晶體三極管與場效應(yīng)管

1、晶體管與場效應(yīng)管晶體管與場效應(yīng)管模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)晶體三極管晶體三極管晶體三極管也稱晶體三極管也稱為為半導(dǎo)體三極管，簡稱三極管，半導(dǎo)體三極管，簡稱三極管，由于工作時(shí)，多數(shù)載流子和少數(shù)載流子都參與由于工作時(shí)，多數(shù)載流子和少數(shù)載流子都參與運(yùn)行，因此，還被稱為運(yùn)行，因此，還被稱為雙極雙極型晶體管型晶體管簡稱簡稱BJT（Bipolar Junction Transistor）。）。BJT是一種是一種電電流流控制控制電流電流的半導(dǎo)體器件。的半導(dǎo)體器件。作用作用: :把微弱信號把微弱信號放大放大成輻值較大的電信號，成輻值較大的電信號，也用作無觸點(diǎn)也用作無觸點(diǎn)開關(guān)開關(guān). .晶體管促進(jìn)并帶來了晶體管促進(jìn)并帶來了

2、“固態(tài)革命固態(tài)革命”，進(jìn)而推動，進(jìn)而推動了全球范圍內(nèi)的半導(dǎo)體電子工業(yè)。了全球范圍內(nèi)的半導(dǎo)體電子工業(yè)。 三極管的常見外形三極管的常見外形2N2202三極管的結(jié)構(gòu)三極管的結(jié)構(gòu)-NNP發(fā)射區(qū)發(fā)射區(qū)集電區(qū)集電區(qū)基區(qū)基區(qū)發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié) 集電結(jié)集電結(jié)ECB發(fā)射極發(fā)射極集電極集電極基極基極NPN型型PNP型型-PPN發(fā)射區(qū)發(fā)射區(qū)集電區(qū)集電區(qū)基區(qū)基區(qū)發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié) 集電結(jié)集電結(jié)ECB發(fā)射極發(fā)射極集電極集電極基極基極三極管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)三極管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn): :（1 1）發(fā)射區(qū)的摻雜濃度集電區(qū)摻雜濃度。）發(fā)射區(qū)的摻雜濃度集電區(qū)摻雜濃度。（2 2）基區(qū)要制造得很薄且濃度很低。）基區(qū)要制造得很薄且濃度很低。ECB符號符號ECB

3、符號符號BJT的構(gòu)造的構(gòu)造 以以NPN為例為例 )N+PN-Si集電極集電極CCollector基極基極BBase發(fā)射極發(fā)射極EEmitter金屬層金屬層N型硅片型硅片（襯底襯底）對于對于NPN管，它是由管，它是由2 2塊塊N型半導(dǎo)體中間夾著一塊型半導(dǎo)體中間夾著一塊P型型半導(dǎo)體所組成，發(fā)射區(qū)與基區(qū)之間形成的半導(dǎo)體所組成，發(fā)射區(qū)與基區(qū)之間形成的PN結(jié)稱為結(jié)稱為發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié), ,而集電區(qū)與基區(qū)形成的而集電區(qū)與基區(qū)形成的PN結(jié)稱為結(jié)稱為集電結(jié)集電結(jié), ,三三條引線分別稱為發(fā)射極條引線分別稱為發(fā)射極E、基極、基極B和集電極和集電極C。發(fā)射區(qū)發(fā)射區(qū)：發(fā)射載流子：發(fā)射載流子集電區(qū)集電區(qū)：收集載流子：收集載

4、流子基區(qū)基區(qū)：傳送和控制載流子：傳送和控制載流子強(qiáng)化練習(xí)強(qiáng)化練習(xí)1NPN型三極管型三極管ECB符號符號電路符號電路符號集電區(qū)集電區(qū)集電結(jié)集電結(jié)基區(qū)基區(qū)發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)發(fā)射區(qū)發(fā)射區(qū)NN集電極集電極 C基極基極 B發(fā)射極發(fā)射極 EP集電區(qū)的作用：集電區(qū)的作用：收集載流子收集載流子基區(qū)的作用：基區(qū)的作用：傳送、控制載流子傳送、控制載流子發(fā)射區(qū)的作用：發(fā)射區(qū)的作用：發(fā)射載流子發(fā)射載流子強(qiáng)化練習(xí)強(qiáng)化練習(xí)2PNP型三極管型三極管ECB符號符號電路符號電路符號集電區(qū)集電區(qū)集電結(jié)集電結(jié)基區(qū)基區(qū)發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)發(fā)射區(qū)發(fā)射區(qū)PP集電極集電極 C基極基極 B發(fā)射極發(fā)射極 EN集電區(qū)的雜質(zhì)濃度：集電區(qū)的雜質(zhì)濃度：較低較低基區(qū)

