初三理化生3三極管課件

1、3 三極管、場效應管及其電流源電路3.1 晶體管三極管3.2 場效應管3.3 電流源電路3 三極管、場效應管及其電流源電路3.1 晶體管三極管33.1 晶體三極管3.1.1 晶體管的結(jié)構(gòu)和符號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 溫度對晶體管特性的影響3.1.5 主要參數(shù)3.1.6 復合管3.1 晶體三極管3.1.1 晶體管的結(jié)構(gòu)和符號3.1.2 3.1.1 三極管的結(jié)構(gòu)和符號多子濃度高多子濃度很低，且很薄面積大晶體管有三個極、三個區(qū)、兩個PN結(jié)。小功率管中功率管大功率管為什么有孔？ 3.1.1 三極管的結(jié)構(gòu)和符號多子濃度高多子濃度很低，且3.1.2

2、晶體管電流的可控性1、 電流可控是如何實現(xiàn)的？從兩個獨立的理想二極管一個正偏，一個反偏。來理解.3.1.2 晶體管電流的可控性1、 電流可控是如何實現(xiàn)的？2、晶體管內(nèi)部載流子傳輸過程擴散運動形成發(fā)射極電流IE復合運動形成基極電流IB漂移運形成集電極電流IC少數(shù)載流子的運動因發(fā)射區(qū)多子濃度高使大量電子從發(fā)射區(qū)擴散到基區(qū)因基區(qū)薄且多子濃度低，使極少數(shù)擴散到基區(qū)的電子與空穴復合因集電區(qū)面積大，在外電場作用下大部分擴散到基區(qū)的電子漂移到集電區(qū)基區(qū)空穴的擴散？2、晶體管內(nèi)部載流子傳輸過程擴散運動形成發(fā)射極電流IE少數(shù)載直流電流放大系數(shù)交流電流放大系數(shù)為什么基極開路集電極回路會有穿透電流？節(jié)點電流方程：i

3、EiBiC定義：3、受控電流的數(shù)學表達：受控電流：考慮反向電流的影響：集電結(jié)反向電流穿透電流直流電流放大系數(shù)交流電流放大系數(shù)為什么基極開路集電極回路會有4、三極管的開關(guān)作用受控電流源4、三極管的開關(guān)作用受控電流源3.1.3 晶體管的共射輸入特性和輸出特性為什么UCE增大曲線右移？ 對于小功率晶體管，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3.1.3 晶體管的共射輸入特性和輸出特性為什么UCE增大2、輸出特性是常數(shù)嗎？什么是理想三極管？什么情況下 ?對應于一個IB就有一條iC隨uC

4、E變化的曲線。 為什么uCE較小時iC隨uCE變化很大？為什么進入放大狀態(tài)曲線幾乎是橫軸的平行線？飽和區(qū)放大區(qū)截止區(qū)2、輸出特性是常數(shù)嗎？什么是理想三極管？什么情況下 3、晶體管的三個工作區(qū)域 晶體管工作在放大狀態(tài)時，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)UBEICUCE截止UonICEOVCC放大 UoniB uBE飽和 UoniB uBE3、晶體管的三個工作區(qū)域 晶體管工作在放大狀態(tài)時，輸3.1.4 溫度對晶體管特性的影響3.1.4 溫度對晶體管特性的影響3.1.5 BJT的主要參數(shù)1. 電流放大系數(shù) (2) 共發(fā)射極交

5、流電流放大系數(shù) =IC/IBvCE=const (1) 共發(fā)射極直流電流放大系數(shù) =（ICICEO）/IBIC / IB vCE=const 當ICBO和ICEO很小時， 、 ，可以不加區(qū)分。3.1.5 BJT的主要參數(shù)1. 電流放大系數(shù) (2) 2. 極間反向電流 (1) 集電極基極間反向飽和電流ICBO 發(fā)射極開路時，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 2. 極間反向電流 (1) 集電極基極間反向飽和電流IC(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)(3) 反向擊穿電壓幾個擊穿電壓有如

6、下關(guān)系 V(BR)CBOV(BR)CEOV(BR) EBO(1) 集電極最大允許電流ICM(2) 集電極最大允許功4. 溫度對BJT參數(shù)的影響(1) 溫度對ICBO的影響溫度每升高10，ICBO約增加一倍。 (2) 溫度對 的影響溫度每升高1， 值約增大0.5%1%。 (3) 溫度對反向擊穿電壓V(BR)CBO、V(BR)CEO的影響溫度升高時，V(BR)CBO和V(BR)CEO都會有所提高。 4. 溫度對BJT參數(shù)的影響(1) 溫度對ICBO的影響溫度3.1.6 復合管復合管的組成：多只管子合理連接等效成一只管子。 不同類型的管子復合后，其類型決定于T1管。目的：增大，減小前級驅(qū)動電流，改變

