什么是单极型晶体管和双极型晶体管?

什么是单极型晶体管和双极型晶体管?,第1张

一、单极型晶体管

在目前使用的pnp或npn面结型晶体管的工作中,包括金属-氧化物-半导体晶体管在内的场效应晶体管,只需要一种载流子,这种晶体管就叫做单极晶体管。单极晶体管即场效应晶体管,因为场效应晶体管在工作时,半导体中只有多数载流子起主要作用,所以又称为单极晶体管。

二、双极型晶体管

晶体管全称双极型三极管(Bipolar junction transistor,BJT)又称晶体三极管,简称三极管,是一种固体半导体器件,可用于检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制等。

晶体管作为一种可变开关.基于输入的电压,控制流出的电流,因此晶体管可用作电流的开关。和一般机械开关(如Relay、switch)不同的是:晶体管是利用电讯号来控制,而且开关速度非常快,在实验室中的切换速度可达100吉赫兹以上。

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双极型晶体管与MOSFET的比较:

1、驱动功率不同           

场效应管是压控器件,其栅源极输入阻抗极高,只需要在栅源极间建立电场,即可控制漏源极电流。栅极驱动电压仅在输入端栅源极电容之间建立充电电流,而不直接驱动IDS。

因此,其输入阻抗与电子管相近,这就使得MOSFET器件驱动电路大大简化,用CMOS器件、TTL 器件等均可以组成栅极驱动电路,使整机功耗减小。

2、二次击穿现象不同

二次击穿是指由于双极型晶体管具有正温度系数特性,集电极电流产生的温升使集电极电流上升,如此恶性循环,造成晶体管热击穿。功率MOS管电流IDS为负温度系数,随着温度的升高,电流受到限制,因此不会发生二次击穿现象,安全工作区较双极型器件也更宽。

3、并联使用不同

为了增大MOSFET的工作电流,可以把多个MOS管并联使用。功率MOS器件的导通电阻RDS(ON)具有正温度系数,随着温度的升高,导通电阻也越大。这种特性使得MOS管容易并联,并且在并联使用时漏极电流具有自动均流作用,不必外加均流电阻。

4、开关速度不同

场效应管是一种由多数载流子参与导电的单极型器件,通过控制栅源电压控制产品的开关,无少子存储问题,因而关断过程非常迅速;当驱动脉冲截止时,只要利用简单的放电电路将栅源电容的充电电荷释放即可立即关断。

相比双极型晶体管,功率MOS管具有输入阻抗高、驱动电流小的优点,还具有耐压高、输出功率高、跨导线性好、无二次击穿等优良特性,能够有效提高系统效率、减小设备体积,因此在开关电源、逆变器、功率放大器等电路中使用广泛。

参考资料来源:百度百科-单极晶体管

参考资料来源:百度百科-双极型晶体管

三极管全称应为半导体三极管,也称双极型晶体管、晶体三极管,是一种控制电流的半导体器件。其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号,也用作无触点开关。

三极管是半导体基本元器件之一,具有电流放大作用,是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结,两个PN结把整块半导体分成三部分,中间部分是基区,两侧部分是发射区和集电区,排列方式有PNP和NPN两种。

三极管的使用:

选用晶体管一要符合设备及电路的要求,二要符合节约的原则。根据用途的不同,一般应考虑以下几个因素:工作频率、集电极电流、耗散功率、电流放大系数、反向击穿电压、稳定性及饱和压降等。这些因素又具有相互制约的关系,在选管时应抓住主要矛盾,兼顾次要因素。

低频管的特征频率fT一般在2.5MHz以下,而高频管的fT都从几十兆赫到几百兆赫甚至更高。选管时应使fT为工作频率的3~10倍。原则上讲,高频管可以代换低频管,但是高频管的功率一般都比较小,动态范围窄,在代换时应注意功率条件。

一般希望β选大一些,但也不是越大越好。β太高了容易引起自激振荡,何况一般β高的管子工作多不稳定,受温度影响大。通常β多选40~100之间,但低噪声高β值的管子(如1815、9011~9015等),β值达数百时温度稳定性仍较好。另外,对整个电路来说还应该从各级的配合来选择β。例如前级用β高的,后级就可以用β较低的管子;反之,前级用β较低的,后级就可以用β较高的管子。

集电极-发射极反向击穿电压UCEO应选得大于电源电压。穿透电流越小,对温度的稳定性越好。普通硅管的稳定性比锗管好得多,但普通硅管的饱和压降较锗管为大,在某些电路中会影响电路的性能,应根据电路的具体情况选用,选用晶体管的耗散功率时应根据不同电路的要求留有一定的余量。

对高频放大、中频放大、振荡器等电路用的晶体管,应选用特征频率fT高、极间电容较小的晶体管,以保证在高频情况下仍有较高的功率增益和稳定性

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三极管放大原理:

1、发射区向基区发射电子

电源Ub经过电阻Rb加在发射结上,发射结正偏,发射区的多数载流子(自由电子)不断地越过发射结进入基区,形成发射极电流Ie。同时基区多数载流子也向发射区扩散,但由于多数载流子浓度远低于发射区载流子浓度,可以不考虑这个电流,因此可以认为发射结主要是电子流。

2、基区中电子的扩散与复合

电子进入基区后,先在靠近发射结的附近密集,渐渐形成电子浓度差,在浓度差的作用下,促使电子流在基区中向集电结扩散,被集电结电场拉入集电区形成集电极电流Ic。也有很小一部分电子(因为基区很薄)与基区的空穴复合,扩散的电子流与复合电子流之比例决定了三极管的放大能力。

3、集电区收集电子

由于集电结外加反向电压很大,这个反向电压产生的电场力将阻止集电区电子向基区扩散,同时将扩散到集电结附近的电子拉入集电区从而形成集电极主电流Icn。

另外集电区的少数载流子(空穴)也会产生漂移运动,流向基区形成反向饱和电流,用Icbo来表示,其数值很小,但对温度却异常敏感。

参考资料来源:百度百科-三极管

从结构上看,PNP型三极管的集电区和发射区是P型半导体,中间的基区是N型半导体,而NPN管的集电区和发射区是N型半导体,中间的基区是P型半导体。

从使用上看,PNP关工作时,发射极接高电压,集电极接低电压,而NPN管工作时,发射极接低电压,集电极接高电压。

三极管,全称应为半导体三极管,也称双极型晶体管、晶体三极管,是一种控制电流的半导体器件其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号, 也用作无触点开关。晶体三极管,是半导体基本元器件之一,具有电流放大作用,是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结,两个PN结把整块半导体分成三部分,中间部分是基区,两侧部分是发射区和集电区,排列方式有PNP和NPN两种。

电子三极管 Triode 这个是英汉字典里面“三极管”这个词汇的唯一英文翻译,这是和电子三极管最早出现有关系的,所以先入为主,也是真正意义上的三极管这个词最初所指的物品。其余的那些被中文里叫做三极管的东西,实际翻译的时候是绝对不可以翻译成Triode的,否则就麻烦大咯,严谨地说,在英文里面根本就没有三个脚的管子这样一个词汇!

电子三极管 Triode (俗称电子管的一种)

双极型晶体管 BJT (Bipolar Junction Transistor)

J型场效应管 Junction gate FET(Field Effect Transistor)

金属氧化物半导体场效应晶体管 MOS FET ( Metal Oxide Semi-Conductor Field Effect Transistor)英文全称

V型槽场效应管 VMOS (Vertical Metal Oxide Semiconductor )


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