5、的厚度：基區(qū)的厚度：非常薄非常薄發(fā)射區(qū)的雜質(zhì)濃度：發(fā)射區(qū)的雜質(zhì)濃度：很高很高icie輸入輸入輸出輸出BJT的組態(tài)的組態(tài)三極管在使用時(shí)，三極管在使用時(shí)，根據(jù)實(shí)際需要，可接成根據(jù)實(shí)際需要，可接成三種不同的三種不同的組組態(tài)。不管接成哪種組態(tài)，都有一對輸入端和一對輸出端；態(tài)。不管接成哪種組態(tài)，都有一對輸入端和一對輸出端；icib輸入輸入輸出輸出共發(fā)射極共發(fā)射極接法，接法，發(fā)射極發(fā)射極作為作為公共公共電極，用電極，用CE表示表示 ；共基極共基極接法，接法，基極基極作為公共電極，用作為公共電極，用CB表示表示 ; ;ieib輸入輸入輸出輸出共集電極共集電極接法，接法，集電極集電極作為公共電極，用作為公共電

6、極，用CC表示。表示。CECBCC三極管的放大作用是滿足自身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的前提三極管的放大作用是滿足自身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的前提下，在一定的外部條件控制下，通過載流子傳輸體現(xiàn)下，在一定的外部條件控制下，通過載流子傳輸體現(xiàn)出來的。出來的。v內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu) BJT的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) v外部條件外部條件 發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射結(jié)正偏， 集電結(jié)反偏。集電結(jié)反偏。BJT的電流放大條件的電流放大條件 UCEVCCRCICCEBUBEVBBRBIB輸入輸入回路回路輸入輸入回路回路公共端公共端共發(fā)射極放大電路共發(fā)射極放大電路 發(fā)射區(qū)的摻雜濃度最高發(fā)射區(qū)的摻雜濃度最高 ( N+ )； 集電區(qū)摻雜濃度低于發(fā)射區(qū)，且面

7、積大；集電區(qū)摻雜濃度低于發(fā)射區(qū)，且面積大； 基區(qū)很薄，一般在幾個(gè)微米至幾十個(gè)微米，基區(qū)很薄，一般在幾個(gè)微米至幾十個(gè)微米，且摻雜濃度最低。且摻雜濃度最低。共射極共射極NPN放大電路放大電路CEBNNPRB VBBIBICVCCJCJE三極管在工作時(shí)三極管在工作時(shí)必須必須加上適當(dāng)?shù)募由线m當(dāng)?shù)闹绷髌弥绷髌秒妷?。電壓。若在若在放大放大工作狀態(tài)：工作狀態(tài)：發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)正正偏：偏：由由VBB保證；必須使：保證；必須使：UBE0硅管：硅管：UBE= =UB- -UE=0.7=0.7（V）鍺管：鍺管：UBE= =UB- -UE=0.3=0.3（V）集電結(jié)集電結(jié)反反偏：偏：由由VBB、VCC保證；保證；UC

8、B=VCC UBE 0，反偏；，反偏；集電結(jié)電場很強(qiáng)集電結(jié)電場很強(qiáng)。結(jié)論：結(jié)論：對于對于正常工作的正常工作的NPN管管，必然，必然有有UC UB UE共射極共射極PNP放大電路放大電路CEBPPNRB VBBIBICVCCJCJE三極管在工作時(shí)三極管在工作時(shí)必須必須加上適當(dāng)?shù)募由线m當(dāng)?shù)闹绷髌弥绷髌秒妷?。電壓。若在若在放大放大工作狀態(tài)：工作狀態(tài)：發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)正正偏：偏：由由VBB保證；必須使：保證；必須使：UBE 0硅管：硅管：UBE= =UB- -UE= =- -0.70.7（V）鍺管：鍺管：UBE= =UB- -UE= =- -0.30.3（V）集電結(jié)集電結(jié)反反偏：偏：由由VBB、VCC

9、保證；保證；UCB=VCC UBE 0，反偏；，反偏；集電結(jié)電場很強(qiáng)集電結(jié)電場很強(qiáng)。VCC結(jié)論：結(jié)論：對于對于正常工作的正常工作的PNP管管，必然，必然有有UC UB U3U2，所以為所以為B極；極；又因?yàn)橛忠驗(yàn)閁3-U2=0.7V，所以該三極管為所以該三極管為NPN硅管；硅管；且為且為E極；為極；為C極。極。U1=4.3=4.3V，U2=2=2V，U3=5=5V因?yàn)橐驗(yàn)閁3U1U2，所以所以為為B極；極；又因?yàn)橛忠驗(yàn)閁1-U3=-0.7V，所以該三極管為所以該三極管為PNP硅管；硅管；且為且為C極；極；為為E極。極。U1=-5=-5V，U2=-1.8=-1.8V，U3=-1.5=-1.5V因

10、為因?yàn)閁3U2U1，所以所以為為B極；極；又因?yàn)橛忠驗(yàn)閁1-U3=-0.3V，所以該三極管為所以該三極管為PNP鍺管；鍺管；且為且為C極；極；為為E極。極。共射極共射極NPN放大電路放大電路 CE BRBVBB IB ICVCC JC JEIEN發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射區(qū)發(fā)射區(qū)多數(shù)多數(shù)載流子載流子電子電子不斷向基區(qū)不斷向基區(qū)擴(kuò)散，形成擴(kuò)散，形成擴(kuò)散擴(kuò)散電流電流IEN?；鶇^(qū)區(qū)多數(shù)載多數(shù)載流子空穴流子空穴不不斷向基區(qū)擴(kuò)斷向基區(qū)擴(kuò)散，形成散，形成擴(kuò)擴(kuò)散散電流電流IEP。IEPIE=IEN+IEP進(jìn)入基區(qū)少數(shù)電子和空穴進(jìn)入基區(qū)少數(shù)電子和空穴復(fù)合，復(fù)合，以及進(jìn)入發(fā)射區(qū)的以及進(jìn)入發(fā)射區(qū)的空穴與電子復(fù)

