基于CH3NH3PbI3单晶的Ta2O5顶栅双极性场效应晶体管

场效应晶体管特性

场效应管（FET）是利用控制输入回路的电场效应来控制输出回路电流的一种半导体器件，并以此命名。由于它仅靠半导体中的多数载流子导电，又称单极型晶体管。 工作原理场效应管工作原理用一句话说，就是“漏极-源极间流经沟道的漏极电流，用以栅极与沟道间的pn结形成的反偏的栅极电压控制漏极电流ID”。更正确地说，漏极电流ID流经通路的宽度，即沟道截面积，它是由pn结反偏的变化，产生耗尽层扩展变化控制的缘故。在VGS=0的非饱和区域，表示的过渡层的扩展因为不很大，根据漏极-源极间所加VDS的电场，源极区域的某些电子被漏极拉去，即从漏极向源极有电流漏极电流ID流动。从门极向漏极扩展的过度层将沟道的一部分构成堵塞型，漏极电流ID饱和。将这种状态称为夹断。这意味着过渡层将沟道的一部分阻挡，并不是电流被切断。 在过渡层由于没有电子、空穴的自由移动，在理想状态下几乎具有绝缘特性，通常电流也难流动。但是此时漏极-源极间的电场，实际上是两个过渡层接触漏极与门极下部附近，由于漂移电场拉去的高速电子通过过渡层。因漂移电场的强度几乎不变产生ID的饱和现象。其次，VGS向负的方向变化，让VGS=VGS(off)，此时过渡层大致成为覆盖全区域的状态。而且VDS的电场大部分加到过渡层上，将电子拉向漂移方向的电场，只有靠近源极的很短部分，这更使电流不能流通。 分类场效应管分为结型场效应管（JFET）和绝缘栅场效应管（MOS管）两大类。 按沟道材料型和绝缘栅型各分N沟道和P沟道两种；按导电方式：耗尽型与增强型，结型场效应管均为耗尽型，绝缘栅型场效应管既有耗尽型的，也有增强型的。 场效应晶体管可分为结场效应晶体管和MOS场效应晶体管，而MOS场效应晶体管又分为N沟耗尽型和增强型；P沟耗尽型和增强型四大类。 场效应管与双极性晶体管的比较，场效应管具有如下特点。 1. 场效应管是电压控制器件，栅极基本不取电流，它通过VGS(栅源电压)来控制ID（漏 极电流）；而晶体管是电流控制器件，基极必须取一定的电流。因此，在信号源额定电流极小的情况，应选用场效应管。 2. 场效应管是多子导电，而晶体管的两种载流子均参与导电。由于少子的浓度对温度、 辐射等外界条件很敏感，因此，它的温度稳定性较好；对于环境变化较大的场合，采用场效应管比较合适。 3. 场效应管的源极和漏极在结构上是对称的，可以互换使用，耗尽型MOS 管的栅——源电压可正可负。因此，使用场效应管比晶体管灵活。 4 . 场效应管除了和晶体管一样可作为放大器件及可控开关外，还可作压控可变线性电阻使用 特点与双极型晶体管相比，（1）场效应管的控制输入端电流极小，因此它的输入电阻很大。 （2）场效应管的抗辐射能力强； （3）由于不存在杂乱运动的电子扩散引起的散粒噪声，所以噪声低。

场效应管特性

根据三极管的原理开发出的新一代放大元件，有3个极性，栅极，漏极，源极，它的特点是栅极的内阻极高，采用二氧化硅材料的可以达到几百兆欧，属于电压控制型器件 -------------------------------------------------------------- 1.概念: 场效应晶体管（Field Effect Transistor缩写(FET)）简称场效应管.由多数载流子参与导电,也称为单极型晶体管.它属于电压控制型半导体器件. 特点: 具有输入电阻高（100000000～1000000000Ω）、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点,现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者. 作用: 场效应管可应用于放大.由于场效应管放大器的输入阻抗很高,因此耦合电容可以容量较小,不必使用电解电容器. 场效应管可以用作电子开关. 场效应管很高的输入阻抗非常适合作阻抗变换.常用于多级放大器的输入级作阻抗变换.场效应管可以用作可变电阻.场效应管可以方便地用作恒流源. 2.场效应管的分类:

场效应管分结型、绝缘栅型(MOS)两大类 按沟道材料:结型和绝缘栅型各分N沟道和P沟道两种. 按导电方式:耗尽型与增强型,结型场效应管均为耗尽型,绝缘栅型场效应管既有耗尽型的,也有增强型的。 场效应晶体管可分为结场效应晶体管和MOS场效应晶体管,而MOS场效应晶体管又分为N沟耗尽型和增强型;P沟耗尽型和增强型四大类.见下图: 3.场效应管的主要参数: Idss —饱和漏源电流.是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中,栅极电压UGS=0时的漏源电流. Up —夹断电压.是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中,使漏源间刚截止时的栅极电压. Ut —开启电压.是指增强型绝缘栅场效管中,使漏源间刚导通时的栅极电压. gM —跨导.是表示栅源电压UGS —对漏极电流ID的控制能力,即漏极电流ID变化量与栅源电压UGS变化量的比值.gM 是衡量场效应管放大能力的重要参数. BVDS —漏源击穿电压.是指栅源电压UGS一定时,场效应管正常工作所能承受的最大漏源电压.这是一项极限参数,加在场效应管上的工作电压必须小于BVDS. PDSM —最大耗散功率,也是一项极限参数,是指场效应管性能不变坏时所允许的最大漏源耗散功率.使用时,场效应管实际功耗应小于PDSM并留有一定余量. IDSM —最大漏源电流.是一项极限参数,是指场效应管正常工作时,漏源间所允许通过的最大电流.场效应管的工作电流不应超过IDSM Cds---漏-源电容 Cdu---漏-衬底电容 Cgd---栅-源电容 Cgs---漏-源电容 Ciss---栅短路共源输入电容 Coss---栅短路共源输出电容 Crss---栅短路共源反向传输电容 D---占空比（占空系数，外电路参数） di/dt---电流上升率（外电路参数） dv/dt---电压上升率（外电路参数） ID---漏极电流（直流） IDM---漏极脉冲电流 ID(on)---通态漏极电流 IDQ---静态漏极电流（射频功率管）

