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大家好,感謝邀請,今天來為大家分享一下P型晶體管的輸出特性的問題,以及和簡述NPN型晶體管的工作原理的一些困惑,大家要是還不太明白的話,也沒有關(guān)系,因?yàn)榻酉聛韺榇蠹曳窒?,希望可以幫助到大家,解決大家的問題,下面就開始吧!
一、幫我總結(jié)下PNP管的特性
1、PNP晶體管是另一種類型晶體管。它的工作原理和NPN晶體管相似,只是在基區(qū)運(yùn)動(dòng)并放大信號的多數(shù)載流子是空穴而不是電子。PNP晶體管的發(fā)射結(jié)要正偏,基區(qū)的電壓要比發(fā)射區(qū)的電壓要高,而集電極要是多數(shù)載流子空穴通過,集電區(qū)的電壓要比基區(qū)的要低。這一點(diǎn)和NPN晶體管的極間電位正好相反。在雙極模擬集成電路中要應(yīng)用NPN-PNP互補(bǔ)設(shè)計(jì)以及某些偏置電路極性的要求,需要引入PNP結(jié)構(gòu)的晶體管。如橫向PNP管廣泛應(yīng)用于有源負(fù)載、電平位移等電路中。它的制作可與普通的 NPN管同時(shí)進(jìn)行,不需附加工序。在橫向PNP管中,發(fā)射區(qū)注入的少子(空穴)在基區(qū)中流動(dòng)的方向與襯底平行,故稱為橫向 PNP管??v向PNP管其結(jié)構(gòu)以P型襯底作集電區(qū),集電極從濃硼隔離槽引出。N型外延層作基區(qū),用硼擴(kuò)散作發(fā)射區(qū)。由于其集電極與襯底相通,在電路中總是接在最低電位處,這使它的使用場合受到了限制,在運(yùn)放中通常只能作為輸出級或輸出緩沖級使用。
2、其實(shí)PNP管與NPN管的工作原理都是一樣的,它們都依靠電子與空穴的復(fù)合來參與導(dǎo)電并形成電流。它們各極間都遵循相同的電流分配關(guān)系,基極較小的電流可以控制其它各極較大的電流,因此稱它們是電流控制型元件。由于它們都有兩個(gè)PN結(jié),因此稱作雙極型晶體管。它們都可用于放大、振蕩及開關(guān)電路,也可用來模擬電阻、電感、電容。
3、PNP與NPN最大的不同是制造集電區(qū)、發(fā)射區(qū)及基區(qū)的材料導(dǎo)電特性正好相反。因此,加在它們各極的工作電壓也相反。PNP管的發(fā)射極工作電壓高于基極與集電極,而NPN管的發(fā)射極工作電壓低于基極與集電極(要注意,這個(gè)電壓不是單以正負(fù)論的,它的高低是對各極間的比較,是相對的)。
4、由于制造上的原因,一開始以鍺PNP管為主,接著以硅NPN為主,后來的發(fā)展鍺與硅都有NPN管與PNP管。
5、PN結(jié)有單向?qū)ㄐ浴接正N接負(fù)時(shí)稱正向偏置。此時(shí)空間電荷區(qū)的寬度減小,兩側(cè)離子電荷量減少,擴(kuò)散電流占主導(dǎo)地位。因此此時(shí)的PN結(jié)表現(xiàn)為一個(gè)很小的電阻。
6、當(dāng)p接負(fù)N接正時(shí)稱反向偏置,空間電荷區(qū)變寬,組織電荷和空穴的擴(kuò)散,擴(kuò)散電流減少。漂移運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)。但是由于P區(qū)的電子和N區(qū)的空穴很少,所以形成的漂移電流很小。所以反向偏置PN結(jié)表現(xiàn)出很大的電阻。
二、場效應(yīng)管的特性是什么
1、場效應(yīng)管是電壓控制器件,它通過VGS(柵源電壓)來控制ID(漏極電流);
2、場效應(yīng)管的控制輸入端電流極小,因此它的輸入電阻(107~1012Ω)很大。
3、利用多數(shù)載流子導(dǎo)電,因此它的溫度穩(wěn)定性較好;
4、組成的放大電路的電壓放大系數(shù)要小于三極管組成放大電路的電壓放大系數(shù);
6、由于它不存在雜亂運(yùn)動(dòng)的電子擴(kuò)散引起的散粒噪聲,所以噪聲低。
場效應(yīng)管分為接合型場效應(yīng)管和MOS型場效應(yīng)管兩類。
接合型場效應(yīng)管即使柵極電壓為零,也有電流流通,因此用于恒定電流源或因低噪音而用于音頻放大器等。
MOS型場效應(yīng)管因其結(jié)構(gòu)簡單、速度快,且柵極驅(qū)動(dòng)簡單、具有耐破壞力強(qiáng)等特征,而且使用微細(xì)加工技術(shù)的話,即可直接提高性能,因此被廣泛使用于由LSI的基礎(chǔ)器件等高頻器件到功率器件(電力控制器件)等的領(lǐng)域中。
參考資料來源:百度百科——場效應(yīng)管
三、晶體管的作用是什么
1.二極管可以作為單向的開關(guān)使用
3.通過三極管的拼接也可以進(jìn)行邏輯的運(yùn)算