11、合而空穴與電子復(fù)合而形成電形成電流流IBN和和IBP，那么，那么其它其它多數(shù)多數(shù)電子電子去去哪里哪里了？了？集電結(jié)反偏集電結(jié)反偏從發(fā)射區(qū)擴(kuò)散來的從發(fā)射區(qū)擴(kuò)散來的電子作為基區(qū)的少電子作為基區(qū)的少子，在外電場的作子，在外電場的作用下，漂移進(jìn)入集用下，漂移進(jìn)入集電區(qū)而被收集，形電區(qū)而被收集，形成電流成電流ICN。ICN集電區(qū)少數(shù)載流集電區(qū)少數(shù)載流子空穴子空穴形成漂移形成漂移電流電流ICBO。ICBO=ICN+ICBO結(jié)論：結(jié)論：IE=IB+ICIE擴(kuò)散運(yùn)動形成的電流擴(kuò)散運(yùn)動形成的電流IB復(fù)合運(yùn)動形成的電流復(fù)合運(yùn)動形成的電流IC漂移運(yùn)動形成的電流漂移運(yùn)動形成的電流IBP共射極電路共射極電路電流的放大電

12、流的放大 UCEVCCRCICCEBUBEVBBRBIB共發(fā)射極放大電路共發(fā)射極放大電路對于一個(gè)特定的對于一個(gè)特定的BJT，擴(kuò)散到集電區(qū)的電流，擴(kuò)散到集電區(qū)的電流ICN和和基區(qū)和和基區(qū)復(fù)合電流復(fù)合電流IBP的比例關(guān)系是確定的，通常把這個(gè)比值稱的比例關(guān)系是確定的，通常把這個(gè)比值稱為為BJT共射極電路的電流放大系數(shù)共射極電路的電流放大系數(shù)。C NB PIICBII通常在通常在2020100100之間，它反之間，它反映了基極與集電極電流之間映了基極與集電極電流之間的分配關(guān)系，或者說的分配關(guān)系，或者說IB對對IC的控制能力。的控制能力。B微小的變化微小的變化會引起會引起IC較大的變化，故較大的變化，故

13、BJT稱為電流控制器件稱為電流控制器件。三極管的特性曲線三極管的特性曲線三極管的三極管的特性曲線特性曲線是指三極管各極上的電壓、電流之間是指三極管各極上的電壓、電流之間的的關(guān)系曲線關(guān)系曲線。它是三極管內(nèi)部載流子運(yùn)動的外部表現(xiàn)，。它是三極管內(nèi)部載流子運(yùn)動的外部表現(xiàn)，所以也稱為所以也稱為外部外部特性。根據(jù)實(shí)際需要，三極管可接成特性。根據(jù)實(shí)際需要，三極管可接成共共基基組態(tài)、組態(tài)、共射共射組態(tài)或組態(tài)或共集共集組態(tài)。不管接成哪種組態(tài)，都組態(tài)。不管接成哪種組態(tài)，都有一對輸入端和一對輸出端；因此，要完整地描述三極有一對輸入端和一對輸出端；因此，要完整地描述三極管的伏安特性，就必須選用兩組表示不同端變量之間關(guān)

14、管的伏安特性，就必須選用兩組表示不同端變量之間關(guān)系的特性曲線。系的特性曲線。其中一組表示以輸出端其中一組表示以輸出端電壓電壓為為參變量參變量時(shí)輸入端電壓和電時(shí)輸入端電壓和電流之間關(guān)系的曲線，稱為流之間關(guān)系的曲線，稱為輸入特性曲線輸入特性曲線；另一組表示以輸入端另一組表示以輸入端電流電流為為參變量參變量時(shí)輸出端電壓電流之時(shí)輸出端電壓電流之間關(guān)系的曲線，稱為間關(guān)系的曲線，稱為輸出特性曲線輸出特性曲線。輸入特性曲線輸入特性曲線實(shí)驗(yàn)電路實(shí)驗(yàn)電路RCVCCRBVBBIBICIEUCEUBE+- - -以共發(fā)射極放大電路為例以共發(fā)射極放大電路為例IB = f (UBE )UC E = 常數(shù)常數(shù)0.60.4

