场效应管与双极性晶体管的比较
场效应管是电压控制器件，栅极基本不取电流，而晶体管是电流控制器件，基极必须取一定的电流。因此，丢信号源额定电流极小的情况，应选用场效应管。
场效应管是多子导电，而晶体管的两种载流子均参与导电。由于少子的浓度对温度、辐射等外界条件很敏感，因此，对于环境变化较大的场合，采用场效应管比较合适。
场效应管除了和晶体管一样可作为放大器件及可控开关外，还可作压控可变线性电阻使
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场效应管的源极和漏极在结构上是对称的，可以互换使用，耗尽型MOS管的栅--源电压可正可负。因此，使用场效应管比晶体管灵活。
场效应管（FET）是利用控制输入回路的电场效应来控制输出回路电流的一种半导体器件，并以此命名。由于它仅靠半导体中的多数载流子导电，又称单极型晶体管。 工作原理场效应管工作原理用一句话说，就是“漏极-源极间流经沟道的漏极电流，用以栅极与沟道间的pn结形成的反偏的栅极电压控制漏极电流ID”。更正确地说，漏极电流ID流经通路的宽度，即沟道截面积，它是由pn结反偏的变化，产生耗尽层扩展变化控制的缘故。在VGS=0的非饱和区域，表示的过渡层的扩展因为不很大，根据漏极-源极间所加VDS的电场，源极区域的某些电子被漏极拉去，即从漏极向源极有电流漏极电流ID流动。从门极向漏极扩展的过度层将沟道的一部分构成堵塞型，漏极电流ID饱和。将这种状态称为夹断。这意味着过渡层将沟道的一部分阻挡，并不是电流被切断。 在过渡层由于没有电子、空穴的自由移动，在理想状态下几乎具有绝缘特性，通常电流也难流动。但是此时漏极-源极间的电场，实际上是两个过渡层接触漏极与门极下部附近，由于漂移电场拉去的高速电子通过过渡层。因漂移电场的强度几乎不变产生ID的饱和现象。其次，VGS向负的方向变化，让VGS=VGS(off)，此时过渡层大致成为覆盖全区域的状态。而且VDS的电场大部分加到过渡层上，将电子拉向漂移方向的电场，只有靠近源极的很短部分，这更使电流不能流通。 分类场效应管分为结型场效应管（JFET）和绝缘栅场效应管（MOS管）两大类。 按沟道材料型和绝缘栅型各分N沟道和P沟道两种；按导电方式：耗尽型与增强型，结型场效应管均为耗尽型，绝缘栅型场效应管既有耗尽型的，也有增强型的。 场效应晶体管可分为结场效应晶体管和MOS场效应晶体管，而MOS场效应晶体管又分为N沟耗尽型和增强型；P沟耗尽型和增强型四大类。 场效应管与双极性晶体管的比较，场效应管具有如下特点。 1. 场效应管是电压控制器件，栅极基本不取电流，它通过VGS(栅源电压)来控制ID（漏 极电流）；而晶体管是电流控制器件，基极必须取一定的电流。因此，在信号源额定电流极小的情况，应选用场效应管。 2. 场效应管是多子导电，而晶体管的两种载流子均参与导电。由于少子的浓度对温度、 辐射等外界条件很敏感，因此，它的温度稳定性较好；对于环境变化较大的场合，采用场效应管比较合适。 3. 场效应管的源极和漏极在结构上是对称的，可以互换使用，耗尽型MOS 管的栅——源电压可正可负。因此，使用场效应管比晶体管灵活。 4 . 场效应管除了和晶体管一样可作为放大器件及可控开关外，还可作压控可变线性电阻使用 特点与双极型晶体管相比，（1）场效应管的控制输入端电流极小，因此它的输入电阻很大。 （2）场效应管的抗辐射能力强； （3）由于不存在杂乱运动的电子扩散引起的散粒噪声，所以噪声低。
场效应管的选型及应用概览 场效应管广泛使用在模拟电路与数字电路中，和我们的生活密不可分。场效应管的优势在于：首先驱动电路比较简单。场效应管需要的驱动电流比BJT则小得多，而且通常可以直接由CMOS或者集电极开路TTL驱动电路驱动；其次场效应管的开关速度比较迅速，能够以较高的速度工作，因为没有电荷存储效应；另外场效应管没有二次击穿失效机理，它在温度越高时往往耐力越强，而且发生热击穿的可能性越低，还可以在较宽的温度范围内提供较好的性能。场效应管已经得到了大量应用，在消费电子、工业产品、机电设备、智能手机以及其他便携式数码电子产品中随处可见。 近年来，随着汽车、通信、能源、消费、绿色工业等大量应用场效应管产品的行业在近几年来得到了快速的发展，功率场效应管更是备受关注。据预测，2010-2015年中国功率MOSFET市场的总体复合年度增长率将达到13.7%。虽然市场研究公司 iSuppli 表示由于宏观的投资和经济政策和日本地震带来的晶圆与原材料供应问题，今年的功率场效应管市场会放缓，但消费电子和数据处理的需求依然旺盛，因此长期来看，功率场效应管的增长还是会持续一段相当长的时间。 技术一直在进步，功率场效应管市场逐渐受到了新技术的挑战。例如，业内有不少公司已经开始研发GaN功率器件，并且断言硅功率场效应管的性能可提升的空间已经非常有限。不过，GaN 对功率场效应管市场的挑战还处于非常初期的阶段，场效应管在技术成熟度、供应量等方面仍然占据明显的优势，经过三十多年的发展，场效应管市场也不会轻易被新技术迅速替代。 五年甚至更长的时间内，场效应管仍会占据主导的位置。场效应管也仍将是众多刚入行的工程师都会接触到的器件，本期内容将会从基础开始，探讨场效应管的一些基础知识，包括选型、关键参数的介绍、系统和散热的考虑等为大家做一些介绍。 一.