7、管子的類型。3.1.6 復合管復合管的組成：多只管子合理連接等效成一只管討論一1、分別分析uI=0V、5V時T是工作在截止狀態(tài)還是導通狀態(tài)；2、已知T導通時的UBE0.7V，若當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uBE是否大于Uon判斷管子是否導通。臨界飽和時的討論一1、分別分析uI=0V、5V時T是工作在截止狀態(tài)還是導討論二由圖示特性求出PCM、ICM、U（BR）CEO、。2.7iCuCE=1V時的iC就是ICMU（BR）CEO討論二由圖示特性求出PCM、ICM、U（BR）CEO、。23.2 場效應管FET3.2.1 場效應管分類和特點3.2.2 絕

8、緣柵場效應管MOS3.2.3 結(jié)型場效應管JFET3.2.4 FET主要參數(shù)3.2 場效應管FET3.2.1 場效應管分類和特點3.2P溝道耗盡型P溝道P溝道N溝道增強型N溝道N溝道（耗盡型）FET場效應管JFET結(jié)型MOSFET絕緣柵型耗盡型：場效應管沒有加偏置電壓時，就有導電溝道存在增強型：場效應管沒有加偏置電壓時，沒有導電溝道1. 場效應管的分類：3.2.1 場效應管分類和特點P溝道耗盡型P溝道P溝道N溝道增強型N溝道N溝道（耗盡型）F3.2.2 絕緣柵場效應管MOSSiO2絕緣層襯底耗盡層空穴高參雜1、ENMOS的結(jié)構(gòu)與符號符號柵極源極漏極襯底符號中的箭頭方向表示什么？3.2.2 絕緣

9、柵場效應管MOSSiO2絕緣層襯底耗盡層空穴2、 ENMOS的工作原理在預夾斷處：vGD=vGS-vDS =VT在預夾斷處：vDS=vGS- VT 柵-源電壓對導電溝道寬度的控制作用 漏-源電壓對導電溝道寬度的影響作用2、 ENMOS的工作原理在預夾斷處：vGD=vGS-vD3、受控電流方程及V-I 特性曲線是vGS2VT時的iD 1） 飽和電流（恒流區(qū)）Kn為電導常數(shù)，單位：mA/V22）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iD的控制作用？3、受控電流方程及V-I 特性曲線是vGS2VT時的iD 4、DNMOS的工作原理及特性曲線1） DNMOS結(jié)構(gòu)與符號2）轉(zhuǎn)移特性3）輸

10、出特性夾斷電壓4、DNMOS的工作原理及特性曲線1） DNMOS結(jié)構(gòu)與符號3.2.3 結(jié)型場效應管JFET1、 結(jié)構(gòu) 與符號 符號導電溝道源極柵極漏極結(jié)構(gòu)示意圖 場效應管有三個極：源極（s）、柵極（g）、漏極（d），對應于晶體管的e、b、c；有三個工作區(qū)域：截止區(qū)、恒流區(qū)、可變電阻區(qū)，對應于三極管的截止區(qū)、放大區(qū)和飽和區(qū)。3.2.3 結(jié)型場效應管JFET1、 結(jié)構(gòu) 與符號 2、 DNJFET的工作原理在預夾斷處：vGD=vGS-vDS =VP在預夾斷處：vDS=vGS- VP 2、 DNJFET的工作原理在預夾斷處：vGD=vGS-v3、 受控電流方程A.轉(zhuǎn)移特性 4、 V-I 特性曲線 是v

11、GS0時的iD Kn為電導常數(shù)，單位：mA/V23、 受控電流方程A.轉(zhuǎn)移特性 4、 V-I 特性曲線 是g-s電壓控制d-s的等效電阻B.輸出特性預夾斷軌跡，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 不同型號的管子UGS（off）、IDSS將不同。低頻跨導：g-s電壓控制d-s的等效電阻B.輸出特性預夾斷軌跡，uGD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，才能組成復合管。判斷下列各圖是否能組成復合管討論一 在合適的外加電壓下，每只管子的電流都有合適的通路3.2.4 FET的主要參數(shù)一、直流參數(shù)1、 開啟電壓VT

12、（增強型參數(shù)）2、 夾斷電壓VP （耗盡型參數(shù)）3、 飽和漏電流IDSS （耗盡型參數(shù)）4、 直流輸入電阻RGS （1091015 ）二、交流參數(shù) 1、 輸出電阻rds 3.2.4 FET的主要參數(shù)一、直流參數(shù)1、 開啟電壓VT三、極限參數(shù) 1、 最大漏極電流IDM 2、 最大耗散功率PDM 3、 最大漏源電壓V（BR）DS 4、 最大柵源電壓V（BR）GS 二、交流參數(shù) 2、 低頻互導gm 三、極限參數(shù) 1、 最大漏極電流IDM 2、 最大耗散功率P3.3 電流源電路 3.3.1 BJT電流源電路3.3.2 FET電流源1、 鏡像電流源2、 微電流源3、組合電流源1、 JFET電流源2、 MOSFET鏡像電流源3、 MOSFET多路電流源3.3 電流源電路 3.3.1 BJT電流源電路3.33.3.1 BJT電流源電路1、鏡象電流源T0 和 T1 特性完全