15、0.7 0.8VUBE/50300250200150100AIB/0CEUUBE=1V輸入回路輸入回路輸入回路輸入回路UBE=10V共發(fā)射極輸入特性曲線簇共發(fā)射極輸入特性曲線簇當(dāng)當(dāng)UCE1 1V時(shí)，特性曲線右移時(shí)，特性曲線右移的距離很小的距離很小。通常將通常將UCE=1=1V的特性曲線作為晶體管的輸入的特性曲線作為晶體管的輸入特性曲線。特性曲線。0.5輸入特性曲線的三個(gè)部分輸入特性曲線的三個(gè)部分 死區(qū)死區(qū) 0UBEUon= 0.4V 非線性區(qū)非線性區(qū) UonUBE 0.6V輸輸出出特性曲線特性曲線實(shí)驗(yàn)電路實(shí)驗(yàn)電路RCVCCRBVBBIBICIEUCEUBE+- - -IC = f (UCE )

16、IB = 常數(shù)常數(shù)放放105542312015mAIC/0VUCE/IB=0IB=10AIB=30AIB=40AIB=20A區(qū)區(qū)大大截止區(qū)截止區(qū)可將三極管輸出特性分為可將三極管輸出特性分為四個(gè)區(qū)間，其中四個(gè)區(qū)間，其中三個(gè)三個(gè)為為工作區(qū)工作區(qū)：飽飽 和和 區(qū)區(qū)擊擊穿穿區(qū)區(qū)截止區(qū)截止區(qū)(Cut off region)RCVCCRBVBBICIEUCEUBE+- - -IB=0UCE(V)IC(mA)43210 2 4 6 8IB5IB4IB3IB2iB = IB1iB=0IB=0=0曲線以下的區(qū)域。曲線以下的區(qū)域。條件條件：發(fā)射結(jié)：發(fā)射結(jié)反偏反偏UBE Uon集電結(jié)集電結(jié)反偏反偏因?yàn)橐驗(yàn)镮B=0=

17、0所以所以IE= =IC= =ICEO（穿透電流穿透電流）由于由于ICEO很小，此時(shí)很小，此時(shí)UCE近近似等于似等于VCC，C與與E之間相當(dāng)之間相當(dāng)于開關(guān)于開關(guān)斷開斷開。飽和區(qū)飽和區(qū)(Saturation region)UCE(V)IC(mA)43210 2 4 6 8IB5IB4IB3IB2iB = IB1iB=0輸出特性曲線靠近縱軸邊輸出特性曲線靠近縱軸邊UCE很小的區(qū)域。很小的區(qū)域。條件：發(fā)射結(jié)條件：發(fā)射結(jié)正正偏，偏， 集電結(jié)集電結(jié)正正偏；偏；即：即：UBE 0，UBE UCE , UCUB。此時(shí)此時(shí)IB對對IC失去了控制作用，失去了控制作用，IC IB ，管子處于飽和導(dǎo)管子處于飽和導(dǎo)通

18、狀態(tài)。飽和時(shí)的通狀態(tài)。飽和時(shí)的UCE記為記為UCES 。相對于電源電壓飽和。相對于電源電壓飽和時(shí)時(shí)UCES 很小，可以忽略。很小，可以忽略。C與與E之間相當(dāng)于開關(guān)之間相當(dāng)于開關(guān)閉合閉合。小功率小功率硅硅管的管的 UCES = 0.3V小功率小功率鍺鍺管的管的 UCES = 0.1V條件：發(fā)射結(jié)條件：發(fā)射結(jié)正正偏，偏， 集電結(jié)集電結(jié)反反偏；偏；即：即：UBE UON， UCES UCE 0.6V，發(fā)射結(jié)正偏，且，發(fā)射結(jié)正偏，且UC UB，集電結(jié)反偏；所以該三極管工作在放大狀態(tài)。集電結(jié)反偏；所以該三極管工作在放大狀態(tài)。（b）（c）解答解答：（b）因?yàn)樵摴艿墓苄蜑橐驗(yàn)樵摴艿墓苄蜑镹PN硅管，硅管，U

19、BE=UB-BE=0.2V UB，集電結(jié)反偏；所以該三極管工作在截止?fàn)顟B(tài)。集電結(jié)反偏；所以該三極管工作在截止?fàn)顟B(tài)。解答解答：（c）因?yàn)樵摴艿墓苄蜑橐驗(yàn)樵摴艿墓苄蜑镹PN硅管，硅管，UBE=UB-BE=0.7V 0.6V，發(fā)射結(jié)正偏，且，發(fā)射結(jié)正偏，且UBUC，集電結(jié)正偏；所以該三極管工作在飽和狀態(tài)。集電結(jié)正偏；所以該三極管工作在飽和狀態(tài)。1V練習(xí)練習(xí)測量到硅測量到硅BJT管的三個(gè)電極對地電位如圖管的三個(gè)電極對地電位如圖所示，所示，試判斷試判斷三極管的工作狀態(tài)三極管的工作狀態(tài), ,并說明理由并說明理由。8V3.7V3V3V2.3V8V3.7V3V8V3.7V3V12V5V12V0V-1.5V-2

