半導體二極管三極管和MOS管的開關特性

1、1會計學半導體二極管三極管和半導體二極管三極管和MOS管的開關特管的開關特性性二、動態(tài)特性1. 開通時間：2. 關斷時間：閉合）（斷開斷開）（閉合普通開關：靜態(tài)特性好，動態(tài)特性差半導體開關：靜態(tài)特性較差，動態(tài)特性好幾百萬/秒幾千萬/秒0on t0off tSAK2. 1. 2 半導體二極管的開關特性一、靜態(tài)特性1. 外加正向電壓(正偏)二極管導通(相當于開關閉合) V7 . 0D U2. 外加反向電壓(反偏) V5 . 0 DU二極管截止(相當于開關斷開) 0D I硅二極管伏安特性陰極A陽極KPN結-AK+DUDIP區(qū)N區(qū)+- - - - -正向導通區(qū)反向截止區(qū)反向擊穿區(qū)0.5 0.7/mAD

2、I/V0(BR)UDU死區(qū)D+-Iu+-Ou二極管的開關作用：例V2L II UuuO = 0 VV3H II UuuO = 2.3 V電路如圖所示，V3 V 2I或或 u試判別二極管的工作狀態(tài)及輸出電壓。二極管截止二極管導通解D0.7 V+-二、動態(tài)特性1. 二極管的電容效應結電容 C j擴散電容 C D2. 二極管的開關時間ontofft電容效應使二極管的通斷需要一段延遲時間才能完成tIuDit00(反向恢復時間)ns 5)(rroffontttton 開通時間toff 關斷時間一、靜態(tài)特性NPN2. 1. 3 半導體三極管的開關特性發(fā)射結集電結發(fā)射極emitter基極base集電極col

3、lectorbiBiCec(電流控制型)1. 結構、符號和輸入、輸出特性(2) 符號NNP(Transistor)(1) 結構(3) 輸入特性CE)(BEBuufi (4) 輸出特性B)(CECiufi iC / mAuCE /V50 A40A30 A20 A10 AiB = 00 2 4 6 8 4321放大區(qū)截止區(qū)飽和區(qū)0CE uV1CE u0uBE /ViB / A發(fā)射結正偏放大i C= iB集電結反偏飽和 i C iB兩個結正偏I CS= IBS臨界截止iB 0, iC 0兩個結反偏電流關系狀態(tài) 條 件2. 開關應用舉例 V2 )1(L II Uu V3 )2(H II Uu發(fā)射結反偏

4、 T 截止0 0CB ii V12CCO Vu發(fā)射結正偏 T 導通+RcRb+VCC (12V)+uoiBiCTuI3V-2V2 k100 2.3 k放大還是飽和？bBEIBRuui cCESCCCSBSRUVIIBSB Ii 飽飽和和 T飽和導通條件：cCCBSB RVIi +RcRb+VCC +12V+uoiBiCTuI3V-2V2 k100 2.3 kmA 1mA3 . 27 . 03 mA 06. 0mA210012 cCC RV V)7 . 0(BE uV 3 . 0CESOUu 因為所以二、動態(tài)特性ontofft3-2tV/Iu00.9ICS0.1ICSCit0V/Ou off t

5、三三極極管管飽飽和和程程度度30.3t02. 1. 4 MOS 管的開關特性(電壓控制型)MOS（Mental Oxide Semiconductor） 金屬 氧化物 半導體場效應管一、 靜態(tài)特性1. 結構和特性：(1) N 溝道 柵極 G漏極 DB 源極 S3V4V5VuGS = 6ViD /mA42643210uGS /ViD /mA43210246810uDS /V可變電阻區(qū)恒流區(qū)UTNiD開啟電壓UTN = 2 V+-uGS+-uDS襯底漏極特性轉移特性uDS = 6V截止區(qū)P 溝道增強型 MOS 管與 N 溝道有對偶關系。 (2) P 溝道 柵極 G漏極 DB 源極 SiD+-uGS

6、+-uDS襯底iD /mAiD /mA-2-40-1-2-3-40-10 -8 -6 -4 -2- 3V- 4V- 5VuGS = - 6V-1-2-3-4-6uGS /VuDS /V可變電阻區(qū)恒流區(qū) 漏極特性 轉移特性截止區(qū)UTPuDS = - 6V開啟電壓UTP = - 2 V參考方向2. MOS管的開關作用：TNIUu DDOHOVUu V0OLO Uu(1) N 溝道增強型 MOS 管+VDD+10VRD20 kBGDSuIuO+VDD+10VRD20 kGDSuIuOTNIUu 開啟電壓UTN = 2 ViD+VDD+10VRD20 kGDSuIuORONRDTPIUu DDOLO VUu V0OLO Uu(2) P 溝道增強型 MOS 管-VDD-10VRD20 kBGDSuIuO-VDD-10VRD20 kGDSuIuOTPIUu 開啟電壓UTP = 2 V-VDD-10VRD20 kGDSuIuOiDD+-Iu+-Ou二極管的開關作用：例V2L II UuuO = 0 VV3H II UuuO = 2.3 V電路如圖所示，V3 V 2I或或 u