场效应管的基础选型 场效应管有两大类型：N沟道和P沟道。在功率系统中，场效应管可被看成电气开关。当在N沟道场效应管的栅极和源极间加上正电压时，其开关导通。导通时，电流可经开关从漏极流向源极。漏极和源极之间存在一个内阻，称为导通电阻RDS(ON)。必须清楚场效应管的栅极是个高阻抗端，因此，总是要在栅极加上一个电压。如果栅极为悬空，器件将不能按设计意图工作，并可能在不恰当的时刻导通或关闭，导致系统产生潜在的功率损耗。当源极和栅极间的电压为零时，开关关闭，而电流停止通过器件。虽然这时器件已经关闭，但仍然有微小电流存在，这称之为漏电流，即IDSS。 作为电气系统中的基本部件，工程师如何根据参数做出正确选择呢？本文将讨论如何通过四步来选择正确的场效应管。 1）沟道的选择。为设计选择正确器件的第一步是决定采用N沟道还是P沟道场效应管。在典型的功率应用中，当一个场效应管接地，而负载连接到干线电压上时，该场效应管就构成了低压侧开关。在低压侧开关中，应采用N沟道场效应管，这是出于对关闭或导通器件所需电压的考虑。当场效应管连接到总线及负载接地时，就要用高压侧开关。通常会在这个拓扑中采用P沟道场效应管，这也是出于对电压驱动的考虑。
第2章晶体三极管和场效应管 教学重点 1 ?掌握晶体三极管的结构、工作电压、基本连接方式和电流分配关系。 2 ?熟练掌握晶体三极管的放大作用；共发射极电路的输入、输出特性曲线；主要参 数及温度对参数的影 响。 3?了解MOS 管的工作原理、特性曲线和主要参数。 教学难点 1 ?晶体三极管的放大作用 2 ?输入、输出特性曲线及主要参数 学时分配 序号 内 容 学时 1 2.1晶体三极管 4 2 2.2场效应管 4 3 本章小结与习题 4 本章总课时 8 2.1晶体三极管 晶体三极管：是一种利用输入电流控制输出电流的电流控制型器件。 特点：管内有两种载流子参与导电。 2.1.1三极管的结构、分类和符号 一、晶体三极管的基本结构 1 ?三极管的外形：如图 2.1.1所示。 2 ?特点：有三个电极，故称三极管。 3?三极管的结构：如图 2.1.2所示。 晶体三极管有三个区一一发射区、 基区、集电区； 两个PN 结一一发射结（BE 结）、集 电结（BC 结）； 三个电极一一发射极 e （ E ）、基极 图2.1.2 三极管的结构图 图2.1.1三极管外形 雄対箱革极集电姑 坯射纬UK 堆电紬
b(B)和集电极c(C)； 两种类型一一PNP 型管和NPN 型管。 工艺要求： 发射区掺杂浓度较大；基区很薄且掺杂最少；集电区比发射区体积大且掺杂少。 二、 晶体三极管的符号 晶体三极管的符号如图 2.1.3所示。 箭头：表示发射结加正向电压时的电流方向。 文字符号：V 三、 晶体三极管的分类 1 .三极管有多种分类方法。 按内部结构分：有 NPN 型和PNP 型 管； 按工作频率分：有低频和高频管； 按功率分：有小功率和大 功率管； 按用途分：有普通管和开关管； 按半导体材料分：有锗管和硅管等等。 2 .国产三极管命名法：见《电子线路》 P 249附录二。 例如：3DG 表示高频小功率 NPN 型硅三极管；3CG 表示高频小功率 PNP 型硅三极 管；3AK 表示PNP 型开关锗三极管等。 2.1.2三极管的工作电压和基本连接方式 一、晶体三极管的工作电压 三极管的基本作用是放大电信号； 工作在放大状态的外部条件是发射结加正向电压, 集电结加反向电压。 如图2.1.4所示：V 为三极管，G C 为集电极电源，G B 为基极电源，又称偏置电源， R b 为基极电阻，R c 为集电极电阻。 二、晶体三极管在电路中的基本连接方式 如图2.1.5所示，晶体三极管有三种基本连接方式： 共发射极、共基极和共集电极接 法。最常用的是共发射极接法。 但八PIS 型 (b) 型 图2.1.3 三极管符号 图2.1.4 三极管电源的接法
幻灯片1 迄今为止我们一直在讨论双极性晶体管（BJT），此外，还有很多种晶体管。场效应管是另一种很重要的晶体管，其控制参数是结电场，这与 BJT 上的控制电流相当。由于电场与电压有关，因此场效应管的一个主要优点是不需要有电流流入控制端（栅极也叫门极）。这就是说它有很高的输入阻抗和很低的漏电流。 最容易理解的是结型场效应管（JFETs）,我们首先对它进行一下详细的讨论。而金属氧化半导体场效应管（MOSFETs）则对数字逻辑尤为重要。
幻灯片2 对BJT晶体管来说有两种类型，即NPN和PNP两类，它们的区别在于多数载流子不同（电子或空穴）。 由于FET（场效应管）是由结上电场的变化来控制的，因此在控制端上接入电容可以进一步降低漏电流。而MOSFET的金属氧化物会在控制端即输入端即栅极处形成电容。
幻灯片3 我们首先介绍结型场效应管（JFET）工作原理及控制能力。要理解结型场效应管首先要了解导电沟道。 n型硅材料如图，其两侧各有一个接线端子。这实际上是一个其阻值取决于掺杂量的电阻。 JFET的三个端子分别叫做源极，漏极和门极。源极相当于BJT的射极，。是多数载流子的源头。在N型材料中，载流子是电子，源极是电子的源头。 漏极相当于BJT的集电极，因此多数载流子从源极流向漏极。对于n型材料来说，载流子是电子，故电流方向与载流的运动方向相反。 相反。
