1 半导体器件-三极管场效应管(gai) (2)

三极管场效应管在当代的电子工业中，三极管和场效应管是常常被使用的两种电子元器件。

它们的使用范围广泛，可以在各种电路中担任不同的角色。

本文将围绕这两种元器件进行详细的阐述。

一、三极管三极管是一种半导体器件。

它由三个掺有不同材料的区域组成，其中两个区域被称为“外结区”，另一个区域则被称为“内结区”。

当外结区加正/负电压时，电子就可以跨越内结区流到另一个外结区中。

这种流动形式被称为“扩散”，且流动的方向从高浓度处向低浓度处。

而当内结区加电压时，电子会被强制转向，以便在另一个外结区中流动，这个过程称为“漂移”。

三极管的工作原理可以概括为：当基极电压为低电平（0V）时，隔板区被反偏，此时电子无法从集电区流向发射区，因此输出为高电平。

当基极电压为高电平（正电压）时，隔板区将被正偏，电子可以顺利流向发射区，从而使输出为低电平。

二、场效应管场效应管（FET）由三个区域组成，其中有一个称为“沟道区”，处于“沟道区”下方的是“源极”，而处于“沟道区”上方的是“漏极”。

FET在正常工作状态下，其沟道区内的电子和空穴通过扩散而互相中和。

当施加负电压于栅极时，栅式场会封锁漏极与源极之间的电流，因此，FET在负栅电压下具有很高的阻值，即非常高的输入电阻。

FET的特点是输入电阻大，除了噪声系数外，其他参数都很好。

其工作原理是利用栅电势来控制电源沟道中的电子。

三、三极管和场效应管的比较1. 不同的控制方式：三极管的控制基于基极电流，而场效应管的控制基于栅极电压。

2. 不同的电路结构：三极管有三个引脚，而场效应管具有五个引脚。

3. 不同的输入输出特性：三极管输入电阻小，输出电流大，而场效应管则恰好相反。

4. 工作电压不同：三极管需要一个足够大的开启电压，而场效应管则可以以较小的电压（几伏）开启。

两者都有各自的优势和不足，具体选择哪一种器件，需要根据具体的应用环境和性能要求进行评估。

总之，三极管和场效应管都是极为重要的电子元器件，在电子技术中扮演着重要的角色。

三极管、场效应管、IGBT的区别一、三极管三极管是一种（电流）控制体器件，它的主要作用是把微弱（信号）放大，输入阻抗低，例如在基极b给一个很小的电流Ib，在集电极c上得到一个比较大的电流Ic。

它是电流放大器件，但是在实际时候通常通过一个电阻将三极管的电流放大作用转变为电压放大作用，因此，只要电路参数设置合适，一般输出电压可以比输入电压高很多倍。

它有三个工作状态：截止状态、放大状态、饱和状态。

三极管一般是弱电中使用，而且出现在开关作用、电流放大作用，例如蜂鸣器驱动、（数码）管驱动、直流小风扇驱动等方面。

1）三极管驱动数码管如果由于（单片机）I/O口驱动能力有限，可以加三极管扩大驱动电流2）三极管驱动蜂鸣器二、场效应管场效应管是电压控制器件，它是继三极管之后的新一代放大元件，场效应（晶体管）可分为耗尽型效应晶体管和增强型效应晶体管，同时又有N沟道和P沟耗尽型之分。

场效应管一般用于开关作用，有开关用以及有功率用。

特别是（电机）、（开关电源）等，应用场合一般都是出现在需要耐压高、耐电流大、频率特性高的时候。

三、（IGBT）IGBT是电压控制电流，可是说是集成块三极管和场效应管的优点的一种器件，它利用电压来控制PN结，在大电流应用比较广泛，因此比较适合强电开关，强电功率使用，例如（变频器）、逆变器、电力（控制系统）等，很多场合以IGBT作为逆变器件，工作电流3000kVA以上，频率达25kHz以上。