场效应晶体管

幻灯片1 迄今为止我们一直在讨论双极性晶体管（BJT），此外，还有很多种晶体管。场效应管是另一种很重要的晶体管，其控制参数是结电场，这与 BJT 上的控制电流相当。由于电场与电压有关，因此场效应管的一个主要优点是不需要有电流流入控制端（栅极也叫门极）。这就是说它有很高的输入阻抗和很低的漏电流。 最容易理解的是结型场效应管（JFETs）,我们首先对它进行一下详细的讨论。而金属氧化半导体场效应管（MOSFETs）则对数字逻辑尤为重要。

幻灯片2 对BJT晶体管来说有两种类型，即NPN和PNP两类，它们的区别在于多数载流子不同（电子或空穴）。 由于FET（场效应管）是由结上电场的变化来控制的，因此在控制端上接入电容可以进一步降低漏电流。而MOSFET的金属氧化物会在控制端即输入端即栅极处形成电容。

幻灯片3 我们首先介绍结型场效应管（JFET）工作原理及控制能力。要理解结型场效应管首先要了解导电沟道。 n型硅材料如图，其两侧各有一个接线端子。这实际上是一个其阻值取决于掺杂量的电阻。 JFET的三个端子分别叫做源极，漏极和门极。源极相当于BJT的射极，。是多数载流子的源头。在N型材料中，载流子是电子，源极是电子的源头。 漏极相当于BJT的集电极，因此多数载流子从源极流向漏极。对于n型材料来说，载流子是电子，故电流方向与载流的运动方向相反。 相反。

幻灯片4 栅极由两块P型区域构成，它们形成了从源极到漏极的导电通道。通常两个栅极是连在一起的，因此在封装后的器件上只能看到一个电极，即栅极。 注意，上图所示器件中，因其源极、门极和漏极分别为N型、P型和N 型所以是NPN型结型场效应管（JFET），而并非按从上向下的门——通道——门的杂质类型称其为PNP型。

