l2能力提升-晶體管的認識和應(yīng)用

1、 TS L2 能力提升 晶體管的認識和應(yīng)用2015 Lenovo Internal. All rights reserved.TS L2 Junqiu Bao2016/02/242015 Lenovo Internal. All rights reserved.目錄：晶體管的基本知識晶體管的原理晶體管的檢測晶體管知識拓展晶體管的應(yīng)用2015 Lenovo Internal. All rights reserved.晶體管的基本知識三極管三極管的種類：有PNP型和NPN型；硅管和鍺管；大功率管和小功率管；高頻管和低頻管三極管用符號“Q”表示主要參數(shù)：電流放大倍數(shù)（共射直流電流放大倍數(shù)和交流電流放

2、大倍數(shù)）、集-基極反向截止電流、集-射極反向截止電流、集電極最大電流、集-射極反向擊穿電壓、集電極最大允許功耗。a.三極管的發(fā)射極是輸入輸出的公共點，稱為共射接法，相應(yīng)地還有共基、共集接法。共射直流電流放大倍數(shù)： 工作于動態(tài)的三極管，真正的信號是疊加在直流上的交流信號?；鶚O電流的變化量為IB，相應(yīng)的集電極電流變化為IC，則交流電流放大倍數(shù)為：2015 Lenovo Internal. All rights reserved.晶體管的基本知識三極管主要參數(shù) b.集-基極反向截止電流ICBO2015 Lenovo Internal. All rights reserved.晶體管的基本知識三極管主

3、要參數(shù) c.集-射極反向截止電流ICEO2015 Lenovo Internal. All rights reserved.晶體管的基本知識三極管主要參數(shù) d.集電極最大電流ICM 集電極電流IC上升會導(dǎo)致三極管的值的下降，當(dāng)值下降到正常值的三分之二時的集電極電流即為ICM。 e.集-射極反向擊穿電壓 當(dāng)集-射極之間的電壓UCE超過一定的數(shù)值時，三極管就會被擊穿。25C時基極開路時的擊穿電壓U(BR)CEO。2015 Lenovo Internal. All rights reserved.晶體管的基本知識三極管主要參數(shù) f.集電極最大允許功耗PCM2015 Lenovo Internal.

4、All rights reserved.晶體管的基本知識三極管在電路中的符號：2015 Lenovo Internal. All rights reserved.三極管的認識：晶體管的基本知識2015 Lenovo Internal. All rights reserved.晶體管的基本知識三極管的規(guī)格國產(chǎn)三極管的型號命名有五部分組成： 第一部分用數(shù)字“3”表示三極管 第二部分用字母表示材料和極性 第三部分用字母表示類型 第四部分用數(shù)字表示序號 第五部分字母表示規(guī)格2015 Lenovo Internal. All rights reserved.晶體管的基本原理三極管基本結(jié)構(gòu) 2015 Le

5、novo Internal. All rights reserved.晶體管的基本原理三極管基本結(jié)構(gòu) 2015 Lenovo Internal. All rights reserved.晶體管的基本原理三極管的連接方式共發(fā)射極接法 共射級放大電路的電壓和電流增益都大于1，輸入電阻再三級阻態(tài)中居中，輸出電阻和集電極電阻有關(guān)。適用于低頻。共集電極接法 集電極放大電路只有電流放大作用，電壓跟隨作用。輸入電阻高，輸出電阻小頻率特性好。共基極接法 共基極放大電路只有電壓放大作用，電流更隨作用。輸入電阻小，輸出電阻與集電極電阻有關(guān)。2015 Lenovo Internal. All rights rese

6、rved.晶體管的基本原理三極管電流放大原理2015 Lenovo Internal. All rights reserved.晶體管的基本原理三極管電流放大原理 2015 Lenovo Internal. All rights reserved.晶體管的基本原理三極管輸入特性曲線2015 Lenovo Internal. All rights reserved.晶體管的基本原理三極管輸出特性曲線2015 Lenovo Internal. All rights reserved.晶體管的檢測三極管管腳識別檢測： （三極管的管腳必須正確確認，否則接入電路后，不但不能正常工作，還會燒壞管子和其他電