如下图是直流电机驱动主电路。

四、总结1）三极管是电流控制器件、而场效应管和IGBT是电压驱动器件。

三极管特点是能够将电流放大，场效应管特点是噪声小、功耗低、没有二次击穿现象等，IGBT特点是高耐压、导通压降低、开关速度快等；2）三者都可以作为（电子）开关用，三极管一般是小型开关、信号放大场合应用，如果对于信号源需要更多的电流时候可以采用三极管，否则就用场效应管，而IGBT更适合于大电流、大电压的（电力系统），它是（电力电子）重要的大功率主流器件之一。

2.22.2 半导体三极管（书4.1节）半导体三极管有两大类型，一是双极型半导体三极管（三极管）双极型半导体三极管是由两种载流子参与导电的半导体器件，它由两流子参与导电的半导体器件它由两个PN 结组合而成，是一种CCCS器件。

二是场效应半导体三极管（场效应管）场效应型半导体三极管仅由一种载流子参与导电是种器件载流子参与导电，是一种VCCS器件。

2012-3-2112.2.1 三极管的结构及工作原理2.2.2 三极管的基本特性2.2.3 三极管的主要参数及电路模型223三极管的主要参数及电路模型2012-3-212分类：按材料分：硅管、锗管按结构分：NPN、PNP按使用频率分：低频管、高频管按功率分：小功率管<500 mW0.5∼1W中功率管0.5 1 W大功率管> 1 W2012-3-213221三极管的结构及工作原理2.2.1三极管的结构及工作原理1. 结构、符号和分类双极型半导体三极管有两种类型:NPN 型和PNP 型。

N 集电极C —集电区c ollector PCP 基极B 发射结集电结—基区NB N 发射极E —发射区b ase P Ee mitter C C2012-3-214NPN 型PNP 型E B E B从外表上看两个(N 区,(或两个P 区)是对称的，实际上发射区的掺杂浓度大，集电区掺杂浓度低，且集电结面积大。

基区要制造得很薄，其厚度一般在几个基区要制造得很薄其厚度般在几个微米至几十个微米，且掺杂浓度低。

PCN P C PNB N B EEPNP 2012-3-215NPN 型PNP 型2. 三极管内部载流子的传输过程双极型半导体三极管在工作时一定要加上适当的直流偏置电适当的直流偏置电压。

若在放大工作状态：发射结加正向电压，集电结加反向电压。

现以NPN 型三极管的放大状态为例，来说明三极管内部的电流关系。

动画2-12012-3-216(动)双极型三极管内载流子的运动可得如下电流关系式:I E=I EN+ I EP 且有I EN>>I EPI EN=I CN+I BN 且有I EN>>I BN，I CN>>I BNI C=I CN+I CBOI B=I EP+I BN－I CBOI E=I EP+I EN=I EP+I CN+I BN=(I CN+I CBO)+(I BN+I EP－I CBO)()(I=I+IE C B2012-3-2173. 三极管的电流分配关系(1)三种组态双极型三极管有三个电极，其中一个可以作为输入, 一个可以作为输出，这样必然接有一个电极是公共电极。

mos管分四种，N沟道增强型和耗尽型，P沟道增强型和耗尽型。

箭头指向g 的且带虚线的为N增强，没有虚线的为N耗尽。

箭头背向g端的且带虚线的为P增强，不带虚线则为P耗尽。

希望说的你能明白，小妹新手，多多关照！有没说清楚的继续，呵呵···场效应管三极管开关电路基础发布时间：2008-12-08 23:08:32三极管简介:三极管的种类很多，并且不同型号各有不同的用途。