§2.3 双极性晶体三极管综合习题1与参考答案-2018-6-10

§2.3 双极性晶体三极管综合习题1与答案 考核内容 1．掌握三极管的图形符号、文字符号、输入和输出特性。 2．掌握三极管的电流分配关系及放大原理。 双极性晶体三极管综合习题1 一、填空题 1、晶体三极管（Transistor）是晶体管电子电路的核心器件，具有电流放大和开关作用。在模拟电子电路中，它起放大作用；在脉冲和数字电路中，它起开关作用，逻辑门电路中的三极管则工作在截止状态和饱和状态。 2、晶体三极管是一个三端器件，根据其构造的不同，大体上可分双极型晶体管BJT（Bipolar Junction Transistor）和场效应管FET（Field Effect Transistor）。 3、双极晶体管（BJT）是一种电流控制器件，“双极”的含义是指其工作时电子和空穴这两种载流子都同时参与导电。双极结型晶体管（Bipolar Junction Transistor—BJT）又称为半导体三极管。 4、场效应管（FET）是电压控制型元件，利用场效应原理工作的晶体管，具有输入阻抗高，热稳定性好，抗辐射能力较强，集成度较高特点。 5、场效应晶体管又包含两种主要类型：结型场效应管（Junction FET，缩写为JFET)和金属-氧化物半导体场效应管（Metal-Oxide Semiconductor FET，缩写为MOS-FET）。其中，MOS管还分为增强型和耗尽型两种。与BJT不同的是，FET只由一种载流子（多数载流子）参与导电，因此场效应管也称为单极型晶体管。 *6、场效应晶体管的三个极，分别是源极（Source）、栅极（Gate）和漏极（Drain）。 7、双极晶体管（BJT）是由两个相距很近的PN结，通过一定的工艺制作成的一种半导体器件，即半导体三极管，又称为晶体三极管。 8、晶体三极管两个PN结两个PN结，一个PN结为发射结，另一个PN结为集电结。将发射极与基极之间的PN 结称为发射结；集电极与基极之间的PN结称为集电结。 9、晶体三极管两个PN结将整个半导体基片分成三个区域：发射区、基区和集电区，其中基区较薄。由这三个区各引出一个电极，分别称为发射极、（Emitter）、基极(Base) 和集电极（Collector），分别用字母E、B、C表示。 10、晶体三极管按导电类型的不同，三极管可分为PNP型和NPN型两大类。有箭头的电极是发射极，箭头方向表示发射结正向偏置时的电流方向，箭头方向向外是NPN型，箭头方向向内是PNP型，两种符号的区别在于发射极的箭头方向不同，实际上发射极箭头方向就是发射极正向电流的真实方向。 11、晶体三极管BJT种类很多，按照频率分，有高频管，低频晶体管，按照功率分，有小、中、大功率晶体管，按照半导体材料分，有硅管和锗晶体管等。 12、使三极管起放大作用的外部条件是：发射结加正向偏置电压，集电结加反向偏置电压。 13、三极管的电流分配规律公式I E I B +I C，即发射极电流等于基极电流和集电极电流之和。无论是NPN型管还是PNP型管，均符合这一规律。 14、三极管的电流放大作用实质：由于基极电流I B的变化，使集电极电流I C发生更大的变化。也就是说，基极电流I B的微小变化控制了集电极电流I C较大的变化，是“以小控大”的作用。 15、三极管I E电流与I B电流关系：I E = I B +I C= I B + B I? β=（1+ B I)β 16、基极电流和集电极电流之比基本为常量，该常量称为共发射极直流放大系数β，定义为： B C I I = β 17、基极电流有微小的变化量Δi B，集电极电流就会产生较大的变化量Δi C，且电流变化量之比也基本为常量，该 常量称为共发射交流放大系数β，定义为： B C Δi i? = β 18、已知工作在放大区的某三极管，如果当I B从12 uA 增大到22 uA 时，I C从l mA变为2mA，那么它的β约 100 1.0 1 12 .0 22 .0 1 2 B C= = - - = ? ? = I I β 19、NPN三极管中，电流I B、I C流入三极管，电流I E流出三极管； 20、PNP三极管中，电流I E流入三极管，电流I B、I C流出三极管。 21、共发射极电路基极为输入端，集电极为输出端。发射极作为公共端 22、共基极电路发射极为输入端，集电极为输出端，基极为公共端。 23、共集电极电路基极为输入端，发射极为输出端。集电极为公共端 24、根据三极管放大电路输入回路与输出回路公共端的不同，可将三极管放大电路分为共发射极，共基极，共集电 极三种电路。 25、在三极管放大电路中，应保证发射结正向偏置，而集电结反向偏置。 26、晶体三极管有三个区：发射区、基区、集电区；两个PN结：发射结(BE结)、集电结(BC结)；三个电极：发 射极e(E)、基极b(B)和集电极c(C)。 27、三极管的电流放大作用，指的是用较小的___I B____的变化，从而得到较大的集电极电流的变化。 28、三极管的特性曲线主要有输入特性曲线和输出特性曲线两种。 29、三极管输入特性曲线指三极管集电极与发射极间所加电压V CE一定时，I B与U BE之间的关系。 30、晶体管共发射极输出特性常用一族曲线表示，其中每一条曲线对应一个特定的I B。 31、三极管工作于饱和区时，其外部条件是发射结正偏，集电缜正偏。 32、三极管工作于放大区时，其外部条件是发射结正偏，集电结反偏。 33、三极管处于截止区时，其外部条件发射结反偏，集电结反偏。 34、特征频率fT是指β值下降到1的信号频率。 35、当I C过大时，电流放大系数β将下降。在技术上规定，使β下降到正常值的2/3时的集电极电流称集电极最大允许电流。

场效应晶体管

场效应晶体管中英文介绍（field-effect transistor，缩写：FET） 场效应晶体管是一种通过电场效应控制电流的电子元件。它依靠电场去控制导电沟道形状，因此能控制半导体材料中某种类型载流子的沟道的导电性。场效应晶体管有时被称为单极性晶体管，以它的单载流子型作用对比双极性晶体管（bipolar junction transistors，缩写：BJT）。尽管由于半导体材料的限制，以及曾经双极性晶体管比场效应晶体管容易制造，场效应晶体管比双极性晶体管要晚造出，但场效应晶体管的概念却比双极性晶体管早。 历史 场效应晶体管于1925年由Julius Edgar Lilienfeld和于1934年由Oskar Heil分别发明，但是实用的器件一直到1952年才被制造出来（结型场效应管，Junction-FET，JFET）。1960年Dawan Kahng发明了金属氧化物半导体场效应晶体管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-effect transistor, MOSFET），从而大部分代替了JFET，对电子行业的发展有着深远的意义。 基本信息 场效应管是多数电荷载体的设备。该装置由一个活跃的信道，通过该多数载流子，电子或空穴，从源到流向漏极。源极和漏极端子导体被连接到半导体通过欧姆接触。的通道的导电性的栅极和源极端子之间施加的电位是一个函数。 FET的三个端子是： 源极（S），通过其中的多数载流子输入通道。进入该通道，在S点的常规的电流被指定由IS。漏极（D），通过其中的多数载流子离开的通道。常规电流在D通道进入指定的ID。漏源电压VDS。 栅极（G），调制的通道的导电性的端子。通过施加电压至G，一个可以控制的ID。 场效应晶体管的类型 在耗尽模式的FET下，漏和源可能被掺杂成不同类型至沟道。或者在提高模式下的FET，它们可能被掺杂成相似类型。场效应晶体管根据绝缘沟道和栅的不同方法而区分。FET的类型有： DEPFET（Depleted FET）是一种在完全耗尽基底上制造，同时用为一个感应器、放大器和记忆极的FET。它可以用作图像（光子）感应器。 DGMOFET（Dual-gate MOSFET）是一种有两个栅极的MOSFET。 DNAFET是一种用作生物感应器的特殊FET，它通过用单链DNA分子制成的栅极去检测相配的DNA链。 FREDFET（Fast Recovery Epitaxial Diode FET）是一种用于提供非常快的重启（关闭）体二极管的特殊FET。 HEMT（高电子迁移率晶体管，High Electron Mobility Transistor），也被称为HFET（异质结场效应晶体管，heterostructure FET），是运用带隙工程在三重半导体例如AlGaAs中制造的。完全耗尽宽带隙造成了栅极和体之间的绝缘。 IGBT（Insulated-Gate Bipolar Transistor）是一种用于电力控制的器件。它和类双极主导电沟道的MOSFET的结构类似。它们一般用于漏源电压范围在200-3000伏的运行。功率MOSFET仍然被选择为漏源电压在1到200伏时的器件.