20、.2V（a）（b）（c）11.3V例題例題3RCVCCRBVBBICIEUCEUBE+- - -在在下圖所示下圖所示電路中電路中, ,如果如果VCC=15=15V; ;RC=5=5k, ,在在下列幾種下列幾種條件下條件下, ,分別分別求求UCE并分別說明晶體管工作在何種狀態(tài)。并分別說明晶體管工作在何種狀態(tài)。如果如果VBB=15=15V; ;RB= =1010k, ,=50=50如果如果VBB=5=5V; ;RB= =300300k, ,=50=50如果如果VBB=5=5V; ;RB= =300300k, ,=300=300如果如果VBB= =-1-1V; ;RB= =1010k, ,=50=5

21、0例題例題3 3如果如果VBB=5=5V; ;RB= =1010k, ,=50=50解答解答：RCVCCRBVBBICIEUCEUBE+- - -50.70.43()10000BBBEBBVUImAR50 0.43 21.5()CBIImAmax15 0.32.94()5000CCCESCCVUImAR因?yàn)橐驗(yàn)镮C ICmax所以該三極管工作在飽和狀態(tài)，所以該三極管工作在飽和狀態(tài)，UCE= =UCES=0.3V如果如果VBB=5=5V; ;RB= =300300k, ,=50=50解答解答：50.70.0143()300000BBBEBBVUImAR50 0.0143 0.716()CBIIm

22、A例題例題3 3因?yàn)橐驗(yàn)镮C ICmax所以該三極管工作在飽和狀態(tài)，所以該三極管工作在飽和狀態(tài)，UCE= =UCES=0.3V例題例題3 3如果如果VBB= =-1-1V; ;RB= =1010k, ,=50=50解答解答：因?yàn)椋阂驗(yàn)閂BB= =-1-1V，VB ；發(fā)射結(jié)反偏；發(fā)射結(jié)反偏；所以該三極管工作在截止?fàn)顟B(tài)。所以該三極管工作在截止?fàn)顟B(tài)。RCVCCRBVBBICIEUCEUBE+- - -由于由于IB=0,那么那么IC=0所以所以UCE= =VCC- -IC RC=15V結(jié)論：要使三極管工作在放大狀態(tài)，就必須合理的選結(jié)論：要使三極管工作在放大狀態(tài)，就必須合理的選擇擇RB和和值。值。晶體管

23、的主要參數(shù)晶體管的主要參數(shù)v 電流放大系數(shù)電流放大系數(shù)v 極間反向電流極間反向電流v 極限參數(shù)極限參數(shù)v 反向擊穿特性反向擊穿特性v 頻率參數(shù)頻率參數(shù)三極管的檢測三極管的檢測測試的第一步是判斷哪個(gè)管腳是基極。測試的第一步是判斷哪個(gè)管腳是基極。我們?nèi)稳蓚€(gè)電極我們?nèi)稳蓚€(gè)電極( (如這兩個(gè)電極為如這兩個(gè)電極為1 1、2)2)，用萬用電，用萬用電表兩支表筆顛倒測量它的正、反向電阻，觀察表針的表兩支表筆顛倒測量它的正、反向電阻，觀察表針的偏轉(zhuǎn)角度；接著，再取偏轉(zhuǎn)角度；接著，再取1 1、3 3兩個(gè)電極和兩個(gè)電極和2 2、3 3兩個(gè)電極，兩個(gè)電極，分別顛倒測量它們的正、反向電阻，觀察表針的偏轉(zhuǎn)分別顛倒測

24、量它們的正、反向電阻，觀察表針的偏轉(zhuǎn)角度。在這三次顛倒測量中，必然有兩次測量結(jié)果相角度。在這三次顛倒測量中，必然有兩次測量結(jié)果相近：即顛倒測量中表針一次偏轉(zhuǎn)大，一次偏轉(zhuǎn)小；剩近：即顛倒測量中表針一次偏轉(zhuǎn)大，一次偏轉(zhuǎn)??；剩下一次必然是顛倒測量前后指針偏轉(zhuǎn)角度都很小，這下一次必然是顛倒測量前后指針偏轉(zhuǎn)角度都很小，這一次未測的那只管腳就是我們要尋找的基極。一次未測的那只管腳就是我們要尋找的基極。 三極管的檢測三極管的檢測PN結(jié)，定管型結(jié)，定管型 找出三極管的基極后，我們就可以根據(jù)基極與另外兩找出三極管的基極后，我們就可以根據(jù)基極與另外兩個(gè)個(gè)電極之間電極之間PN結(jié)的方向來確定管子的導(dǎo)電類型。將萬用結(jié)的

25、方向來確定管子的導(dǎo)電類型。將萬用表的黑表筆接觸基極，紅表筆接觸另外兩個(gè)電極中的表的黑表筆接觸基極，紅表筆接觸另外兩個(gè)電極中的任任一電極，若表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很大，則說明被測三極一電極，若表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很大，則說明被測三極管管為為NPN型管；若表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很小，則被測管即型管；若表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很小，則被測管即為為PNP型型 。三極管的檢測三極管的檢測穿透電流確定集電極穿透電流確定集電極C，發(fā)射極，發(fā)射極E找出了基極找出了基極B，另外兩個(gè)電極哪個(gè)是集電極，另外兩個(gè)電極哪個(gè)是集電極C，哪個(gè)是，哪個(gè)是發(fā)射極發(fā)射極E呢呢? ?這時(shí)我們可以用測穿透電流這時(shí)我們可以用測穿透電流ICEO的方法確定的方法