7、路）判斷基極B和管子類型：選擇萬用表“R*1K”檔；用黑表筆接一管腳（假定其為B極），紅表筆接另外兩個管腳，測得兩個電阻值：若兩個電阻值均為小數(shù)值，則管子為NPN管，則黑表筆接的為B極，假定正確；若兩個電阻值均為無窮大，則管子為PNP管，則黑表筆接的為B極，假定正確；若一個電阻值均為無窮大，另一個為小數(shù)值，則黑表筆假定為B極錯誤，需重新假定直到判斷出B極；2015 Lenovo Internal. All rights reserved.晶體管的檢測三極管管腳識別檢測： （三極管的管腳必須正確確認，否則接入電路后，不但不能正常工作，還會燒壞管子和其他電路）識別集電極C和發(fā)射極E：常利用測量三極

8、管的電流放大系數(shù)判斷2015 Lenovo Internal. All rights reserved.晶體管的檢測三極管性能好壞的判斷：檢查三極管的兩個PN結(jié)。我們以PNP管為例來說明，一只PNP型的三極管的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于兩只二極管，負極靠負極接在一起。我們首先用萬用表R100或R1K擋測一下e與b之間和e與c之間的正反向電阻。當(dāng)紅表筆接b 時，用黑表筆分別接e和c應(yīng)出現(xiàn)兩次阻值小的情況。然后把接b 的紅表筆換成黑表筆，再用紅表筆分別接e和c，將出現(xiàn)兩次阻值大的情況。被測三極管符合上述情況，說明這只三極管是好的。 測量三極管的放大性能：分別用表筆接三極管的c和e看一下萬用表的指示數(shù)值，然后再c與

9、b間連接一只50-100K的電阻看指針向右擺動的多少，擺動越大說明這只管子的放大倍數(shù)越高。外接電阻也可以用人體電阻代替，即用手捏住b和c. 4、把兩個夾子互夾并復(fù)位清零。2015 Lenovo Internal. All rights reserved.MOS管的基本知識按導(dǎo)電溝道可分為：P溝道和N溝道。按柵極電壓幅值可分為：耗盡型柵-源電壓Vgs為零時有一定漏極電流Id；增強型柵極電壓Vgs為零時，漏極電流Id為零 。對于N（P）溝道器件，柵極電壓大于（小于）零時才存在導(dǎo)電溝道功率MOSFET主要是N溝道增強型。晶體管知識拓展 2015 Lenovo Internal. All rights

10、 reserved.MOS管的基本知識功率MOSFET的結(jié)構(gòu)：功率MOSFET的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和1所示；其導(dǎo)通時只有一種極性的載流子（多子）參與導(dǎo)電，是單極型晶體管。但結(jié)構(gòu)上有較大區(qū)別，小功率MOS管是橫向?qū)щ娖骷β蔒OSFET大都采用垂直導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，又稱為VMOSFET（Vertical MOSFET），大大提高了MOSFET器件的耐壓和耐電流能力。晶體管知識拓展 2015 Lenovo Internal. All rights reserved.MOS管的基本知識上圖是典型平面N溝道增強型MOSFET的剖面圖： a.它用一塊P型硅半導(dǎo)體材料作襯底； b.在其面上擴散了兩個N型區(qū)； c.再在上面

11、覆蓋一層二氧化硅(SiO2)絕緣層； d.最后在N區(qū)上方用腐蝕的方法做成兩個孔，用金屬化的方法分別在絕緣層上及兩個孔內(nèi)做成三個電極：G(柵極)、S(源極)及D(漏極)，如圖所示。晶體管知識拓展 2015 Lenovo Internal. All rights reserved.MOS管的基本知識MOS管的主要參數(shù)電壓： Vds : 漏-源極之間最大可以承受的電壓120%*VIN(max) Vgs : 柵-源極之間最大可以承受的電壓 Vgs(th): 使漏-源極之間開始有電流流過時的柵-源電壓電流： Id : 在穩(wěn)定條件下漏極能流過的最大電流 Idm : 漏極能流過的最大脈沖電流 Is : Mo