绝缘栅场效应晶体管工作原理及特性

绝缘栅场效应晶体管工作原理及特性 场效应管(MOSFET)是一种外形与普通晶体管相似，但控制特性不同的半导体器件。它的输入电阻可高达1015W，而且制造工艺简单，适用于制造大规模及超大规模集成电路。场效应管也称为MOS管，按其结构不同，分为结型场效应晶体管和绝缘栅场效应晶体管两种类型。在本文只简单介绍后一种场效应晶体管。 绝缘栅场效应晶体管按其结构不同，分为N沟道和P沟道两种。每种又有增强型和耗尽型两类。下面简单介绍它们的工作原理。 1、增强型绝缘栅场效应管 2、图6-38是N沟道增强型绝缘栅场效应管示意图。 在一块掺杂浓度较低的P型硅衬底上，用光刻、扩散工艺制作两个高掺杂浓度的N+区，并用金属铝引出两个电极，称为漏极D和源极S如图6-38(a)所示。然后在半导体表面覆盖一层很薄的二氧化硅(SiO2)绝缘层，在漏-源极间的绝缘层上再装一个铝电极，称为栅极G。另外在衬底上也引出一个电极B，这就构成了一个N沟道增强型MOS管。它的栅极与其他电极间是绝缘的。图6-38(b)所示是它的符号。其箭头方向表示由P(衬底)指向N(沟道)。 图6-38 N沟道增强型场效应管 场效应管的源极和衬底通常是接在一起的(大多数场效应管在出厂前已联结好)。从图 6-39(a)可以看出，漏极D和源极S之间被P型存底隔开，则漏极D和源极S之间是两个背靠背的PN结。当栅-源电压UGS=0时，即使加上漏-源电压UDS，而且不论UDS的极性如何，总有一个PN结处于反偏状态，漏-源极间没有导电沟道，所以这时漏极电流ID≈0。 若在栅-源极间加上正向电压，即UGS＞0，则栅极和衬底之间的SiO2绝缘层中便产生一个垂直于半导体表面的由栅极指向衬底的电场，这个电场能排斥空穴而吸引电子，因而使栅极附近的P型衬底中的空穴被排斥，剩下不能移动的受主离子(负离子)，形成耗尽层，同时P衬底中的电子(少子)被吸引到衬底表面。当UGS数值较小，吸引电子的能力不强时，漏-源极之间仍无导电沟道出现，如图6-39(b)所示。UGS增加时，吸引到P衬底表面层的电子就增多，当UGS达到某一数值时，这些电子在栅极附近的P衬底表面便形成一个N型薄层，且与两个N+区相连通，在漏-源极间形成N型导电沟道，其导电类型与P衬底相反，故又称为反型层，如图6-39(c)所示。UGS越大，作用于半导体表面的电场就越强，吸引到P衬底

单极 型 晶体管 与双极型 晶体管

单极型晶体管与双极型晶体管 单极型晶体管与双极型晶体管2011-10-3012:22一、单极型晶体管 单极型晶体管也称场效应管，简称FET(FieldEffectTransistor)。它是一 种电压控制型器件，由输入电压产生的电场效应来控制输出电流的大小。它工 作时只有一种载流子(多数载流子)参与导电，故称为单极型晶体管。 特点: 输入电阻高，可达107~1015Ω，绝缘栅型场效应管(IGFET)可高达1015Ω。 噪声低，热稳定性好，工艺简单，易集成，器件特性便于控制，功耗小， 体积小，成本低。 根据材料的不同可分为结型场效应管 JFET(JunctionFieldEffectTransistor)和绝缘栅型场效应管 IGFET(InsulatedGateFET)。 二、双极型晶体管 双极型晶体管也称晶体三极管，它是一种电流控制型器件，由输入电流控 制输出电流，其本身具有电流放大作用。它工作时有电子和空穴两种载流子参 与导电过程，故称为双极型三极管。 特点: 三极管可用来对微弱信号进行放大和作无触点开关。它具有结构牢固、寿 命长、体积小、耗电省等一系列独特优点，故在各个领域得到广泛应用。 根据材料的不同晶体三极管可分为硅管(Si)与锗管(Ge)。

硅三极管的反向漏电流小，耐压高，温度漂移小，且能在较高的温度下工 作和承受较大的功率损耗。锗三极管的增益大，频率响应好，尤其适用于低压 线路。 场效应管与双极型三极管的比较: 1、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;而在场效应管中只是多子参与导电，故又称为单极型三极管。因少子浓度受温度、辐射等因素影响较大，所以场效应管比三极管的温度稳定性好、抗辐射能力强、噪声系数很小。在环境条件(温度等)变化很大的情况下应选用 场效应管。 2、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109~1014Ω。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，灵活性比三极管强。但要注意，分立的场效应管，有时已经将衬底和源极在管 内短接，源极和漏极就不能互换使用了。 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，具有功耗低，热稳定性好，容易解决散热问题，工作电源电压范围宽等优点，且制作工艺简单，易于 集成化生产，因此在目前的大规模、超大规模集成电路中，MOS管占主要地位。 5、MOS管具有很低的级间反馈电容，一般为5-10pF，而三极管的集电结电容一般为20pF左右。 6、场效应管组成的放大电路的电压放大系数要小于三极管组成放大电路的电压放大系数。 7、由于MOS观的栅源极之间的绝缘层很薄，极间电容很小，而栅源极之间电阻又很大，带电物体靠近栅极时，栅极上感应少量电荷产生很高的电压，就 很难放掉，以至于栅源极之间的绝缘层击穿，造成永久性损坏。因此管子存放