26、確定集電極集電極C和發(fā)射極和發(fā)射極E。 A 對于對于NPN型三極管，用萬用電表的黑、紅表筆顛倒測型三極管，用萬用電表的黑、紅表筆顛倒測量兩極間的正、反向電阻量兩極間的正、反向電阻RCE和和REC，雖然兩次測量中，雖然兩次測量中萬用表指針偏轉(zhuǎn)角度都很小，但仔細(xì)觀察，總會有一萬用表指針偏轉(zhuǎn)角度都很小，但仔細(xì)觀察，總會有一次次偏轉(zhuǎn)角度稍大，此時(shí)電流的流向一定是：黑表筆偏轉(zhuǎn)角度稍大，此時(shí)電流的流向一定是：黑表筆C極極B極極E極極紅表筆，電流流向正好與三極管符號中紅表筆，電流流向正好與三極管符號中的箭頭方向一致的箭頭方向一致(“(“順箭頭順箭頭”) )，所以此時(shí)黑表筆所接，所以此時(shí)黑表筆所接的的一定是集

27、電極一定是集電極C，紅表筆所接的一定是發(fā)射極，紅表筆所接的一定是發(fā)射極E。三極管的檢測三極管的檢測B 對于對于PNP型的三極管，道理也類似于型的三極管，道理也類似于NPN型，其電流型，其電流流向一定是：黑表筆流向一定是：黑表筆E極極B極極C極極紅表筆，其電紅表筆，其電流流向也與三極管符號中的箭頭方向一致，所以此時(shí)黑流流向也與三極管符號中的箭頭方向一致，所以此時(shí)黑表筆所接的一定是發(fā)射極表筆所接的一定是發(fā)射極E，紅表筆所接的一定是集電，紅表筆所接的一定是集電極極C。注注：若由于上述顛倒前后的兩次測量指針偏轉(zhuǎn)均太小難：若由于上述顛倒前后的兩次測量指針偏轉(zhuǎn)均太小難以區(qū)分時(shí)，就要以區(qū)分時(shí)，就要“動嘴巴動

28、嘴巴”了。具體方法是：在上述兩了。具體方法是：在上述兩次測量中，用兩只手分別捏住兩表筆與管腳的結(jié)合部，次測量中，用兩只手分別捏住兩表筆與管腳的結(jié)合部，用嘴巴含住用嘴巴含住( (或用舌頭抵住或用舌頭抵住) )基電極基電極B，仍用上面的判別，仍用上面的判別方法即可區(qū)分開集電極方法即可區(qū)分開集電極C與發(fā)射極與發(fā)射極E。其中人體起到直。其中人體起到直流流偏置電阻的作用，目的是使效果更加明顯。偏置電阻的作用，目的是使效果更加明顯。 場場效應(yīng)效應(yīng)晶體管晶體管場效晶體管場效晶體管（Field Effect TransistorFET）是利用是利用電場電場效應(yīng)來控制效應(yīng)來控制電流電流的一種半導(dǎo)體器件，即是的一

29、種半導(dǎo)體器件，即是電壓控電壓控制元件制元件。工作時(shí)，只有一種載流子參與導(dǎo)電，因此它工作時(shí)，只有一種載流子參與導(dǎo)電，因此它是是單極型單極型器件。器件。它的輸出電流決定于輸入電壓的大小，它的輸出電流決定于輸入電壓的大小，基本上不需要信號源提供電流，所以它的輸入電阻高，基本上不需要信號源提供電流，所以它的輸入電阻高，且溫度穩(wěn)定性好。且溫度穩(wěn)定性好。按結(jié)構(gòu)不同按結(jié)構(gòu)不同場效晶體管有兩種場效晶體管有兩種: :結(jié)型場效結(jié)型場效晶體晶體管管（JFET）絕緣柵型場效晶體管絕緣柵型場效晶體管（MOSFET）MOSFET管按工作狀態(tài)可分為：增強(qiáng)型和耗盡型兩類管按工作狀態(tài)可分為：增強(qiáng)型和耗盡型兩類每類又有每類又有N

30、溝道和溝道和P溝道之分溝道之分N溝道增強(qiáng)型絕緣柵場效應(yīng)管溝道增強(qiáng)型絕緣柵場效應(yīng)管結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖構(gòu)成：構(gòu)成：用一塊雜質(zhì)濃度較低的用一塊雜質(zhì)濃度較低的P型薄型薄硅片作為襯底，其上擴(kuò)散兩個(gè)相距硅片作為襯底，其上擴(kuò)散兩個(gè)相距很近的高摻雜很近的高摻雜N+型區(qū)。型區(qū)。并在表面生并在表面生 成一層薄薄的二氧化硅絕緣層。成一層薄薄的二氧化硅絕緣層。P 型硅襯底型硅襯底N+N+SiO2絕緣層絕緣層再在兩個(gè)再在兩個(gè)N+型區(qū)之間的二氧化硅型區(qū)之間的二氧化硅絕緣層的表面及兩個(gè)絕緣層的表面及兩個(gè)N+型區(qū)的表型區(qū)的表面和面和P P型硅襯底分別安置四個(gè)電極：型硅襯底分別安置四個(gè)電極：柵極柵極G、源極、源極S、漏極、漏

