晶体管用法及于场效应管的区别

发布 2019-06-25 22:07:55 阅读 9990

下面说说三极管的饱和情况。像上面那样的图,因为受到电阻rc的限制(rc是固定值,那么最大电流为u/rc,其中u为电源电压),集电极电流是不能无限增加下去的。当基极电流的增大,不能使集电极电流继续增大时,三极管就进入了饱和状态。

一般判断三极管是否饱和的准则是:ib*β〉ic。进入饱和状态之后,三极管的集电极跟发射极之间的电压将很小,可以理解为一个开关闭合了。

这样我们就可以拿三极管来当作开关使用:当基极电流为0时,三极管集电极电流为0(这叫做三极管截止),相当于开关断开;当基极电流很大,以至于三极管饱和时,相当于开关闭合。如果三极管主要工作在截止和饱和状态,那么这样的三极管我们一般把它叫做开关管。

如果我们在上面这个图中,将电阻rc换成一个灯泡,那么当基极电流为0时,集电极电流为0,灯泡灭。如果基极电流比较大时(大于流过灯泡的电流除以三极管的放大倍数β),三极管就饱和,相当于开关闭合,灯泡就亮了。由于控制电流只需要比灯泡电流的β分之一大一点就行了,所以就可以用一个小电流来控制一个大电流的通断。

如果基极电流从0慢慢增加,那么灯泡的亮度也会随着增加(在三极管未饱和之前)。

对于pnp型三极管,分析方法类似,不同的地方就是电流方向跟npn的刚好相反,因此发射极上面那个箭头方向也反了过来——变成朝里的了。

场效应管及基本放大电路

1 场效应管的性能与双极型三极管比较具有哪些特点?

答:场效应管是另一种半导体放大器件。在场效应管中只是多子参与导电,故称为单极型三极管;而普通三极管参与导电的,既有多数载流子,又有少数载流子,故称为双极型三极管。

由于少数载流子的浓度易受温度的影响,因此,在温度稳定性、低噪声等方面前者优于后者。

2.双极型三极管是电流控制器件,通过控制基极电流到达控制输出电流的目的。因此,基极总有一定的电流,故三极管的输人电阻较低;场效应管是电压控制器件,其输出电流决定于栅源极之间的电压,栅极基本上不取电流,因此,它的输入电阻很高,可达10^9~10^14ω。高输入电阻是场效应管的突出优点。

3.场效应管的漏极和源极可以互换,耗尽型绝缘栅管的栅极电压可正可负,灵活性比双极型三极管强。

4 场效应管和三极管都可以用于放大或作可控开关。但场效应管还可以作为压控电阻使用,可以在微电流、低电压条件下工作。且便于集成。在大规模和超大规模集成电路中应用极为广泛。

2 场效应管的伏安特性如何表示?试以n沟道结型场效应管为例,说明场效应管的输出特性曲线与双极型三极管的输出特性有和区别?

答:场效应管的伏安特性用输出特性(又称漏极特性)id=f(vds)|vgs=常数和转移特性id=f(vgs)|vds=常数表示。它们都反映了场效应管工作的同一物理过程,转移特性可以直接从输出特性上用作图法�一对应地求出。

n沟道结型场效应管的输出特性曲线与双极型三极管的输出特性相比有类似之处,但有区别,详见表 1.3.2。

3 何为场效应管的开启电压vt和夹断电压vp? 在图1.3.3(a)和(b)所示场效应管的输出特性曲线上如何确定其值?

答:对于增强型绝缘栅型场效应管(mosfet),在vgs0时不存在导电沟道,只有当vgs达到开启电压v,时才有漏极电流id。因此,在输出特性中, id大于或等于零(即开始出现id)时所对应的vgs值即为开启电压计。

一般,n沟道增强型mosfet的vt值为正值,p沟道的vt值为负值。

图1.3.3(a)所示为p沟道增强型mosfet的输出特性曲线,由图可知该管的开启电压vt=-2v。

对于结型场效应管(jfet)和耗尽型绝缘栅型场效应管(mosfet),当vgs=0时已存在导电沟道,栅源电压vgs等于夹断电压vp时,沟道夹断,漏极电流id=0。一般n沟道fet的vp值为负值,而p沟道fet的vp值为正值。

图1.3.3( b)所示为n沟道jfet的输出特性曲线。根据以上分析,id=0所对应的vgs值为夹断电压,故vp=-5v。

由于可变电阻区和饱和区的分界线是预夹断点的轨迹,预夹断时,vgd=vp。因此,在输出特性上,用vds的值来表示预夹断点时,可求得:

vds=vdg+vgs=vgs-vgd=vgs-vp

故由预夹断轨迹,也可求得vp。例如,在图1·3.3(b)中,vgs=ov那条曲线与预夹断分界线交点所对应的vds值就是-vp,即-vp=5v;而vgs=-2v那条曲线与预夹断分界线交点所对应的vds值减去vgs也是一vp,可得出-vp=vds-vgs=3v-(-2)v=5v。余此类推。