§2.3 双极性晶体三极管综合习题1 -2018-6-10

§2.3 双极性晶体三极管综合习题1 考核内容 1．掌握三极管的图形符号、文字符号、输入和输出特性。 2．掌握三极管的电流分配关系及放大原理。 双极性晶体三极管自测题4 一、填空题 1、晶体三极管（Transistor）是晶体管电子电路的核心器件，具有电流放大和开关作用。在模拟电子电路中，它起作用；在脉冲和数字电路中，它起作用，逻辑门电路中的三极管则工作在状态和饱和状态。 2、晶体三极管是一个三端器件，根据其构造的不同，大体上可分双极型BJT（Bipolar Junction Transistor）和场效应管FET（Field Effect Transistor）。 3、双极晶体管（BJT）是一种控制器件，“双极”的含义是指其工作时电子和空穴这两种载流子都同时参与导电。双极结型晶体管（Bipolar Junction Transistor—BJT）又称为半导体三极管。 4、场效应管（FET）是控制型元件，利用场效应原理工作的晶体管，具有输入阻抗高，热稳定性好，抗辐射能力较强，集成度较高特点。 5、场效应晶体管又包含两种主要类型：结型场效应管（Junction FET，缩写为JFET)和金属-氧化物半导体场效应管（Metal-Oxide Semiconductor FET，缩写为MOS-FET）。其中，MOS管还分为增强型和耗尽型两种。与BJT不同的是，FET只由一种载流子（多数载流子）参与导电，因此场效应管也称为单极型晶体管。 *6、场效应晶体管的三个极，分别是（Source）、栅极（Gate）和漏极（Drain）。 7、双极晶体管（BJT）是由两个相距很近的结，通过一定的工艺制作成的一种半导体器件，即半导体三极管，又称为晶体三极管。 8、晶体三极管两个PN结两个PN结，一个PN结为发射结，另一个PN结为集电结。将发射极与基极之间的PN 结称为；集电极与基极之间的PN结称为。 9、晶体三极管两个PN结将整个半导体基片分成三个区域：发射区、基区和集电区，其中基区较薄。由这三个区各引出一个电极，分别称为、（Emitter）、(Base) 和集电极（Collector），分别用字母E、B、C表示。 10、晶体三极管按导电类型的不同，三极管可分为型和NPN型两大类。有箭头的电极是发射极，箭头方向表示发射结正向偏置时的电流方向，箭头方向向外是NPN型，箭头方向向内是型，两种符号的区别在于发射极的箭头方向不同，实际上发射极箭头方向就是发射极正向电流的真实方向。 11、晶体三极管BJT种类很多，按照频率分，有管，低频晶体管，按照功率分，有、中、大功率晶体管，按照半导体材料分，有硅管和锗晶体管等。 12、使三极管起放大作用的外部条件是：发射结加偏置电压，集电结加偏置电压。 13、三极管的电流分配规律公式I E = ，即发射极电流等于基极电流和集电极电流之和。无论是 NPN型管还是PNP型管，均符合这一规律。 14、三极管的电流放大作用实质：由于电流的变化，使集电极电流I C发生更大的变化。也就是说，基极 电流I B的微小变化控制了集电极电流I C较大的变化，是“以小控大”的作用。 15、三极管I E电流与I B电流关系：I E = I B 16、基极电流和集电极电流之比基本为常量，该常量称为共发射极直流放大系数β，定义为：= β 17、基极电流有微小的变化量Δi B，集电极电流就会产生较大的变化量Δi C，且电流变化量之比也基本为常量，该 常量称为共发射交流放大系数β，定义为：= β 18、已知工作在放大区的某三极管，如果当I B从12 uA 增大到22 uA 时，I C从l mA变为2mA，那么它的β约 = β 19、NPN三极管中，电流I B、I C流入三极管，电流流出三极管； 20、PNP三极管中，电流流入三极管，电流I B、I C流出三极管。 21、共发射极电路基极为输入端，集电极为输出端。作为公共端 22、共基极电路发射极为输入端，集电极为输出端，为公共端。 23、电路基极为输入端，发射极为输出端。集电极为公共端 24、根据三极管放大电路输入回路与输出回路公共端的不同，可将三极管放大电路分为共发射极，，共集 电极三种电路。 25、在三极管放大电路中，应保证发射结正向偏置，而反向偏置。 26、晶体三极管有三个区：发射区、基区、；两个PN结：发射结(BE结)、集电结(BC结)；三个电极： 发射极e(E)、基极b(B)和集电极c(C)。 27、三极管的电流放大作用，指的是用较小的___ ____的变化，从而得到较大的集电极电流的变化。 28、三极管的特性曲线主要有曲线和输出特性曲线两种。 29、三极管输入特性曲线指三极管集电极与发射极间所加电压V CE一定时，I B与之间的关系。 30、晶体管共发射极输出特性常用一族曲线表示，其中每一条曲线对应一个特定的。 31、三极管工作于饱和区时，其外部条件是发射结，集电缜。 32、三极管工作于放大区时，其外部条件是发射结，集电结。 33、三极管处于截止区时，其外部条件发射结，集电结。 34、特征频率fT是指β值下降到1的信号频率。 35、当I C过大时，电流放大系数β将下降。在技术上规定，使β下降到正常值的2/3时的集电极电流称。 1

