào)2）轉(zhuǎn)移特性3）輸出特性?shī)A斷電壓2PGSnD)(VKiv2PGS2Pn)1 (VVKv2PGSDSS)1 (VIv3.2.3 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管JFET1、 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 與符號(hào)與符號(hào) 符號(hào)導(dǎo)電溝道源極柵極漏極結(jié)構(gòu)示意圖 場(chǎng)效應(yīng)管有三個(gè)極：源極（s）、柵極（g）、漏極（d），對(duì)應(yīng)于晶體管的e、b、c；有三個(gè)工作區(qū)域：截止區(qū)、恒流區(qū)、可變電阻區(qū)，對(duì)應(yīng)于三極管的截止區(qū)、放大區(qū)和飽和區(qū)。

11、2 2、 DNJFETDNJFET的工作原理在預(yù)夾斷處：在預(yù)夾斷處：vGDGD= =vGSGS- -vDS DS = =V VP P在預(yù)夾斷處：在預(yù)夾斷處：vDSDS= =vGSGS- - V VP P3 3、 受控電流方程)0()1 (GSP2PGSDSSDvvVVIiA.轉(zhuǎn)移特性 4 4、 V V- -I I 特性曲線2pGSnD)(VKiv2PGS2Pn)1 (VVKv2pGSDSS)1 (VIv2PnDSSVKI 是是vGSGS0 0時(shí)的時(shí)的iD D Kn為電導(dǎo)常數(shù)，單位：為電導(dǎo)常數(shù)，單位：mA/VmA/V2 2常量GS)(DSDUufig-s電壓控制d-s的等效電阻B.輸出特性常量D

12、SGSDmUuig預(yù)夾斷軌跡，uGDUGS（off）可變電阻區(qū)恒流區(qū)iD幾乎僅決定于uGS擊穿區(qū)夾斷區(qū)（截止區(qū)）夾斷電壓IDSSiD 不同型號(hào)的管子UGS（off）、IDSS將不同。低頻跨導(dǎo)：討論一討論一 在合適的外加電壓下，每只管子的電流都有合適的通路，才能組成復(fù)合管。判斷下列各圖是否能組成復(fù)合管3.2.4 FET的主要參數(shù)的主要參數(shù)一、直流參數(shù)一、直流參數(shù)1 1、 開(kāi)啟電壓開(kāi)啟電壓V VT T （增強(qiáng)型參數(shù)）（增強(qiáng)型參數(shù)）2 2、 夾斷電壓夾斷電壓V VP P （耗盡型參數(shù)）（耗盡型參數(shù)）3 3、 飽和漏電流飽和漏電流I IDSSDSS （耗盡型參數(shù)）（耗盡型參數(shù)）4 4、 直流輸入電阻直

13、流輸入電阻R RGSGS （10109 910101515 ）二、交流參數(shù)二、交流參數(shù) GSDDSdsVir v1 1、 輸出電阻輸出電阻r rdsds 三、極限參數(shù)三、極限參數(shù) 1 1、 最大漏極電流最大漏極電流I IDMDM 2 2、 最大耗散功率最大耗散功率P PDMDM 3 3、 最大漏源電壓最大漏源電壓V V（BRBR）DSDS 4 4、 最大柵源電壓最大柵源電壓V V（BRBR）GSGS DS GSDmVigv二、交流參數(shù)二、交流參數(shù) 2 2、 低頻互導(dǎo)低頻互導(dǎo)g gm m )(2TGSnVK v2TGSnD)(VKiv)(2PGSnVKv2PGSnD)(VKiv3.3 電流源電路

14、 3.3.1 BJT電流源電路電流源電路3.3.2 FET電流源電流源1、 鏡像電流源鏡像電流源2、 微電流源微電流源3、組合電流源、組合電流源1、 JFET電流源電流源2、 MOSFET鏡像電流源鏡像電流源3、 MOSFET多路電流源多路電流源3.3.1 BJT電流源電路電流源電路1 1、鏡象電流源T0 和 T1 特性完全相同。B0B1BE0BE1IIVV，CCB10B0C2IIIIIIRRII C 2時(shí)，則若基準(zhǔn)電流RVVIR)(BECCRII2CCC0C1III即即01，ICEO0ICEO1 代表符號(hào)代表符號(hào)eBE1BE0RVVE1C1OIII1EB4BE1EECCREFRVVVVI 3

15、、多路電流源2 2、微電流源設(shè)三個(gè)集電區(qū)的面積分別為S0、S1、S2，則02C0C201C0C1SSIISSII，3.3.2 FET電流源電電流源電路路DSSOII 2 2、鏡象電流源1 1、 JFETJFET電流源RVVVIIIGSSSDDREFD2O3、多路電流源、多路電流源REF1122D2/ILWLWI REF1133D3/ILWLWI REF1144D4/ILWLWI 2T0GS0n0D0REF)( VVKII 2 2、輸出特性B)(CECiufi 是常數(shù)嗎？什么是理想三極管？什么情況下 ?對(duì)應(yīng)于一個(gè)IB就有一條iC隨uCE變化的曲線。 為什么uCE較小時(shí)iC隨uCE變化很大？為什么

16、進(jìn)入放大狀態(tài)曲線幾乎是橫軸的平行線？飽和區(qū)放大區(qū)截止區(qū)BiCi常量CEBCUii4. 溫度對(duì)溫度對(duì)BJT參數(shù)的影響參數(shù)的影響(1) 溫度對(duì)溫度對(duì)ICBO的影響的影響溫度每升高溫度每升高10，ICBO約增加一倍。約增加一倍。 (2) 溫度對(duì)溫度對(duì) 的影響的影響溫度每升高溫度每升高1， 值約增大值約增大0.5%1%。 (3) 溫度對(duì)反向擊穿電壓溫度對(duì)反向擊穿電壓V(BR)CBO、V(BR)CEO的影響的影響溫度升高時(shí)，溫度升高時(shí)，V(BR)CBO和和V(BR)CEO都會(huì)有所提高。都會(huì)有所提高。 2、 ENMOS的工作原理在預(yù)夾斷處：在預(yù)夾斷處：vGDGD= =vGSGS- -vDS DS = =V VT T在預(yù)夾斷處：在預(yù)夾斷處：vDSDS= =vGSGS- - V VT T 柵柵- -源電壓對(duì)導(dǎo)電源電壓對(duì)導(dǎo)電溝道寬度的控制作用溝道寬度的控制作用 漏漏- -源電壓對(duì)導(dǎo)電源電壓對(duì)導(dǎo)電溝道寬度的影響作用溝道寬度的影響作用3、受控電流方程及受控電流方程及V-I 特性曲線特性曲線2)(TGSnDVKi v2TGS2Tn) 1(VVKv21)(TGSDO VIv2TnDOVKI 是是vGSGS2 2V VT T時(shí)的時(shí)的iD D 1 1） 飽和電流（恒流區(qū)）飽和電流（恒流區(qū)）Kn為電導(dǎo)常數(shù)，單