双极型晶体管的等效电路
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npn型三极管的微变等效电路摘要:1.NPN 型三极管的基本结构2.微变等效电路的概念3.NPN 型三极管的微变等效电路分析4.微变等效电路的应用正文:1.NPN 型三极管的基本结构PN 型三极管是一种双极型晶体管,由两个n 型半导体(发射极和集电极)和一个p 型半导体(基极)组成。
发射极和集电极之间的电流放大主要依赖于基极电流的控制。
在实际应用中,三极管被广泛用于信号放大、开关控制等电路。
2.微变等效电路的概念微变等效电路是一种将复杂电路简化为等效电路的方法,主要用于研究电路的稳定性、动态响应等性能。
通过将原电路中的元器件替换为等效电路,可以大大简化问题,便于分析和计算。
3.NPN 型三极管的微变等效电路分析对于NPN 型三极管,其微变等效电路主要包括两个部分:发射极电阻Re 和集电极电阻Rc。
这两个电阻分别模拟了三极管的发射极和集电极的特性。
通过这两个电阻和基极电流Ib,可以构建一个等效电路,用于描述三极管的电流放大特性。
具体来说,发射极电阻Re 的作用是限制基极电流Ib 的大小,防止过大的基极电流导致三极管工作在非线性区。
集电极电阻Rc 的作用是限制集电极电流Ic 的大小,防止过大的集电极电流导致三极管损坏。
4.微变等效电路的应用PN 型三极管的微变等效电路在实际应用中有广泛的应用,例如在信号放大电路、振荡电路、脉冲发生电路等。
通过使用微变等效电路,可以简化电路分析过程,提高计算效率,同时也有助于理解三极管的工作原理和性能特点。
总之,NPN 型三极管的微变等效电路是一种重要的电路分析方法,对于理解三极管的工作原理和性能特点具有重要意义。
晶体管高频等效电路与低频等效电路之间的联系晶体管是现代电子设备中不可或缺的元件之一。
在射频(Radio Frequency)电路中,晶体管起到了放大和开关的作用,也可以用于调制解调、频率变换等功能。
为了更好地设计和分析射频电路,需要将晶体管转化为高频等效电路模型。
与此同时,在低频电路设计中,频率远远低于射频信号的工作频率,晶体管被转化为低频等效电路模型。
本文将重点讨论晶体管高频等效电路与低频等效电路之间的联系。
首先,我们需要了解晶体管的基本结构。
晶体管通常由三个区域组成:发射极(Emitter)、基极(Base)和集电极(Collector)。
其中,发射极负责输送电子,基极是控制电流的输入,而集电极则负责从装置中收集电荷。
通过操控基极电流,可以控制从发射极到集电极的电流。
在射频电路中,晶体管的工作频率通常处于几十千赫兹到几千兆赫兹的范围内。
在这个频率范围内,晶体管的物理特性会发生变化,比如电流放大倍数、输入电阻、输出电阻等。
为了更好地理解晶体管的高频特性,我们需要将其转化为高频等效电路模型。
高频等效电路模型通常由三个元件组成:输入电容Ci、输出电容Co和增益电流源hfe。
其中,Ci表示输入电容,它是发射极和基极之间的电容。
Co表示输出电容,它是集电极和基极之间的电容。
hfe表示增益电流源,它模拟了晶体管的电流放大作用。
在高频等效电路模型中,晶体管的输出电阻非常重要。
输出电阻直接影响到射频电路的性能。
在高频情况下,输出电容Co和输出电阻之间会形成一个陷波电路,可以减小由输出电阻引起的负载效应。
与高频等效电路相比,低频等效电路模型更加简化。
这是因为在低频电路中,晶体管的物理特性相对稳定,频率变化对其性能影响较小。
晶体管的低频等效电路模型通常由三个元件组成:输入电阻Ri、输出电阻Ro和增益电流源hfe。
需要注意的是,虽然晶体管的高频等效电路和低频等效电路模型在元件参数上可能有所不同,但是它们之间存在联系。
IGBT是Insulated Gate Bipolar Transistor的英文缩写绝缘门双极性晶体管绝缘栅双极晶体管缩写IGBTMOSFET是场效应管,因为只有一个极性的粒子导电,又称为单极性晶体管。
是功率管,有放大作用,IGBT的本质就是一个场效应管,不过是在场效应管的基础上加上了P+层。
是结合了场效应管&双极性晶体管的特点。
IGBT是强电流、高压应用和快速终端设备用垂直功率MOSFET的自然进化。
由于实现一个较高的击穿电压BVDSS需要一个源漏通道,而这个通道却具有很高的电阻率,因而造成功率MOSFET具有RDS(on)数值高的特征,IGBT消除了现有功率MOSFET的这些主要缺点。
虽然最新一代功率MOSFET器件大幅度改进了RDS(on)特性,但是在高电平时,功率导通损耗仍然要比IGBT 技术高出很多。
较低的压降,转换成一个低VCE(sat)的能力,以及IGBT的结构,同一个标准双极器件相比,可支持更高电流密度,并简化IGBT驱动器的原理图。
IGBT基本结构见图1中的纵剖面图及等效电路。
导通IGBT硅片的结构与功率MOSFET 的结构十分相似,主要差异是IGBT增加了P+ 基片和一个N+ 缓冲层(NPT-非穿通-IGBT技术没有增加这个部分)。
如等效电路图所示(图1),其中一个MOSFET驱动两个双极器件。
基片的应用在管体的P+和N+ 区之间创建了一个J1结。
当正栅偏压使栅极下面反演P基区时,一个N沟道形成,同时出现一个电子流,并完全按照功率MOSFET的方式产生一股电流。
如果这个电子流产生的电压在0.7V范围内,那么,J1将处于正向偏压,一些空穴注入N-区内,并调整阴阳极之间的电阻率,这种方式降低了功率导通的总损耗,并启动了第二个电荷流。
最后的结果是,在半导体层次内临时出现两种不同的电流拓扑:一个电子流(MOSFET 电流);空穴电流(双极)。
关断当在栅极施加一个负偏压或栅压低于门限值时,沟道被禁止,没有空穴注入N-区内。