MOS管特性

MOS管开关 在使用MOS管设计开关电源或者马达驱动电路的时候，大部分人都会考虑MOS的导通电阻，最大电压等，最大电流等，也有很多人仅仅考虑这些因素。这样的电路也许是可以工作的，但并不是优秀的，作为正式的产品设计也是不允许的。 下面是我对MOSFET及MOSFET驱动电路基础的一点总结，其中参考了一些资料，非全部原创。包括MOS管的介绍，特性，驱动以及应用电路。 1，MOS管种类和结构 MOSFET管是FET的一种（另一种是JFET），可以被制造成增强型或耗尽型，P沟道或N沟道共4种类型，但实际应用的只有增强型的N沟道MOS管和增强型的P沟道MOS管，所以通常提到NMOS，或者PMOS指的就是这两种。 至于为什么不使用耗尽型的MOS管，不建议刨根问底。 对于这两种增强型MOS管，比较常用的是NMOS。原因是导通电阻小，且容易制造。所以开关电源和马达驱动的应用中，一般都用NMOS。下面的介绍中，也多以NMOS为主。

MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在，这不是我们需要的，而是由于制造工艺限制产生的。寄生电容的存在使得在设计或选择驱动电路的时候要麻烦一些，但没有办法避免，后边再详细介绍。 在MOS管原理图上可以看到，漏极和源极之间有一个寄生二极管。这个叫体二极管，在驱动感性负载（如马达），这个二极管很重要。顺便说一句，体二极管只在单个的MOS管中存在，在集成电路芯片内部通常是没有的。 2，MOS管导通特性 导通的意思是作为开关，相当于开关闭合。 NMOS的特性，Vgs大于一定的值就会导通，适合用于源极接地时的情况（低端驱动），只要栅极电压达到4V或10V就可以了。 PMOS的特性，Vgs小于一定的值就会导通，适合用于源极接VCC 时的情况（高端驱动）。但是，虽然PMOS可以很方便地用作高端驱动，但由于导通电阻大，价格贵，替换种类少等原因，在高端驱动中，通常还是使用NMOS。 3，MOS开关管损失

功率场效应晶体管(MOSFET)基本知识.

功率场效应晶体管(MOSFET)基本知识功率场效应管(Power MOSFET)也叫电力场效应晶体管，是一种单极型的电压控制器件，不但有自关断能力,而且有驱动功率小,开关速度高、无二次击穿、安全工作区宽等特点。由于其易于驱动和开关频率可高达500kHz，特别适于高频化电力电子装置，如应用于DC/DC变换、开关电源、便携式电子设备、航空航天以及汽车等电子电器设备中。但因为其电流、热容量小，耐压低，一般只适用于小功率电力电子装置。 一、电力场效应管的结构和工作原理 电力场效应晶体管种类和结构有许多种，按导电沟道可分为P沟道和N沟道，同时又有耗尽型和增强型之分。在电力电子装置中，主要应用N沟道增强型。 电力场效应晶体管导电机理与小功率绝缘栅MOS管相同，但结构有很大区别。小功率绝缘栅MOS管是一次扩散形成的器件，导电沟道平行于芯片表面，横向导电。电力场效应晶体管大多采用垂直导电结构，提高了器件的耐电压和耐电流的能力。按垂直导电结构的不同，又可分为2种：V形槽VVMOSFET和双扩散VDMOSFET。 电力场效应晶体管采用多单元集成结构，一个器件由成千上万个小的MOSFET组成。N沟道增强型双扩散电力场效应晶体管一个单元的部面图，如图1(a)所示。电气符号，如图1(b)所示。 电力场效应晶体管有3个端子：漏极D、源极S和栅极G。当漏极接电源正，源极接电源负时，栅极和源极之间电压为0，沟道不导电，管子处于截止。如果在栅极和源极之间加一正向电压UGS，并且使UGS大于或等于管子的开启电压UT，则管子开通，在漏、源极间流过电流ID。UGS超过UT越大，导电能力越强，漏极电流越大。 二、电力场效应管的静态特性和主要参数

场效应管

场效应管 百科名片 场效应晶体管（Field Effect Transistor缩写(FET)）简称场效应管。由多数载流子参与导电，也称为单极型晶体管。它属于电压控制型半导体器件。具有输入电阻高（10^7～10^12Ω）、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点，现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者。 目录 简介 特点 工作原理 分类 作用 使用优势 对比 型号命名 主要参数 直流参数 交流参数 极限参数 测量方法 判断方法 产品特性 电气特性 参数符号 注意事项 应用领域 类型 引申信息 历史 电极 组成 展开 简介 特点 工作原理 分类 作用 使用优势 对比 型号命名 主要参数 直流参数 交流参数

极限参数 测量方法 判断方法 产品特性 电气特性 参数符号 注意事项 应用领域 类型 引申信息 历史 电极 组成 展开 编辑本段简介 场效应管(3张) 场效应管（FET）是利用控制输入回路的电场效应来控制输出回路电流的一种半导体器件，并以此命名。 由于它仅靠半导体中的多数载流子导电，又称单极型晶体管。 FET 英文为Field Effect Transistor，简写成FET。[1] 特点 与双极型晶体管相比，场效应管具有如下特点。 （1）场效应管是电压控制器件，它通过VGS(栅源电压)来控制ID（漏极电流）； （2）场效应管的控制输入端电流极小，因此它的输入电阻( Ω)很大。 （3）它是利用多数载流子导电，因此它的温度稳定性较好； （4）它组成的放大电路的电压放大系数要小于三极管组成放大电路的电压放大系数；（5）场效应管的抗辐射能力强； （6）由于不存在杂乱运动的电子扩散引起的散粒噪声，所以噪声低。

