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三极管和MOS管的原理图文分析

 

2023-08-12 14:50:11

晨欣小编

三极管(双极型晶体管)的原理:三极管有两种类型:NPN型和PNP型。以下是NPN型三极管的工作原理:

  1. NPN型三极管的结构: NPN型三极管由三个不同极性的半导体材料组成,分别是N型发射极、P型基极和N型集电极。

  2. 工作原理:

    • 截止状态: 当基极没有电流流过时,发射极-基极结和集电极-基极结都是反向偏置,三极管处于截止状态,无法导通。

    • 放大状态: 当向基极施加一个适当的正电压,发射极-基极结处于正向偏置。这将导致电子从发射极注入到基极,然后进入集电极。这个电子注入的过程造成了基极电流(Ib),进而导致集电极电流(Ic),放大电流。因此,三极管可以用作信号放大器。

    • 饱和状态: 当向基极施加更高的正电压,发射极-基极结继续正向偏置。当基极电流足够大时,三极管进入饱和状态,集电极-基极结也是正向偏置的。在饱和状态下,三极管相当于一个电流放大器和开关。

MOS管(金属氧化物半导体场效应晶体管)的原理:MOS管分为两种类型:N沟道型(N-channel)和P沟道型(P-channel)。以下是N沟道型MOS管的工作原理:

  1. N沟道型MOS管的结构: N沟道型MOS管由控制栅极、N型沟道和P型衬底组成。

  2. 工作原理:

    • 截止状态: 当控制栅极与源极之间没有电压时,N型沟道中没有载流子流动,MOS管处于截止状态,不导通。

    • 导通状态: 当向控制栅极施加正电压,控制栅极-源极间产生电场,形成一个电子通道,允许电流从源极流向漏极。这个电子通道的导电性可由控制栅极电压调控,因此MOS管可用作电压控制的开关。

    • 阈值电压: 控制栅极电压达到特定电压(阈值电压)时,MOS管开始导通。阈值电压通常是正数值。

比较:

  • 三极管和MOS管都是半导体器件,但其结构和工作原理不同。

  • 三极管的控制是通过基极电流实现的,MOS管的控制是通过控制栅极电压实现的。

  • 三极管的电流放大倍数相对较大,而MOS管的电流放大倍数相对较小。

  • 三极管在放大应用中常用,MOS管常用于开关和放大应用,尤其是在集成电路中。

  • MOS管的输入电阻相对较大,适用于高输入阻抗应用。

这只是三极管和MOS管的简要原理分析,详细了解每种器件的工作原理、特性以及应用场景,可以深入研究相关资料和参考书籍。


 

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