31、極D和襯底和襯底B。襯底襯底B通常與源極通常與源極S連在一起。連在一起。源極源極 S柵極柵極 G漏極漏極 D DSG符號符號BSourceGateDrainBase襯底襯底B由于由于柵柵極電流極電流幾乎幾乎為零，柵源電為零，柵源電阻阻RGS很高，最高可達(dá)很高，最高可達(dá)10101414 。由于金屬柵極和半導(dǎo)體之間的絕由于金屬柵極和半導(dǎo)體之間的絕緣層目前常用二氧化硅，故又稱緣層目前常用二氧化硅，故又稱金屬金屬( (Metal) )- -氧化物氧化物( (Oxide) )- -半半導(dǎo)體導(dǎo)體( (Semiconductor ) )場效晶體場效晶體管，簡稱管，簡稱MOS場效晶體管。場效晶體管。柵極和其它

32、電極及硅片之間是絕柵極和其它電極及硅片之間是絕緣的，稱緣的，稱絕緣柵型絕緣柵型場效晶體管場效晶體管N溝道增強(qiáng)型管的工作原理溝道增強(qiáng)型管的工作原理當(dāng)柵當(dāng)柵- -源電壓源電壓UGS=0時(shí)，時(shí)，D與與S之間是兩個(gè)之間是兩個(gè)PN結(jié)反結(jié)反向串聯(lián)，即：向串聯(lián)，即：無論無論D與與S之間加什么極之間加什么極性的電壓，總有一個(gè)性的電壓，總有一個(gè)PN結(jié)是反向偏置的，漏結(jié)是反向偏置的，漏極電流極電流ID均接近于零。均接近于零。SD0=0P型硅襯底型硅襯底N+BSGD。ID UGSN+N+UDSP型硅襯底型硅襯底N+BSGD。耗盡層耗盡層ID UGSN+N+UDSN溝道增強(qiáng)型管的工作原理溝道增強(qiáng)型管的工作原理當(dāng)在當(dāng)在

33、柵柵極和源極之間加極和源極之間加正向電壓但數(shù)值較小時(shí)正向電壓但數(shù)值較小時(shí)( (0 UGS UGS(th) 開啟電壓開啟電壓) )，被電場被電場吸引的吸引的少數(shù)載流子少數(shù)載流子電子電子在柵極附近的在柵極附近的P型硅表面型硅表面出出一層由自由電子構(gòu)成的導(dǎo)電一層由自由電子構(gòu)成的導(dǎo)電薄層，稱為薄層，稱為N型薄層型薄層，也，也稱稱為為反型層反型層。它是由它是由UGS感應(yīng)感應(yīng)產(chǎn)生的，產(chǎn)生的，又又稱為稱為感生溝道感生溝道。這就是溝通源區(qū)和漏區(qū)的這就是溝通源區(qū)和漏區(qū)的N型導(dǎo)電溝道型導(dǎo)電溝道( (與與P型襯底間被耗盡層絕緣型襯底間被耗盡層絕緣) )。UGS 正值越高，吸引到正值越高，吸引到P P型硅表面的電子就

34、越多，導(dǎo)電型硅表面的電子就越多，導(dǎo)電溝道越寬，溝道電阻越小。溝道越寬，溝道電阻越小。N溝道增強(qiáng)型管的工作原理溝道增強(qiáng)型管的工作原理P型硅襯底型硅襯底DSGB UGS +N+N+N型導(dǎo)電溝道型導(dǎo)電溝道通常通常增強(qiáng)型增強(qiáng)型MOS管的管的開啟電壓開啟電壓UGS(th) =110VN溝道增強(qiáng)型管的工作原理溝道增強(qiáng)型管的工作原理P型硅襯底型硅襯底N+BSGD。ID UGSN+N+UDSUGSUGS(th)的某一固定值時(shí)，的某一固定值時(shí)，UDS對溝道的控制作用對溝道的控制作用當(dāng)漏當(dāng)漏- -源電壓源電壓UDS=0時(shí)，溝道無自由電子時(shí)，溝道無自由電子的漂移，不形成漏極電流，即的漂移，不形成漏極電流，即ID=0

35、.=0.隨著隨著UDSID同時(shí)同時(shí)使靠使靠近漏極處的導(dǎo)電溝道變窄，近漏極處的導(dǎo)電溝道變窄，使使溝道溝道形狀形狀成楔形成楔形。當(dāng)當(dāng)UDS增加到使增加到使UGD=UGS(th)時(shí)，在緊靠漏極處出現(xiàn)時(shí)，在緊靠漏極處出現(xiàn)預(yù)預(yù)夾斷夾斷。此時(shí)。此時(shí)UDS 夾斷夾斷區(qū)延長區(qū)延長溝道電阻溝道電阻 ID基本基本不變不變，表現(xiàn)出，表現(xiàn)出恒流恒流特性。特性。0N溝道增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型MOS管的特性曲線管的特性曲線RDUDDRGUGGIG=0IDISUDSUGS+- -v輸出特性曲線輸出特性曲線設(shè)設(shè)UT =3=3V，UGS UT ，ID 0UDS(V)ID(mA)05101520UGS =8V7V6V5V4VUGS =