场效应管的特性

场效应管的特性 根据三极管的原理开发出的新一代放大元件，有3个极性，栅极，漏极，源极，它的特点是栅极的内阻极高，采用二氧化硅材料的可以达到几百兆欧，属于电压控制型器件。[编辑本段]1.概念: 场效应管场效应晶体管（Field Effect Transistor缩写(FET)）简称场效应管.由多数载流子参与导电,也称为单极型晶体管.它属于电压控制型半导体器件. 特点: 具有输入电阻高（100MΩ～1 000MΩ）、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽、热稳定性好等优点,现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者. 作用: 场效应管可应用于放大.由于场效应管放大器的输入阻抗很高,因此耦合电容可以容量较小,不必使用电解电容器. 场效应管可以用作电子开关. 场效应管很高的输入阻抗非常适合作阻抗变换.常用于多级放大器的输入级作阻抗变换.场效应管可以用作可变电阻.场效应管可以方便地用作恒流源. [编辑本段]2.场效应管的分类: 场效应管分结型、绝缘栅型(MOS)两大类 按沟道材料:结型和绝缘栅型各分N沟道和P沟道两种. 按导电方式:耗尽型与增强型,结型场效应管均为耗尽型,绝缘栅型场效应管既有耗尽型的,也有增强型的。 场效应晶体管可分为结场效应晶体管和MOS场效应晶体管,而MOS场效应晶体管又分为N沟耗尽型和增强型;P沟耗尽型和增强型四大类. [编辑本段]3.场效应管的主要参数:

Idss —饱和漏源电流.是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中,栅极电压UGS=0时的漏源电流. Up —夹断电压.是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中,使漏源间刚截止时的栅极电压. Ut —开启电压.是指增强型绝缘栅场效管中,使漏源间刚导通时的栅极电压. gM —跨导.是表示栅源电压UGS —对漏极电流ID的控制能力,即漏极电流ID变化量与栅源电压UGS变化量的比值.gM 是衡量场效应管放大能力的重要参数. BVDS —漏源击穿电压.是指栅源电压UGS一定时,场效应管正常工作所能承受的最大漏源电压.这是一项极限参数,加在场效应管上的工作电压必须小于BVDS. PDSM —最大耗散功率,也是一项极限参数,是指场效应管性能不变坏时所允许的最大漏源耗散功率.使用时,场效应管实际功耗应小于PDSM并留有一定余量. IDSM —最大漏源电流.是一项极限参数,是指场效应管正常工作时,漏源间所允许通过的最大电流.场效应管的工作电流不应超过IDSM Cds---漏-源电容 Cdu---漏-衬底电容 Cgd---栅-漏电容 Cgs---漏-源电容 Ciss---栅短路共源输入电容 Coss---栅短路共源输出电容 Crss---栅短路共源反向传输电容 D---占空比（占空系数，外电路参数） di/dt---电流上升率（外电路参数） dv/dt---电压上升率（外电路参数）

功率场效应晶体管(MOSFET)原理

功率场效应晶体管(MOSFET)原理 功率场效应管(Power MOSFET)也叫电力场效应晶体管，是一种单极型的电压控制器件，不但有自关断能力,而且有驱动功率小,开关速度高、无二次击穿、安全工作区宽等特点。由于其易于驱动和开关频率可高达500kHz，特别适于高频化电力电子装置，如应用于DC/DC变换、开关电源、便携式电子设备、航空航天以及汽车等电子电器设备中。但因为其电流、热容量小，耐压低，一般只适用于小功率电力电子装置。 一、电力场效应管的结构和工作原理 电力场效应晶体管种类和结构有许多种，按导电沟道可分为P沟道和N沟道，同时又有耗尽型和增强型之分。在电力电子装置中，主要应用N沟道增强型。 电力场效应晶体管导电机理与小功率绝缘栅MOS管相同，但结构有很大区别。小功率绝缘栅MOS管是一次扩散形成的器件，导电沟道平行于芯片表面，横向导电。电力场效应晶体管大多采用垂直导电结构，提高了器件的耐电压和耐电流的能力。按垂直导电结构的不同，又可分为2种：V形槽VVMOSFET和双扩散VDMOSFET。 电力场效应晶体管采用多单元集成结构，一个器件由成千上万个小的MOSFET组成。N沟道增强型双扩散电力场效应晶体管一个单元的部面图，如图1(a)所示。电气符号，如图1(b)所示。 电力场效应晶体管有3个端子：漏极D、源极S和栅极G。当漏极接电源正，源极接电源负时，栅极和源极之间电压为0，沟道不导电，管子处于截止。如果在栅极和源极之间加一正向电压U GS，