幻灯片4 栅极由两块P型区域构成，它们形成了从源极到漏极的导电通道。通常两个栅极是连在一起的，因此在封装后的器件上只能看到一个电极，即栅极。 注意，上图所示器件中，因其源极、门极和漏极分别为N型、P型和N 型所以是NPN型结型场效应管（JFET），而并非按从上向下的门——通道——门的杂质类型称其为PNP型。
场效应管的分类和作用分别是什么? 根据三极管的原理开发出的新一代放大元件，有3个极性，栅极，漏极，源极，它的特点是栅极的内阻极高，采用二氧化硅材料的可以达到几百兆欧，属于电压控制型器件 概念: 场效应晶体管（Field Effect Transistor缩写(FET)）简称场效应管.由多数载流子参与导电,也称为单极型晶体管.它属于电压控制型半导体器件. 特点: 具有输入电阻高（108～109Ω）、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点,现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者. 场效应管的作用 1、场效应管可应用于放大。由于场效应管放大器的输入阻抗很高，因此耦合电容可以容量较小，不必使用电解电容器。 2、场效应管很高的输入阻抗非常适合作阻抗变换。常用于多级放大器的输入级作阻抗变换。 3、场效应管可以用作可变电阻。 4、场效应管可以方便地用作恒流源。 5、场效应管可以用作电子开关。 场效应管的测试 1、结型场效应管的管脚识别： 场效应管的栅极相当于晶体管的基极，源极和漏极分别对应于晶体管的发射极和集电极。将万用表置于R×1k档，用两表笔分别测量每两个管脚间的正、反向电阻。当某两个管脚间的正、反向电阻相等，均为数KΩ时，则这两个管脚为漏极D和源极S（可互换），余下的一个管脚即为栅极G。对于有4个管脚的结型场效应管，另外一极是屏蔽极（使用中接地）。 2、判定栅极
用万用表黑表笔碰触管子的一个电极，红表笔分别碰触另外两个电极。若两次测出的阻值都很小，说明均是正向电阻，该管属于N沟道场效应管，黑表笔接的也是栅极。 制造工艺决定了场效应管的源极和漏极是对称的，可以互换使用，并不影响电路的正常工作，所以不必加以区分。源极与漏极间的电阻约为几千欧。 注意不能用此法判定绝缘栅型场效应管的栅极。因为这种管子的输入电阻极高，栅源间的极间电容又很小，测量时只要有少量的电荷，就可在极间电容上形成很高的电压，容易将管子损坏。 3、估测场效应管的放大能力将万用表拨到R×100档，红表笔接源极S，黑表笔接漏极D，相当于给场效应管加上1.5V的电源电压。这时表针指示出的是D-S极间电阻值。然后用手指捏栅极G，将人体的感应电压作为输入信号加到栅极上。由于管子的放大作用，UDS和ID都将发生变化，也相当于D-S极间电阻发生变化，可观察到表针有较大幅度的摆动。如果手捏栅极时表针摆动很小，说明管子的放大能力较弱；若表针不动，说明管子已经损坏。 由于人体感应的50Hz交流电压较高，而不同的场效应管用电阻档测量时的工作点可能不同，因此用手捏栅极时表针可能向右摆动，也可能向左摆动。少数的管子RDS减小，使表针向右摆动，多数管子的RDS增大，表针向左摆动。无论表针的摆动方向如何，只要能有明显地摆动，就说明管子具有放大能力。本方法也适用于测MOS管。为了保护MOS 场效应管，必须用手握住螺钉旋具绝缘柄，用金属杆去碰栅极，以防止人体感应电荷直接加到栅极上，将管子损坏。 MOS管每次测量完毕，G-S结电容上会充有少量电荷，建立起电压UGS，再接着测时表针可能不动，此时将G-S极间短路一下即可。 2.场效应管的分类: 场效应管分结型、绝缘栅型(MOS)两大类 按沟道材料:结型和绝缘栅型各分N沟道和P沟道两种. 按导电方式:耗尽型与增强型,结型场效应管均为耗尽型,绝缘栅型场效应管既有耗尽型的,也有增强型的。 场效应晶体管可分为结场效应晶体管和MOS场效应晶体管,而MOS场效应晶体管又分为N沟耗尽型和增强型;P沟耗尽型和增强型四大类. 3.场效应管的主要参数:
目录 1.课程设计目的与任务 (2) 2.设计的内容 (2) 3.设计的要求与数据 (2) 4.物理参数设计 (3) 4.1 各区掺杂浓度及相关参数的计算 (3) 4.2 集电区厚度Wc的选择 (6) 4.3 基区宽度WB (6) 4.4 扩散结深 (10) 4.5 芯片厚度和质量 (10) 4.6 晶体管的横向设计、结构参数的选择 (10) 5.工艺参数设计 (11) 5.1 工艺部分杂质参数 (11) 5.2 基区相关参数的计算过程 (11) 5.3 发射区相关参数的计算过程 (13) 5.4 氧化时间的计算 (14) 6.设计参数总结 (16) 7.工艺流程图 (17) 8.生产工艺流程 (19) 9.版图 (28) 10.心得体会 (29) 11.参考文献 (30)