三极管大都是塑料封装或金属封装，常见三极管的外观，有一个箭头的电极是发射极，箭头朝外的是NPN型三极管，而箭头朝内的是PNP型。

实际上箭头所指的方向是电流的方向。

图1双极面结型晶体管有两个类型：npn和pnp。

npn类型包含两个n 型区域和一个分隔它们的p型区域；pnp类型则包含两个p型区域和一个分隔它们的n型区域，图2和图3分别是它们的电路符号。

以下的说明将集中在npn BJT。

图2: npn BJT 的电路符号图3: pnp BJT 的电路符号BJT工作于三种不同模式：截止模式、线性放大模式及饱和模式，见图4。

图4 四种工作模式BJT在电子学中是非常重要的元件。

它们被广泛应用在其他展品中，特别是模拟电路里的放大器和数码电路里的电子开关。

开关电路原则a. BJT三极管Transistors只要发射极e 对电源短路就是电子开关用法N管发射极E 对电源负极短路. 低边开关;b-e 正向电流饱和导通P管发射极E 对电源正极短路. 高边开关 ;b-e 反向电流饱和导通b. FET场效应管MOSFET只要源极S 对电源短路就是电子开关用法N管源极S 对电源负极短路. 低边开关;栅-源正向电压导通P管源极S 对电源正极短路. 高边开关;栅-源反向电压导通总结:低边开关用 NPN 管高边开关用 PNP 管三极管b-e 必须有大于C-E 饱和导通的电流场效应管理论上栅-源有大于漏-源导通条件的电压就就OK假如原来用NPN 三极管作ECU 氧传感器加热电源控制低边开关则直接用N-Channel 场效应管代换;或看情况修改下拉或上拉电阻基极--栅极集电极--漏极发射极--源极NPN和PNP 开关三极管（1）我把NPN三极管看成一个三个脚继电器.基极-----就是一个小电流的.继电器的信号吧集电极-----可以说是正极吧发射极------可以说负极吧有一个小电流流入了基极的话那么集电极和发射极就会通.（2）PNP三极管看成一个三个脚继电器.基极-----就是一个小电流的继电器信号集电极-----可以说是正极吧发射极------可以说负极吧有一个小电流流出了基极的话，那么集电极和发射极就会通.三极管VS场效应管三极管BJT--------TRANSISTORS ----------- 电流驱动场效应管----- FET ------------------------- 电压驱动MOS场效应管MOSFET ................ 电压驱动2N70022n7002 IC产品型号的一种描述：晶体管极性:N沟道漏极电流, Id 最大值:280mA电压, Vds 最大:60V开态电阻, Rds(on):5ohm电压@ Rds测量:10V电压, Vgs 最高:2.1V功耗:0.2W工作温度范围:-55to 150封装类型:SOT-23针脚数:3SVHC(温度关注物质):Cobalt dichloride (18-Jun-2010) SMD标号:702功率, Pd:0.2W外宽:3.05mm外部深度:2.5mm外部长度/高度:1.12mm封装类型:SOT-23带子宽度:8mm晶体管数:1晶体管类型:MOSFET温度@ 电流测量:25°C满功率温度:25°C电压Vgs @ Rds on 测量:10V电压, Vds 典型值:60V电流, Id 连续:0.115A电流, Idm 脉冲:0.8A表面安装器件:表面安装通态电阻, Rds on @ Vgs = 10V:5ohm通态电阻, Rds on @ Vgs = 4.5V:5.3ohm阈值电压, Vgs th 典型值:2.1V阈值电压, Vgs th 最高:2.5VSVHC(高度关注物质)(附加):Bis (2-ethyl(hexyl)phthalate) (DEHP) (18-Jun-2010)MOS管的基本知识（转载）2011-05-07 06:39:32| 分类：电路硬件设计| 标签：|字号大中小订阅现在的高清、液晶、等离子电视机中开关电源部分除了采用了PFC技术外，在元器件上的开关管均采用性能优异的MOS 管取代过去的大功率晶体三极管，使整机的效率、可靠性、故障率均大幅的下降。

晶体三极管一、三极管的电流放大原理晶体三极管<以下简称三极管）按材料分有两种：锗管和硅管。

而每一种又有NPN和PNP两种结构形式，但使用最多的是硅NPN和PNP两种三极管，两者除了电源极性不同外，其工作原理都是相同的，下面仅介绍NPN硅管的电流放大原理。

图1、晶体三极管<NPN）的结构图一是NPN管的结构图，它是由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成，从图可见发射区与基区之间形成的PN结称为发射结,而集电区与基区形成的PN结称为集电结,三条引线分别称为发射极e、基极b和集电极。