并且使U GS大于或等于管子的开启电压U T，则管子开通，在漏、源极间流过电流I D。U GS超过U T越大，导电能力越强，漏极电流越大。 二、电力场效应管的静态特性和主要参数 Power MOSFET静态特性主要指输出特性和转移特性，与静态特性对应的主要参数有漏极击穿电压、漏极额定电压、漏极额定电流和栅极开启电压等。{{分页}} 1、静态特性 （1）输出特性 输出特性即是漏极的伏安特性。特性曲线，如图2(b)所示。由图所见，输出特性分为截止、饱和与非饱和3个区域。这里饱和、非饱和的概念与GTR不同。饱和是指漏极电流I D不随漏源电压 U DS的增加而增加，也就是基本保持不变；非饱和是指地U CS一定时，I D随U DS增加呈线性关系变化。 （2）转移特性 转移特性表示漏极电流I D与栅源之间电压U GS的转移特性关系曲线，如图2(a)所示。转移特性可表示出器件的放大能力，并且是与GTR中的电流增益β相似。由于Power MOSFET是压控器件，因此用跨导这一参数来表示。跨导定义为 （1） 图中U T为开启电压，只有当U GS=U T时才会出现导电沟道，产生漏极电流I D。

场效应管与双极型三极管的比较

场效应管与双极型三极管的比较： 1、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；而在场效应管中只是多子参与导电，故又称为单极型三极管。因少子浓度受温度、辐射等因素影响较大，所以场效应管比三极管的温度稳定性好、抗辐射能力强、噪声系数很小。在环境条件（温度等）变化很大的情况下应选用场效应管。 2、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109～1014Ω。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，灵活性比三极管强。但要注意，分立的场效应管，有时已经将衬底和源极在管内短接，源极和漏极就不能互换使用了。 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，具有功耗低，热稳定性好，容易解决散热问题，工作电源电压范围宽等优点，且制作工艺简单，易于集成化生产，因此在目前的大规模、超大规模集成电路中，MOS管占主要地位。 5、MOS管具有很低的级间反馈电容，一般为5—10pF，而三极管的集电结电容一般为20pF左右。

6、场效应管组成的放大电路的电压放大系数要小于三极管组成放大电路的电压放大系数。 7、由于MOS观的栅源极之间的绝缘层很薄，极间电容很小，而栅源极之间电阻又很大，带电物体靠近栅极时，栅极上感应少量电荷产生很高的电压，就很难放掉，以至于栅源极之间的绝缘层击穿，造成永久性损坏。因此管子存放时，应使栅极与源极短接，避免栅极悬空。尤其是焊接MOS管时，电烙铁外壳要良好接地。 8、BJT是利用小电流的变化控制大电流的变化； JFET是利用PN结反向电压对耗尽层厚度的控制，来改变导电沟道的宽窄，从而控制漏极电流的大小；MOSEFET是利用栅源电压的大小，来改变半导体表面感生电荷的多少，从而控制漏极电流的大小。 MOSFET用双极性三极管的代替方法： 一般说来，双极性三极管不能直接代替MOSFET，这是因为它们的控制特性不一样，MOSFET是电压控制的器件，而双极性三极管是电流控制的器件。MOSFET的控制电路是电压型的，双极性三极管不能直接代换MOSFET的，原驱动 MOSFET的电路由于驱动电流太小，不足于驱动双极性三极。要想用原电路驱动双极性三极管，必须要在双极性三极管之前加装电流放大装置。基于这个思想，在双极性三极管之前加装电流放大器，把电压驱动改为了电流驱动，即可代换成功。 MOS器件保护措施：

MOS场效应管的特性

第五章MOS 场效应管的特性5.1MOS 场效应管5.3体效应第五章MOS 场效应管的特性 5.1 MOS 场效应管 5.2 MOS 管的阈值电压 5.3 体效应 1 1 5.5MOSFET 的噪声5.6MOSFET 尺寸按比例缩小5.7 MOS 器件的二阶效应5.4 MOSFET 的温度特性 5.5 MOSFET 的噪声 5.6 MOSFET 尺寸按比例缩小 5.7 MOS 器件的二阶效应

1）N 型漏极与P 型衬底；2）N 型源极与P 型衬底。 5.1 MOS 场效应管 5.1.1 MOS 管伏安特性的推导 两个PN 结： 图2）1）2 同双极型晶体管中的PN 结一样，在 结周围由于载流子的扩散、漂移达 到动态平衡，而产生了耗尽层。3）一个电容器结构： 3） 栅极与栅极下面的区域形成一个电容器，是MOS 管的核心，决定了MOS 管的伏安特性。

p+/ n+ n(p) MOSFET的三个基本几何参数 tox poly-Si diffusion D W G L 3 p+/ n+ ?栅长: ?栅宽: ?氧化层厚度: L W t ox S

MOSFET的三个基本几何参数 ?L min、W min和t ox由工艺确定 ?L min：MOS工艺的特征尺寸(feature size) 决定MOSFET的速度和功耗等众多特性 ?L和W由设计者选定 ?通常选取L= L min，设计者只需选取W，W是主要的设计变量。 ?W影响MOSFET的速度，决定电路驱动能力和功耗 4

MOSFET 的伏安特性:电容结构 ?当栅极不加电压或加负电压时，栅极下面的区域保持P 型导电类型，漏和源之间等效于一对背靠背的二极管，当漏源电极之间加上电压时，除了PN 结的漏电流之外，不会有更多电流形成。 ?当栅极上的正电压不断升高时，P 型区内的空穴被不断地排斥到衬底方向。当栅极上的电压超过阈值电压V T ，在5 栅极下的P 型区域内就形成电子分布，建立起反型层，即N 型层，把同为N 型的源、漏扩散区连成一体，形成从漏极到源极的导电沟道。这时，栅极电压所感应的电荷Q 为 Q =CV ge 式中V ge 是栅极对衬底的有效控制电压，其值为栅极到衬 底表面的电压减去阈值电压。