PNP 双极型晶体管的设计 1、课程设计目的与任务 《微电子器件与工艺课程设计》是继《微电子器件物理》、《微电子器件工艺》和《半导体物理》理论课之后开出的有关微电子器件和工艺知识的综合应用的课程，使我们系统的掌握半导体器件，集成电路，半导体材料及工艺的有关知识的必不可少的重要环节。 目的是使我们在熟悉晶体管基本理论和制造工艺的基础上，掌握晶体管的设计方法。要求我们根据给定的晶体管电学参数的设计指标，完成晶体管的纵向结构参数设计→晶体管的图形结构设计→材料参数的选取和设计→制定实施工艺方案→晶体管各参数的检测方法等设计过程的训练，为从事微电子器件设计、集成电路设计打下必要的基础。 2、设计的内容 设计一个均匀掺杂的pnp 型双极晶体管，使T=300K 时，β=120，V CEO =15V,V CBO =80V.晶体管工作于小注入条件下，最大集电极电流为I C =5mA 。设计时应尽量减小基区宽度调制效应的影响。 3、设计的要求与数据 （1）了解晶体管设计的一般步骤和设计原则。 （2）根据设计指标设计材料参数，包括发射区、基区和集电区掺杂浓度N E , N B , 和N C ,根据各区的掺杂浓度确定少子的扩散系数，迁移率，扩散长度和寿命 等。 （3）根据主要参数的设计指标确定器件的纵向结构参数，包括集电区厚度W c ， 基本宽度W b ，发射区宽度W e 和扩散结深X jc ,发射结结深X je 等。 （4）根据扩散结深X jc ,发射结结深X je 等确定基区和发射区预扩散和再扩散的扩 散温度和扩散时间；由扩散时间确定氧化层的氧化温度、氧化厚度和氧化 时间。 （5）根据设计指标确定器件的图形结构，设计器件的图形尺寸，绘制出基区、 发射区和金属接触孔的光刻版图。
常用场效应管和晶体管参数大全 常用场效应管和晶体管参数大全 IRFU020 50V 15A 42W * * NMOS场效应IRFPG42 1000V 4A 150W * * NMOS场效应IRFPF40 900V 4.7A 150W * * NMOS场效应IRFP9240 200V 12A 150W * * PMOS场效应IRFP9140 100V 19A 150W * * PMOS场效应IRFP460 500V 20A 250W * * NMOS场效应IRFP450 500V 14A 180W * * NMOS场效应IRFP440 500V 8A 150W * * NMOS场效应IRFP353 350V 14A 180W * * NMOS场效应IRFP350 400V 16A 180W * * NMOS场效应IRFP340 400V 10A 150W * * NMOS场效应IRFP250 200V 33A 180W * * NMOS场效应IRFP240 200V 19A 150W * * NMOS场效应IRFP150 100V 40A 180W * * NMOS场效应IRFP140 100V 30A 150W * * NMOS场效应IRFP054 60V 65A 180W * * NMOS场效应IRFI744 400V 4A 32W * * NMOS场效应IRFI730 400V 4A 32W * * NMOS场效应IRFD9120 100V 1A 1W * * NMOS场效应IRFD123 80V 1.1A 1W * * NMOS场效应IRFD120 100V 1.3A 1W * * NMOS场效应IRFD113 60V 0.8A 1W * * NMOS场效应IRFBE30 800V 2.8A 75W * * NMOS场效应IRFBC40 600V 6.2A 125W * * NMOS场效应IRFBC30 600V 3.6A 74W * * NMOS场效应IRFBC20 600V 2.5A 50W * * NMOS场效应IRFS9630 200V 6.5A 75W * * PMOS场效应IRF9630 200V 6.5A 75W * * PMOS场效应IRF9610 200V 1A 20W * * PMOS场效应IRF9541 60V 19A 125W * * PMOS场效应IRF9531 60V 12A 75W * * PMOS场效应IRF9530 100V 12A 75W * * PMOS场效应IRF840 500V 8A 125W * * NMOS场效应IRF830 500V 4.5A 75W * * NMOS场效应IRF740 400V 10A 125W * * NMOS场效应IRF730 400V 5.5A 75W * * NMOS场效应IRF720 400V 3.3A 50W * * NMOS场效应IRF640 200V 18A 125W * * NMOS场效应IRF630 200V 9A 75W * * NMOS场效应IRF610 200V 3.3A 43W * * NMOS场效应IRF541 80V 28A 150W * * NMOS场效应
场效应管是场效应晶体管（Field Effect Transistor,FET）的简称。它属于电压控制型半导体器件，具有输入电阻高、噪声小、功耗低、没有二次击穿现象、安全工作区域宽、受温度和辐射影响小等优点，特别适用于高灵敏度和低噪声的电路，现已成为普通晶体管的强大竞争者。 普通晶体管（三极管）是一种电流控制元件，工作时，多数载流子和少数载流子都参与运行，所以被称为双极型晶体管；而场效应管（FET）是一种电压控制器件（改变其栅源电压就可以改变其漏极电流），工作时，只有一种载流子参与导电，因此它是单极型晶体管。 场效应管和三极管一样都能实现信号的控制和放大，但由于他们构造和工作原理截然不同，所以二者的差异很大。在某些特殊应用方面，场效应管优于三极管，是三极管无法替代的，三极管与场效应管区别见下表。 场效应管是电压控制元件，而三极管是电流控制元件。在只允许从信号源取较少电流的情况下，应选用场效应管。而在信号源电压较低，又允许从信号源取较多电流的条件下，应用三极管。 场效应管靠多子导电，管中运动的只是一种极性的载流子；三极管既用多子，又利用少子。由于多子浓度不易受外因的影响，因此在环境变化较强烈的场合，采用场效应管比较合适。 场效应管的输入电阻高，适用于高输入电阻的场合。场效应管的噪声系