当b点电位高于e点电位零点几伏时，发射结处于正偏状态，而C点电位高于b点电位几伏时，集电结处于反偏状态，集电极电源Ec要高于基极电源Ebo。

在制造三极管时，有意识地使发射区的多数载流子浓度大于基区的，同时基区做得很薄，而且，要严格控制杂质含量，这样，一旦接通电源后，由于发射结正确，发射区的多数载流子<电子）极基区的多数载流子<控穴）很容易地截越过发射结构互相向反方各扩散，但因前者的浓度基大于后者，所以通过发射结的电流基本上是电子流，这股电子流称为发射极电流Ie。

由于基区很薄,加上集电结的反偏，注入基区的电子大部分越过集电结进入集电区而形成集电集电流Ic，只剩下很少<1-10%）的电子在基区的空穴进行复合，被复合掉的基区空穴由基极电源Eb重新补纪念给，从而形成了基极电流Ibo根据电流连续性原理得：Ie=Ib+Ic这就是说，在基极补充一个很小的Ib，就可以在集电极上得到一个较大的Ic，这就是所谓电流放大作用，Ic与Ib是维持一定的比例关系，即：β1=Ic/Ib式中：β--称为直流放大倍数，集电极电流的变化量△Ic与基极电流的变化量△Ib之比为：β= △Ic/△Ib式中β--称为交流电流放大倍数，由于低频时β1和β的数值相差不大，所以有时为了方便起见，对两者不作严格区分，β值约为几十至一百多。

1.2 半导体三极管双极型半导体三极管是由两种载流子参与导电的半导体器件,它由两流子参与导电的半导体器件它由两个PN 结组合而成,是一种CCCS器件。

二是场效应半导体三极管(场效应管场效应型半导体三极管仅由一种载流子参与导电,是一种VCCS器件。

载流子参与导电是种器件半导体三极管是具有电流放大功能的元件频率:高频管、低频管功率:小、中、大功率管硅管锗管材料:硅管、锗管类型:NPN型、PNP型1.2.1 三极管的结构及工作原理1.2.2 三极管的基本特性极管的基本特性1.2.3 三极管的主要参数及电路模型123三极管的主要参数及电路模型三极管的结构及工作原理.2.1三极管的结构及工作原理双极型半导体三极管的结构示意图如图0201所示一侧称为发射区,电极称为02.01所示。

它有两种类型:NPN 型和PNP 型。

侧称为发射区,电极称为发射极,用E 或e 表示(Emitter ;另一侧称为集电区和集电极,用C 或c 表示(Collector 。

e-b 间的PN 结称为发射结(Jec-b 间的PN 结称为集电结(Jc中间部分称为基区,连上电极称为基极,用B 或b 表示(Base ;示,发射极的箭头代表发射极电流的实际方向。

集电区:面积大浓度低基区:最薄,C 集电极大,浓度低最薄掺杂浓度最低集电结N B P 基极发射结N 发射区:掺杂浓度最高E 发射极从基区扩散来的集电结反偏C 电子作为集电结的非平衡少子,集电结反偏,有平衡少子的I C N I CN I CBO漂移进入集电结而被收集,形成漂移运动形成的反向电流I CBO 。

B P E C基区空穴向发射区的扩散可忽略I CN 。

NR B I BN 扩散可忽略。

进入P 区的电I B EE B发射结正偏,发射区电子不断进入P 区的电子少部分与基区的空穴复合,形I E向基区扩散,形成发射极电流I E 。

成电流I BN ,多数扩散到集电结。

3、三极管的电流分配关系I CC I =N PE CI CNCBOI B = I BN -I CBO ≈I BN定义:I CN 与I BN 之比称为共B R B I BN发射极直流电流放大倍数I −E NE BI EBC CBO B CBO C BN CN I I I I I I I ≈+==βCEOB CBO BC (1 I I I I I +=++=βββ集射极穿透电流↑CEO :集-射极穿透电流, 温度↑→I CEO ↑若I B =0, 则I C ≈I CEOB C CEO I I I β≈,有忽略(常用公式CC I 如输入电压变化,则会N P E CI CNCBO 导致在I B 上叠加动态电流∆i B ,当然集电极电流B R B I BN 在I C 基础上叠加∆i c定义:共发射极共发射极交流交流电电E NE BI E流放大倍数流放大倍数::∆βBci i ∆=β的直流电流放大倍数来取代在此基础上叠加动态信号时的交流电流放大倍数。