3 三极管ppt课件

3三极管、场效应管及其电流源电路,3.1晶体管三极管,3.2场效应管,3.3电流源电路,1,3.1晶体三极管,3.1.1晶体管的结构和符号,3.1.2晶体管电流的可控性,3.1.3晶体管的共射输入、输出特性,3.1.4温度对晶体管特性的影响,3.1.5主要参数,3.1.6复合管,2,3.1.1三极管的结构和符号,多子浓度高,多子浓度很低，且很薄,面积大,晶体管有三个极、三个区、两个PN结。,中功率管,大功率管,3,3.1.2晶体管电流的可控性,1、电流可控是如何实现的？,从两个独立的理想二极管一个正偏，一个反偏。来理解.,4,2、晶体管内部载流子传输过程,扩散运动形成发射极电流IE复合运动形成基极电流IB漂移运形成集电极电流IC,少数载流子的运动,因发射区多子浓度高使大量电子从发射区扩散到基区,因基区薄且多子浓度低，使极少数扩散到基区的电子与空穴复合,因集电区面积大，在外电场作用下大部分扩散到基区的电子漂移到集电区,基区空穴的扩散？,5,直流电流放大系数,交流电流放大系数,为什么基极开路集电极回路会有穿透电流？,节点电流方程：iEiBiC,定义：,3、受控电流的数学表达：,受控电流：,考虑反向电流的影响：,集电结反向电流,穿透电流,6,4、三极管的开关作用,受控电流源,7,3.1.3晶体管的共射输入特性和输出特性,为什么UCE增大曲线右移？,对于小功率晶体管，UCE大于1V的一条输入特性曲线可以取代UCE大于1V的所有输入特性曲线。,为什么像PN结的伏安特性？,为什么UCE增大到一定值曲线右移就不明显了？,1、输入特性,8,2、输出特性,是常数吗？什么是理想三极管？什么情况下?,对应于一个IB就有一条iC随uCE变化的曲线。,为什么uCE较小时iC随uCE变化很大？为什么进入放大状态曲线几乎是横轴的平行线？,饱和区,放大区,截止区,9,3、晶体管的三个工作区域,晶体管工作在放大状态时，输出回路电流iC几乎仅仅决定于输入回路电流iB；即可将输出回路等效为电流iB控制的电流源iC。,10,3.1.4温度对晶体管特性的影响,11,3.1.5BJT的主要参数,1.电流放大系数,(2)共发射极交流电流放大系数=IC/IBvCE=const,(1)共发射极直流电流放大系数=（ICICEO）/IBIC/IBvCE=const,当ICBO和ICEO很小时，、，可以不加区分。,12,2.极间反向电流,(1)集电极基极间反向饱和电流ICBO发射极开路时，集电结的反向饱和电流。,(2)集电极发射极间的反向饱和电流ICEO,ICEO=（1+）ICBO,13,(1)集电极最大允许电流ICM,(2)集电极最大允许功率损耗PCM,3.极限参数,(3)反向击穿电压,几个击穿电压有如下关系V(BR)CBOV(BR)CEOV(BR)EBO,14,4.温度对BJT参数的影响,(1)温度对ICBO的影响,温度每升高10，ICBO约增加一倍。,(2)温度对的影响,温度每升高1，值约增大0.5%1%。,(3)温度对反向击穿电压V(BR)CBO、V(BR)CEO的影响,温度升高时，V(BR)CBO和V(BR)CEO都会有所提高。,15,3.1.6复合管,复合管的组成：多只管子合理连接等效成一只管子。,不同类型的管子复合后，其类型决定于T1管。,目的：增大，减小前级驱动电流，改变管子的类型。,16,讨论一,1、分别分析uI=0V、5V时T是工作在截止状态还是导通状态；2、已知T导通时的UBE0.7V，若当uI=5V，则在什么范围内T处于放大状态，在什么范围内T处于饱和状态？,通过uBE是否大于Uon判断管子是否导通。,临界饱和时的,17,讨论二,由图示特性求出PCM、ICM、U（BR）CEO、。,2.7,uCE=1V时的iC就是ICM,U（BR）CEO,18,3.2场效应管FET,3.2.1场效应管分类和特点,3.2.2绝缘栅场效应管MOS,3.2.3结型场效应管JFET,3.2.4FET主要参数,19,P沟道,耗尽型,P沟道,P沟道,（耗尽型）,1.场效应管的分类：,3.2.1场效应管分类和特点,20,3.2.2绝缘栅场效应管MOS,SiO2绝缘层,衬底,耗尽层,空穴,高参杂,1、ENMOS的结构与符号,符号,栅极,源极,漏极,衬底,符号中的箭头方向表示什么？,21,2、ENMOS的工作原理,在预夹断处：vGD=vGS-vDS=VT,在预夹断处：vDS=vGS-VT,栅-源电压对导电沟道宽度的控制作用,漏-源电压对导电沟道宽度的影响作用,22,3、受控电流方程及V-I特性曲线,是vGS2VT时的iD,1）饱和电流（恒流区）,Kn为电导常数，单位：mA/V2,2）转移特性,3）输出特性,为什么必须用转移特性描述VGS对iD的控制作用？,23,4、DNMOS的工作原理及特性曲线,1）DNMOS结构与符号,2）转移特性,3）输出特性,夹断电压,24,3.2.3结型场效应管JFET,1、结构与符号,符号,导电沟道,源极,栅极,漏极,结构示意图,场效应管有三个极：源极（s）、栅极（g）、漏极（d），对应于晶体管的e、b、c；有三个工作区域：截止区、恒流区、可变电阻区，对应于三极管的截止区、放大区和饱和区。,25,2、DNJFET的工作原理,在预夹断处：vGD=vGS-vDS=VP,在预夹断处：vDS=vGS-VP,26,3、受控电流方程,A.转移特性,4、V-I特性曲线,是vGS0时的iD,Kn为电导常数，单位：mA/V2,27,g-s电压控制d-s的等效电阻,B.输出特性,预夹断轨迹，uGDUGS（off）,可变电阻区,恒流区,iD几乎仅决定于uGS,击穿区,夹断区（截止区）,夹断电压,IDSS,不同型号的管子UGS（off）、IDSS将不同。,低频跨导：,28,讨论一,在合适的外加电压下，每只管子的电流都有合适的通路，才能组成复合管。,判断下列各图是否能组成复合管,29,3.2.4FET的主要参数,一、直流参数,1、开启电压VT（增强型参数）,2、夹断电压VP（耗尽型参数）,3、饱和漏电流IDSS（耗尽型参数）,4、直流输入电阻RGS（1091015）,二、交流参数,1、输出电阻rds,30,三、极限参数,1、最大漏极电流IDM,2、最大耗散功率PDM,3、最大漏源电压V（BR）DS,4、最大栅源电压V（BR）GS,二、交流参数,2、低频互导gm,31,3.3电流源电路,3.3.1BJT电流源电路,3.3.2FET电流源,1、镜像电流源,2、微电流源,3、组合电流源,1、JFET电流源,2、MOSFET镜像电流源,3、MOSFET多路电流源,32,3.3.1