数小，适用于低噪声放大器的前置级。 1．场效应管的源极s、栅极g、漏极d分别对应于三极管的发射极e、基极b、集电极c，它们的作用相似。 2．场效应管是电压控制电流器件，由vGS控制iD，其放大系数gm一般较小，因此场效应管的放大能力较差；三极管是电流控制电流器件，由iB（或iE）控制iC。 3．场效应管栅极几乎不取电流（ig?0）；而三极管工作时基极总要吸取一定的电流。因此场效应管的输入电阻比三极管的输入电阻高。 4．场效应管只有多子参与导电；三极管有多子和少子两种载流子参与导电，而少子浓度受温度、辐射等因素影响较大，因而场效应管比晶体管的温度稳定性好、抗辐射能力强。在环境条件（温度等）变化很大的情况下应选用场效应管。 5．场效应管在源极水与衬底连在一起时，源极和漏极可以互换使用，且特性变化不大；而三极管的集电极与发射极互换使用时，其特性差异很大，b值将减小很多。 6．场效应管的噪声系数很小，在低噪声放大电路的输入级及要求信噪比较高的电路中要选用场效应管。 7．场效应管和三极管均可组成各种放大电路和开路电路，但由于前者制造工艺简单，且具有耗电少，热稳定性好，工作电源电压范围宽等优点，因而被广泛用于大规模和超大规模集成电路中。 8。三极管导通电阻大，场效应管导通电阻小，只有几百毫欧姆，在现在的用电器件上，一般都用场效应管做开关来用，他的效率是比较高的。 场效应管G极必须有一个对地的放电电阻，不然上电就烧，而三极管基极不需要 在只允许从信号源取较少电流的情况下,应选用场效应管; 而在信号电压较低,又允许从信号源取较多电流的条件下,应选用晶体管. 晶体三极管与场效应管工作原理完全不同，但是各极可以近似对应以便于理解和设计： 晶体管：基极发射极集电极 场效应管：栅极源极漏极 要注意的是，晶体管(NPN型)设计发射极电位比基极电位低(约0.6V)，场效应管源极电位比栅极电位高（约0.4V)。 场效应管是利用多数载流子导电,所以称之为单极型器件,而晶体管是即有多数载流子,也利用少数载流子导电,被称之为双极型器件.
§2.3 双极性晶体三极管综合习题1与答案 考核内容 1．掌握三极管的图形符号、文字符号、输入和输出特性。 2．掌握三极管的电流分配关系及放大原理。 双极性晶体三极管综合习题1 一、填空题 1、晶体三极管（Transistor）是晶体管电子电路的核心器件，具有电流放大和开关作用。在模拟电子电路中，它起放大作用；在脉冲和数字电路中，它起开关作用，逻辑门电路中的三极管则工作在截止状态和饱和状态。 2、晶体三极管是一个三端器件，根据其构造的不同，大体上可分双极型晶体管BJT（Bipolar Junction Transistor）和场效应管FET（Field Effect Transistor）。 3、双极晶体管（BJT）是一种电流控制器件，“双极”的含义是指其工作时电子和空穴这两种载流子都同时参与导电。双极结型晶体管（Bipolar Junction Transistor—BJT）又称为半导体三极管。 4、场效应管（FET）是电压控制型元件，利用场效应原理工作的晶体管，具有输入阻抗高，热稳定性好，抗辐射能力较强，集成度较高特点。 5、场效应晶体管又包含两种主要类型：结型场效应管（Junction FET，缩写为JFET)和金属-氧化物半导体场效应管（Metal-Oxide Semiconductor FET，缩写为MOS-FET）。其中，MOS管还分为增强型和耗尽型两种。与BJT不同的是，FET只由一种载流子（多数载流子）参与导电，因此场效应管也称为单极型晶体管。 *6、场效应晶体管的三个极，分别是源极（Source）、栅极（Gate）和漏极（Drain）。 7、双极晶体管（BJT）是由两个相距很近的PN结，通过一定的工艺制作成的一种半导体器件，即半导体三极管，又称为晶体三极管。 8、晶体三极管两个PN结两个PN结，一个PN结为发射结，另一个PN结为集电结。将发射极与基极之间的PN 结称为发射结；集电极与基极之间的PN结称为集电结。 9、晶体三极管两个PN结将整个半导体基片分成三个区域：发射区、基区和集电区，其中基区较薄。由这三个区各引出一个电极，分别称为发射极、（Emitter）、基极(Base) 和集电极（Collector），分别用字母E、B、C表示。 10、晶体三极管按导电类型的不同，三极管可分为PNP型和NPN型两大类。有箭头的电极是发射极，箭头方向表示发射结正向偏置时的电流方向，箭头方向向外是NPN型，箭头方向向内是PNP型，两种符号的区别在于发射极的箭头方向不同，实际上发射极箭头方向就是发射极正向电流的真实方向。 11、晶体三极管BJT种类很多，按照频率分，有高频管，低频晶体管，按照功率分，有小、中、大功率晶体管，按照半导体材料分，有硅管和锗晶体管等。 12、使三极管起放大作用的外部条件是：发射结加正向偏置电压，集电结加反向偏置电压。 