36、UGS(th)UDS = UGS -UGS(th)從輸出特性上從輸出特性上, 可將可將N溝道增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型FET分為三個(gè)工作區(qū)分為三個(gè)工作區(qū):可變電阻區(qū)可變電阻區(qū)。UGS越越大大，漏源間等效交流電阻越，漏源間等效交流電阻越小小。UDS UGS(th)）（預(yù)夾斷前）（預(yù)夾斷前）線性放大區(qū)線性放大區(qū)（預(yù)夾斷后）（預(yù)夾斷后） (恒流區(qū)恒流區(qū), 飽和區(qū)飽和區(qū))UDS UGS -UGS(th)iD受受uGS控制控制夾斷區(qū)夾斷區(qū)（截止區(qū)）（截止區(qū)）UGS UGS(th)N溝道增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型MOS管的特性曲線管的特性曲線v轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移特性曲線特性曲線可根據(jù)輸出特性曲線作出轉(zhuǎn)移特性曲線?？筛鶕?jù)輸出特性曲線作出

37、轉(zhuǎn)移特性曲線。例：作例：作uDS=10=10V的一條轉(zhuǎn)移特性曲線：的一條轉(zhuǎn)移特性曲線：UDS(V)ID(mA)05101520UGS =8V7V6V5V4VUGS =UTUGS(V)ID(mA)05104321P溝道增強(qiáng)型絕緣柵場效晶體管溝道增強(qiáng)型絕緣柵場效晶體管SiO2 絕緣層絕緣層結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖N 型硅襯底型硅襯底源極源極 S柵極柵極 G漏極漏極 D P+P+其工作原理與其工作原理與N溝道溝道管相似，接線時(shí)應(yīng)調(diào)換電源的極管相似，接線時(shí)應(yīng)調(diào)換電源的極性，性，電流方向也相反。電流方向也相反。BDSG符號符號N溝道耗盡型溝道耗盡型MOS管管P 型硅襯底型硅襯底N+N+結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖如

38、果如果MOS管在管在制造制造時(shí)導(dǎo)電溝道時(shí)導(dǎo)電溝道就就已已形成，稱為形成，稱為耗盡型耗盡型場效晶場效晶體管。體管。柵極柵極 GBSourceGateDrainBase襯底襯底B源極源極 S漏極漏極 D SiO2絕緣層中摻絕緣層中摻 有大量有大量正正離子離子N型導(dǎo)電溝道型導(dǎo)電溝道GSD符號符號N溝道耗盡型絕緣柵場效晶溝道耗盡型絕緣柵場效晶體管與體管與N溝道增強(qiáng)型絕緣柵溝道增強(qiáng)型絕緣柵場效晶體管的符號有何不同？場效晶體管的符號有何不同？N溝道耗盡型溝道耗盡型MOS管管由于耗盡型場效應(yīng)管制造時(shí)導(dǎo)電溝道就已存在，所以由于耗盡型場效應(yīng)管制造時(shí)導(dǎo)電溝道就已存在，所以在在UGS= 0= 0時(shí)，若漏時(shí)，若漏源之

39、間加上一定的電壓源之間加上一定的電壓UDS，就會，就會有漏極電流有漏極電流 ID 產(chǎn)生。這時(shí)的漏極電流用產(chǎn)生。這時(shí)的漏極電流用I IDSS表示，稱表示，稱為為飽和漏極電流飽和漏極電流。當(dāng)當(dāng)UGS 0時(shí)，使導(dǎo)電溝道變寬，時(shí)，使導(dǎo)電溝道變寬，ID 增大；增大； 當(dāng)當(dāng)UGS 0時(shí)，使導(dǎo)電溝道變窄，時(shí)，使導(dǎo)電溝道變窄，ID 減?。粶p?。籙GS負(fù)值愈負(fù)值愈高，溝道愈窄，高，溝道愈窄，ID就愈小。就愈小。當(dāng)當(dāng)UGS達(dá)到一定負(fù)值時(shí)，達(dá)到一定負(fù)值時(shí)，N型導(dǎo)電溝道消失，型導(dǎo)電溝道消失，I ID= 0，稱為場效晶體管處于夾斷狀態(tài)（即截止）。這，稱為場效晶體管處于夾斷狀態(tài)（即截止）。這時(shí)的時(shí)的UGS稱為稱為夾斷電壓夾斷電壓，用，用UGS(off）表示。表示。N溝道耗盡型溝道耗盡型MOS管的特性曲線管的特性曲線RDUDDRGUGGIG=0IDISUDSUGS+- -耗盡型的耗盡型的MOS管管UGS= 0時(shí)就有導(dǎo)電溝道，加反向電壓時(shí)就有導(dǎo)電溝道，加反向電壓到一定值時(shí)才能夾斷。到一定值時(shí)才能夾斷。UDS(V)ID(mA)0