三极管的开关特性
在脉冲与数字电路中，三极管作为最基本的开关元件得到了普遍的应用。
三极管工作在饱和状态时，其UCES≈0，相当于开关的接通状态；工
作在截止状态时，IC≈0，相当于开关的断开状态，因此，三极管可当
做开关器件使用。
结型场效应管
场效应管（Fjeld Effect Transistor简称FET ）是利用电场效应来控制半导体中电流的一种半导体器件，故因此而得名。
场效应管是一种电压控制器件，只依靠一种载流子参与导电，故又称为单极型晶体管。
与双极型晶体三极管
相比，它具有输入阻抗高、噪声低、热稳定性好、抗辐射能力强、功耗小、
制造工艺简单和便于集成化等优点。
场效应管有两大类，结型场效应管JFET和绝缘栅型场效应管IGFET，后
者性能更为优越，发展迅速，应用广泛。
图Z0121 为场效应管的类型及图形、符号。
一、结构与分类
图Z0122为N沟道结型场效应管结构示意图和它的图形、符号。
它是在同。
晶体三极管的结构作用与开关特性在数字电路设计的中，往往需要把数字信号经过开关扩流器件来驱动一些蜂鸣器、LED、继电器等需要较大电流的器件，而用得最多的开关器件要数三极管。
三极管通常也称双极型晶体管（BJT），简称晶体管或三极管。
三极管在电路中常用字母T来表示。
因三极管内部的两个PN结相互影响，使三极管呈现出单个PN结所没有的电流放大的功能。
因此充分了解晶体三极管的结构作用对提高开关电路的设计有很大帮助，这次华强北IC代购网对三极管的开关特性展开以下介绍。
晶体三极管的结构作用介绍导体二极管内部只有一个PN结，若在半导体二极管P型半导体的旁边，再加上一块N型半导体如图5-1（a）所示。
由图5-1（a）可见，这种结构的器件内部有两个PN结，且N型半导体和P型半导体交错排列形成三个区，分别称为发射区，基区和集电区。
从三个区引出的引脚分别称为发射极，基极和集电极，用符号e、b、c来表示。
处在发射区和基区交界处的PN结称为发射结；处在基区和集电区交界处的PN结称为集电结。
具有这种结构特性的器件称为三极管。
图5-1（a）所示三极管的三个区分别由NPN型半导体材料组成，所以这种结构的三极管称为NPN型三极管，图5-1（b）是NPN型三极管的符号，符号中箭头的指向表示发射结处在正向偏置时电流的流向。
根据同样的原理，也可以组成PNP型三极管，图5-2（a）、（b）分别为PNP型三极管的内部结构和符号。
由图5-1和图5-2可见，两种类型三极管符号的差别仅在发射结箭头的方向上，理解箭头的指向是代表发射结处在正向偏置时电流的流向，有利于记忆NPN和PNP型三极管的符号，同时还可根据箭头的方向来判别三极管的类型。
例如，当大家看到“”符号时，因为该符号的箭头是由基极指向发射极的，说明当发射结处在正向偏置时，电流是由基极流向发射极。
根据前面所讨论的内容已知，当PN结处在正向偏置时，电流是由P型半导体流向N型半导体，由此可得，该三极管的基区是P型半导体，其它的两个区都是N型半导体，所以该三极管为NPN型三极管。
三极管的开关特性在脉冲与数字电路中，三极管作为最基本的开关元件得到了普遍的应用。
三极管工作在饱和状态时，其UCES≈0，相当于开关的接通状态；工作在截止状态时，IC≈0，相当于开关的断开状态，因此，三极管可当做开关器件使用。
结型场效应管场效应管（Fjeld Effect Transistor简称FET ）是利用电场效应来控制半导体中电流的一种半导体器件，故因此而得名。
场效应管是一种电压控制器件，只依靠一种载流子参与导电，故又称为单极型晶体管。
与双极型晶体三极管相比，它具有输入阻抗高、噪声低、热稳定性好、抗辐射能力强、功耗小、制造工艺简单和便于集成化等优点。
场效应管有两大类，结型场效应管JFET和绝缘栅型场效应管IGFET，后者性能更为优越，发展迅速，应用广泛。
图Z0121 为场效应管的类型及图形、符号。
一、结构与分类图 Z0122为N沟道结型场效应管结构示意图和它的图形、符号。
它是在同一块N型硅片的两侧分别制作掺杂浓度较高的P型区（用P+表示），形成两个对称的PN结，将两个P区的引出线连在一起作为一个电极，称为栅极（g），在N型硅片两端各引出一个电极，分别称为源极（s）和漏极（d）。
在形成PN结过程中，由于P+区是重掺杂区，所以N一区侧的空间电荷层宽度远大二、工作原理N沟道和P沟道结型场效应管的工作原理完全相同，只是偏置电压的极性和载流子的类型不同而已。
下面以N沟道结型场效应管为例来分析其工作原理。
电路如图Z0123所示。
由于栅源间加反向电压，所以两侧PN结均处于反向偏置，栅源电流几乎为零。
漏源之间加正向电压使N型半导体中的多数载流子-电子由源极出发，经过沟道到达漏极形成漏极电流ID。
1．栅源电压UGS对导电沟道的影响（设UDS＝0）在图Z0123所示电路中，UGS ＜0，两个PN结处于反向偏置，耗尽层有一定宽度，ID=0。
若|UGS| 增大，耗尽层变宽，沟道被压缩，截面积减小，沟道电阻增大；若|UGS| 减小，耗尽层变窄，沟道变宽，电阻减小。
3．2．1三极管开关特性1、静态开关特性在数字电路中，三极管是作为一个开关来使用的，它不允许工作在放大状态，而只能工作在饱和导通状态（又称饱和状态）或截止状态。
请看下面的分析。
(1)、截止当输入时，基射间的电压小于其门限电压Uth（0.5V）,三极管截止，电流≈0，电流≈0，输出＝≈VCC，这时，三极管工作在上图中的A点。
为了使三极管能可靠截止，应使发射结处于反偏，因此，三极管的可靠截止条件为: 。
三极管截止时，E、B、C三个极互为开路。
(2)、饱和当输入时，使三极管工作在临界饱和状态，如上图中的S点。
在该点上：因此，三极管饱和条件为：当三极管饱和时，达到最大；达到最小。
C、B、E为连通。
2、动态开关特性三极管工作在开关状态时，其内部电荷的建立C 的变化总是滞后于输入电这说明三极管由截止变为饱和或由饱和变为截止都需要一定的正跳发射区开始向基区扩散电子，并形成基极。
同时基区积累的电子流向集电区形成集电。
随着基区积累不断增大，三这时，基区内存储电荷更多，三极管饱正跳C所需的时间称为开正跳3、抗饱和三极管三极管饱和越深，开关速度越低。
因此，要提高电路的开关速度，就必须使三极管工作在浅饱和状态，减少存储电荷的消散时间，为此，需要采用抗饱和三极管。
在普通双极型三极管的基极B和集电极C之间并接一个肖特基势垒二极管（简称SBD）便构成了抗饱和三极管，由于SBD的开启电压只有0.3V，其正向压降约为0.4V，它远比普通硅二极管0.7V的正向压降小得多。
因此，当三极管进入饱和状态时，其集电结为正偏。
这时，SBD导通，使B、C极间的电压被钳在0.4V上，并分流部分基极电流，从而使三极管工作在浅饱和状态。