13、三极管的电流分配规律公式I E I B +I C，即发射极电流等于基极电流和集电极电流之和。无论是NPN型管还是PNP型管，均符合这一规律。 14、三极管的电流放大作用实质：由于基极电流I B的变化，使集电极电流I C发生更大的变化。也就是说，基极电流I B的微小变化控制了集电极电流I C较大的变化，是“以小控大”的作用。 15、三极管I E电流与I B电流关系：I E = I B +I C= I B + B I? β=（1+ B I)β 16、基极电流和集电极电流之比基本为常量，该常量称为共发射极直流放大系数β，定义为： B C I I = β 17、基极电流有微小的变化量Δi B，集电极电流就会产生较大的变化量Δi C，且电流变化量之比也基本为常量，该 常量称为共发射交流放大系数β，定义为： B C Δi i? = β 18、已知工作在放大区的某三极管，如果当I B从12 uA 增大到22 uA 时，I C从l mA变为2mA，那么它的β约 100 1.0 1 12 .0 22 .0 1 2 B C= = - - = ? ? = I I β 19、NPN三极管中，电流I B、I C流入三极管，电流I E流出三极管； 20、PNP三极管中，电流I E流入三极管，电流I B、I C流出三极管。 21、共发射极电路基极为输入端，集电极为输出端。发射极作为公共端 22、共基极电路发射极为输入端，集电极为输出端，基极为公共端。 23、共集电极电路基极为输入端，发射极为输出端。集电极为公共端 24、根据三极管放大电路输入回路与输出回路公共端的不同，可将三极管放大电路分为共发射极，共基极，共集电 极三种电路。 25、在三极管放大电路中，应保证发射结正向偏置，而集电结反向偏置。 26、晶体三极管有三个区：发射区、基区、集电区；两个PN结：发射结(BE结)、集电结(BC结)；三个电极：发 射极e(E)、基极b(B)和集电极c(C)。 27、三极管的电流放大作用，指的是用较小的___I B____的变化，从而得到较大的集电极电流的变化。 28、三极管的特性曲线主要有输入特性曲线和输出特性曲线两种。 29、三极管输入特性曲线指三极管集电极与发射极间所加电压V CE一定时，I B与U BE之间的关系。 30、晶体管共发射极输出特性常用一族曲线表示，其中每一条曲线对应一个特定的I B。 31、三极管工作于饱和区时，其外部条件是发射结正偏，集电缜正偏。 32、三极管工作于放大区时，其外部条件是发射结正偏，集电结反偏。 33、三极管处于截止区时，其外部条件发射结反偏，集电结反偏。 34、特征频率fT是指β值下降到1的信号频率。 35、当I C过大时，电流放大系数β将下降。在技术上规定，使β下降到正常值的2/3时的集电极电流称集电极最大允许电流。
场效应管在开关电路中的应用 场效应管在mpn中，它的长相和我们前面讲的三极管极像，所以有不少修mpn的朋友好长时间还分不清楚，统一的把这些长相相同的三极管、场效应管、双二极管、还有各种稳压IC统统称作“三个脚的管管”，呵呵，如果这样麻木不分的话，你的维修技术恐怕很难快速提高的哦！ 好了，说到这里场效应管的长相恐怕我就不用贴图了，在电路图中它常用 表示，关于它的构造原理由于比较抽象，我们是通俗化讲它的使用，所以不去多讲，由于根据使用的场合要求不同做出来的种类繁多，特性也都不尽相同；我们在mpn 中常用的一般是作为电源供电的电控之开关使用，所以需要通过电流比较大，所以是使用的比较特殊的一种制造方法做出来了增强型的场效应管（MOS型），它的电路图符号： 仔细看看你会发现，这两个图似乎有差别，对了，这实际上是两种不同的增强型场效应管，第一个那个叫N沟道增强型场效应管，第二个那个叫P沟道增强型场效应管，它们的的作用是刚好相反的。前面说过，场效应管是用电控制的开关，那么我们就先讲一下怎么使用它来当开关的，从图中我们可以看到它也像三极管一样有三个脚，这三个脚分别叫做栅极（G）、源极（S）和漏极（D），mpn中的贴片元件示意图是这
个样子： 1脚就是栅极，这个栅极就是控制极，在栅极加上电压和不加上电压来控制2脚和3脚的相通与不相通，N沟道的，在栅极加上电压2脚和3脚就通电了，去掉电压就关断了，而P沟道的刚好相反，在栅极加上电压就关断（高电位），去掉电压（低电位）就相通了！ 我们常见的2606主控电路图中的电源开机电路中经常遇到的就是P沟道MOS管： 这个图中的SI2305就是P沟道MOS管，由于有很多朋友对于检查这一部分的故障很茫然，所以在这里很有必要讲一下它的工作原理，来加深一下你的印象！ 图中电池的正电通过开关S1接到场效应管Q1的2脚源极，由于Q1是一个P沟道管，它的1脚栅极通过R20电阻提供一个正电位电压，所以不能通电，电压不能继续通过，3v稳压IC输入脚得不到电压所以就不能工作不开机！这时，如果我们按下SW1开机按键时，正电通过按键、R11、R23、D4加到三极管Q2的基极，三极管Q2的基极得到一个正电位，三极管导通（前面讲到三极管的时候已经讲过），由于三极管的发射极直接接地，三极管Q2导通就相当于Q1的栅极直接接地，加在它上面的通过R20电阻的