12、sfet關(guān)斷時體二極管能流過的最大持續(xù)電流電阻 : Rds(on) : Mosfet導(dǎo)通時，漏-源極之間的電阻值晶體管知識拓展 2015 Lenovo Internal. All rights reserved.MOS管的基本知識MOS管的主要參數(shù)功率: Pd : Mosfet本身能夠承受的最大功耗電容： Cds : 漏-源極間電容 Cgs : 柵-源極間電容 Cgd : 柵-漏極間電容 Ciss : 輸入電容 Cgd Cgs Coss：輸出電容 Cgd Cds Crss : 反向轉(zhuǎn)移電容 = Cds晶體管知識拓展 2015 Lenovo Internal. All rights reserv

13、ed.MOS管的基本知識MOS管的主要參數(shù)熱阻： RthJA : 結(jié)點到環(huán)境的熱阻 RthJC : 結(jié)點到外殼的熱阻封裝: SC70, SOT-23, SO-8, TO252, TO263,Power 56晶體管知識拓展 2015 Lenovo Internal. All rights reserved.MOS管的工作原理要使增強型N溝道MOSFET工作，要在G、S之間加正電壓VGS及在D、S之間加正電壓VDS，則產(chǎn)生正向工作電流ID。改變VGS的電壓可控制工作電流ID。若先不接VGS(即VGS0)，在D與S極之間加一正電壓VDS，漏極D與襯底之間的PN結(jié)處于反向，因此漏源之間不能導(dǎo)電。如果在

14、柵極G與源極S之間加一電壓VGS。此時可以將柵極與襯底看作電容器的兩個極板，而氧化物絕緣層作為電容器的介質(zhì)。當(dāng)加上VGS時，在絕緣層和柵極界面上感應(yīng)出正電荷，而在絕緣層和P型襯底界面上感應(yīng)出負電荷(如圖3)。這層感應(yīng)的負電荷和P型襯底中的多數(shù)載流子(空穴)的極性相反，所以稱為“反型層”，這反型層有可能將漏與源的兩N型區(qū)連接起來形成導(dǎo)電溝道。晶體管知識拓展 2015 Lenovo Internal. All rights reserved.MOS管的工作原理當(dāng)VGS電壓太低時，感應(yīng)出來的負電荷較少，它將被P型襯底中的空穴中和，因此在這種情況時，漏源之間仍然無電流ID；當(dāng)VGS增加到一定值時，其感

15、應(yīng)的負電荷把兩個分離的N區(qū)溝通形成N溝道，這個臨界電壓稱為開啟電壓(或稱閾值電壓、門限電壓)，用符號VT表示(一般規(guī)定在ID10uA時的VGS作為VT)。當(dāng)VGS繼續(xù)增大，負電荷增加，導(dǎo)電溝道擴大，電阻降低，ID也隨之增加，并且呈較好線性關(guān)系，如 右圖所示。此曲線稱為轉(zhuǎn)換特性。因此在一定范圍內(nèi)可以認為，改變VGS來控制漏源之間的電阻，達到控制ID的作用。 晶體管知識拓展 2015 Lenovo Internal. All rights reserved.MOS管的工作原理增強型N溝道MOS管的特性曲線：晶體管知識拓展 2015 Lenovo Internal. All rights reserved.晶體管的應(yīng)用 1.三極管在實際電路中大部分做開關(guān)使用，當(dāng)控制信號的電壓較低的時候，用三極管做開關(guān)，電流驅(qū)動管子開關(guān)2.MOS管在實際電路中大部分做開關(guān)使用，當(dāng)控制信號的電壓較高的時候，用MOS管做開關(guān)，壓差驅(qū)動管子開關(guān)2015 Lenovo Internal. All rights r