BJT击穿电压 目录 1基本概念 2三个击穿电压的有关因素 3共发射极组态的击穿电压的说明 1基本概念 BJT（双极型晶体管）的击穿电压，就是晶体管在工作中，反向输出电流急剧增大时所对应的反向电压。 因为BJT有三个电极，所以存在相应的三个不同的击穿电压值：BVcbo，BVceo 和BVebo；这三个击穿电压实际上也就是对应于BJT的三个反向截止电流（Icbo，Iceo和Iebo）分别急剧增大时的电压。 2三个击穿电压的有关因素 ① BVebo 这是集电极开路时、发射极与基极之间所能承受的最高反向电压，实际上也就是发射结的击穿电压。 因为发射结两边的掺杂浓度都较高，一般都可以近似为单边突变结，则在雪崩击穿机理起决定作用的情况下，击穿电压主要由低掺杂一边——基区的掺杂浓度来决定。对于双扩散平面晶体管，因为基区的掺杂浓度不均匀（表面高、里面低），则应该选取基区扩散的表面杂质浓度来确定击穿电压。降低基区掺杂浓度，则有利于提高BVebo。 由于BJT的发射结通常都工作在正偏状态，故对BVebo的要求通常并不高，同时基区的掺杂浓度也不能太低，所以BVebo一般是小于20V。 ② BVcbo 这就是BJT共基极组态的击穿电压，即发射结开路时、基极与集电极之间所能承受的最高反向电压，实际上也就是集电结的击穿电压。这时反偏集电结的情况与单个p-n结的差不多，在雪崩击穿机理起决定作用的情况下，因此也可以采用单边突变结或者线性缓变结的关系来确定该击穿电压。
对于合金晶体管，集电结可很好的近似为单边突变结。但是，对于双扩散平面晶体管，因为基区的掺杂浓度高于集电区，则BVcbo主要决定于集电区的掺杂浓度。然而，由于集电结不一定是典型的单边突变结，则这时击穿电压的计算较为复杂。一般来说，当集电结较浅时，可近似为单边突变结，由集电区的掺杂浓度来确定；而当集电结较深时，可近似为线性缓变结，则这时的击穿电压将与掺杂浓度的梯度有关，于是BVcbo就需要根据线性缓变结的击穿电压关系来进行计算，或者通过查阅有关的关系曲线来确定出BVcbo，这时减小掺杂浓度梯度，即可提高BVcbo。由于BJT工作时，集电结常常处于反偏状态，故要求BVcbo较高；在大功率晶体管中，可高达数千伏。 ③ BVceo 这是共发射极组态的击穿电压，即基极开路时、集电极与发射极之间的击穿电压。由于在基极开路时，集电结是反偏、发射结是正偏的，即BJT处于放大状态。则当有集电结反向电流Icbo流过发射结时，即被放大为[βIcbo]，从而这时输出的集电极反向电流——穿透电流为[Icbo+βIcbo]，即比Icbo约大 β倍。于是相应的击穿电压BVceo也就比BVcbo低得多：BVceo=BVcbo/(1+β)1/n，其中常数n值，决定于高阻集电区的材料种类和型号：对Si/n-p-n管为4，对 Si/p-n-p管为2；对Ge/n-p-n管为3，对Ge/p-n-p管为6。 可见：a) 总有BVceo< 场效应晶体管中英文介绍（field-effect transistor，缩写：FET） 场效应晶体管是一种通过电场效应控制电流的电子元件。它依靠电场去控制导电沟道形状，因此能控制半导体材料中某种类型载流子的沟道的导电性。场效应晶体管有时被称为单极性晶体管，以它的单载流子型作用对比双极性晶体管（bipolar junction transistors，缩写：BJT）。尽管由于半导体材料的限制，以及曾经双极性晶体管比场效应晶体管容易制造，场效应晶体管比双极性晶体管要晚造出，但场效应晶体管的概念却比双极性晶体管早。 历史 场效应晶体管于1925年由Julius Edgar Lilienfeld和于1934年由Oskar Heil分别发明，但是实用的器件一直到1952年才被制造出来（结型场效应管，Junction-FET，JFET）。1960年Dawan Kahng发明了金属氧化物半导体场效应晶体管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-effect transistor, MOSFET），从而大部分代替了JFET，对电子行业的发展有着深远的意义。 基本信息 场效应管是多数电荷载体的设备。该装置由一个活跃的信道，通过该多数载流子，电子或空穴，从源到流向漏极。源极和漏极端子导体被连接到半导体通过欧姆接触。的通道的导电性的栅极和源极端子之间施加的电位是一个函数。 FET的三个端子是： 源极（S），通过其中的多数载流子输入通道。进入该通道，在S点的常规的电流被指定由IS。漏极（D），通过其中的多数载流子离开的通道。常规电流在D通道进入指定的ID。漏源电压VDS。 栅极（G），调制的通道的导电性的端子。通过施加电压至G，一个可以控制的ID。 场效应晶体管的类型 在耗尽模式的FET下，漏和源可能被掺杂成不同类型至沟道。或者在提高模式下的FET，它们可能被掺杂成相似类型。场效应晶体管根据绝缘沟道和栅的不同方法而区分。FET的类型有： DEPFET（Depleted FET）是一种在完全耗尽基底上制造，同时用为一个感应器、放大器和记忆极的FET。它可以用作图像（光子）感应器。 DGMOFET（Dual-gate MOSFET）是一种有两个栅极的MOSFET。 DNAFET是一种用作生物感应器的特殊FET，它通过用单链DNA分子制成的栅极去检测相配的DNA链。 FREDFET（Fast Recovery Epitaxial Diode FET）是一种用于提供非常快的重启（关闭）体二极管的特殊FET。 HEMT（高电子迁移率晶体管，High Electron Mobility Transistor），也被称为HFET（异质结场效应晶体管，heterostructure FET），是运用带隙工程在三重半导体例如AlGaAs中制造的。完全耗尽宽带隙造成了栅极和体之间的绝缘。 IGBT（Insulated-Gate Bipolar Transistor）是一种用于电力控制的器件。它和类双极主导电沟道的MOSFET的结构类似。它们一般用于漏源电压范围在200-3000伏的运行。功率MOSFET仍然被选择为漏源电压在1到200伏时的器件. 如何用万用表测量场效应管三极管的好坏 导读: 将万用表拨至R×100档，红表笔任意接一个脚管，黑表笔则接另一个脚管，使第三脚悬空。若发现表针有轻微摆动，就证明第三脚为栅极。欲获得更明显的观察效果，还可利用人体靠近或者用手指触摸悬空脚，只要看到表针作大幅度偏转，即说明悬空脚是栅极，其余二脚分别是源极和漏极。 一、定性判断MOS型场效应管的好坏 先用万用表R×10kΩ挡(内置有9V或15V电池)，把负表笔(黑)接栅极(G)，正表笔(红)接源极(S)。给栅、源极之间充电，此时万用表指针有轻微偏转。再改用万用表R×1Ω挡，将负表笔接漏极(D)，正笔接源极(S)，万用表指示值若为几欧姆，则说明场效应管是好的。 二、定性判断结型场效应管的电极 将万用表拨至R×100档，红表笔任意接一个脚管，黑表笔则接另一个脚管，使第三脚悬空。若发现表针有轻微摆动，就证明第三脚为栅极。欲获得更明显的观察效果，还可利用人体靠近或者用手指触摸悬空脚，只要看到表针作大幅度偏转，即说明悬空脚是栅极，其余二脚分别是源极和漏极。 判断理由：JFET的输入电阻大于100MΩ，并且跨导很高，当栅极开路时空间电磁场很容易在栅极上感应出电压信号，使管子趋于截止，或趋于导通。若将人体感应电压直接加在栅极上，由于输入干扰信号较强，上述现象会更加明显。如表针向左侧大幅度偏转，就意味着管子趋于截止，漏-源极间电阻RDS增大，漏-源极间电流减小IDS。反之，表针向右侧大幅度偏转，说明管子趋向导通，RDS↓，IDS↑。但表针究竟向哪个方向偏转，应视感应电压的极性（正向电压或反向电压）及管子的工作点而定。 注意事项： （1）试验表明，当两手与D、S极绝缘，只摸栅极时，表针一般向左偏转。但是，如果两手分别接触D、S极，并且用手指摸住栅极时，有可能观察到表针向右偏转的情形。其原因是人体几个部位和电阻对场效应管起到偏置作用，使之进入饱和区。 （2）也可以用舌尖舔住栅极，现象同上。 三、晶体三极管管脚判别 三极管是由管芯（两个PN结）、三个电极和管壳组成，三个电极分别叫集电极c、发射极e和基极b，目前常见的三极管是硅平面管，又分PNP和NPN型两类。现在锗合金管已经少见了。这里向大家介绍如何用万用表测量三极管的三个管脚的简单方法。 1.找出基极，并判定管型（NPN或PNP） 常用场效应管和晶体管参数大全 关键字： 常用场效应管和晶体管参数大全 IRFU020 50V 15A 42W * * NMOS场效应 IRFPG42 1000V 4A 150W * * NMOS场效应 IRFPF40 900V 4.7A 150W * * NMOS场效应 IRFP9240 200V 12A 150W * * PMOS场效应 IRFP9140 100V 19A 150W * * PMOS场效应 IRFP460 500V 20A 250W * * NMOS场效应 IRFP450 500V 14A 180W * * NMOS场效应 IRFP440 500V 8A 150W * * NMOS场效应 IRFP353 350V 14A 180W * * NMOS场效应 IRFP350 400V 16A 180W * * NMOS场效应 IRFP340 400V 10A 150W * * NMOS场效应 IRFP250 200V 33A 180W * * NMOS场效应 IRFP240 200V 19A 150W * * NMOS场效应 IRFP150 100V 40A 180W * * NMOS场效应IRFP140 100V 30A 150W * * NMOS场效应IRFP054 60V 65A 180W * * NMOS场效应IRFI744 400V 4A 32W * * NMOS场效应IRFI730 400V 4A 32W * * NMOS场效应IRFD9120 100V 1A 1W * * NMOS场效应IRFD123 80V 1.1A 1W * * NMOS场效应IRFD120 100V 1.3A 1W * * NMOS场效应IRFD113 60V 0.8A 1W * * NMOS场效应IRFBE30 800V 2.8A 75W * * NMOS场效应IRFBC40 600V 6.2A 125W * * NMOS场效应IRFBC30 600V 3.6A 74W * * NMOS场效应IRFBC20 600V 2.5A 50W * * NMOS场效应IRFS9630 200V 6.5A 75W * * PMOS场效应IRF9630 200V 6.5A 75W * * PMOS场效应场效应晶体管
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