4.使用的芯片都是通過晶體管的拼接而組成的數(shù)字或者模擬電路
晶體管內(nèi)部的工作原理很簡單,對基極PS2707-1與發(fā)射極之間流過的電流進(jìn)行不斷地監(jiān)視,并控制集電極發(fā)射極間電流源使基極一發(fā)射極間電流的數(shù)十至數(shù)百倍(依晶體管的種類而異)的電流流在集電極與發(fā)射極之間。就是說,晶體管是用基極電流來控制集電極一發(fā)射極電流的器件。
從外部來看,因?yàn)樵诨鶚O輸入的電流被變大而出現(xiàn)在集電極、發(fā)射極端上,所以可看成將輸入信號進(jìn)行了放大。
在實(shí)際的晶體管雖然有數(shù)千個(gè)品種,然而只是在最大規(guī)格、電特性和外形等方面有所不同。
晶體管是將基極與發(fā)射極間流動(dòng)的電流檢測出來,進(jìn)而控制集電極一發(fā)射極間電流的器件,所以只要使電流在基極與發(fā)射極之間流動(dòng),它就工作。也就是說,設(shè)計(jì)一種外部電路使基極一發(fā)射極間電流流動(dòng)就可以了。
晶體管的低成本、靈活性和可靠性使得其成為非機(jī)械任務(wù)的通用器件,例如數(shù)字計(jì)算。在控制電器和機(jī)械方面,晶體管電路也正在取代電機(jī)設(shè)備,因?yàn)樗ǔJ歉阋恕⒏行У?,僅僅使用標(biāo)準(zhǔn)集成電路并編寫計(jì)算機(jī)程序來完成同樣的機(jī)械任務(wù),使用電子控制,而不是設(shè)計(jì)一個(gè)等效的機(jī)械控制。
因?yàn)榫w管的低成本和后來的電子計(jì)算機(jī)、數(shù)字化信息的浪潮來到了。由于計(jì)算機(jī)提供快速的查找、分類和處理數(shù)字信息的能力,在信息數(shù)字化方面投入了越來越多的精力。今天的許多媒體是通過電子形式發(fā)布的,最終通過計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)化和呈現(xiàn)為模擬形式。受到數(shù)字化革命影響的領(lǐng)域包括電視、廣播和報(bào)紙。
晶體管頻率特性參數(shù),常用的有以下2個(gè):
(1)特征頻率ft:它是指在測試頻率足夠高時(shí),使晶體管共發(fā)射極電流放大系數(shù)時(shí)的頻率。
在置換晶體管時(shí),主要考慮ft與fb。
除以上主要參數(shù)外,對于一些特殊的晶體管,在置換時(shí)還應(yīng)考慮以下參數(shù):
(1)對于低噪聲晶體管,在置換時(shí)應(yīng)當(dāng)用噪聲系數(shù)較小或相等的晶體管。
(2)對于具有自動(dòng)增益控制性能的晶體管,在置換時(shí)應(yīng)當(dāng)用自動(dòng)增益控制特性相同的晶體管。
(3)對于開關(guān)管,在置換時(shí)還要考慮其開關(guān)參數(shù)。
四、晶體管的主要參數(shù)
晶體管的主要參數(shù)有電流放大系數(shù)、耗散功率、頻率特性、集電極最大電流、最大反向電壓、反向電流等。
電流放大系數(shù)也稱電流放大倍數(shù),用來表示晶體管放大能力。
根據(jù)晶體管工作狀態(tài)的不同,電流放大系數(shù)又分為直流電流放大系數(shù)和交流電流放大系數(shù)。
1、直流電流放大系數(shù)直流電流放大系數(shù)也稱靜態(tài)電流放大系數(shù)或直流放大倍數(shù),是指在靜態(tài)無變化信號輸入時(shí),晶體管集電極電流IC與基極電流IB的比值,一般用hFE或β表示。
2、交流電流放大系數(shù)交流電流放大系數(shù)也稱動(dòng)態(tài)電流放大系數(shù)或交流放大倍數(shù),是指在交流狀態(tài)下,晶體管集電極電流變化量△IC與基極電流變化量△IB的比值,一般用hfe或β表示。
hFE或β既有區(qū)別又關(guān)系密切,兩個(gè)參數(shù)值在低頻時(shí)較接近,在高頻時(shí)有一些差異。晶體管(transistor)是一種固體半導(dǎo)體器件,可以用于檢波、整流、放大、開關(guān)、穩(wěn)壓、信號調(diào)制和許多其它功能。晶體管作為一種可變開關(guān),基于輸入的電壓,控制流出的電流,因此晶體管可做為電流的開關(guān),和一般機(jī)械開關(guān)(如Relay、switch)不同處在于晶體管是利用電訊號來控制,而且開關(guān)速度可以非常之快,在實(shí)驗(yàn)室中的切換速度可達(dá)100GHz以上。
半導(dǎo)體三極管,是內(nèi)部含有兩個(gè)PN結(jié),外部通常為三個(gè)引出電極的半導(dǎo)體器件。它對電信號有放大和開關(guān)等作用,應(yīng)用十分廣泛。輸入級和輸出級都采用晶體管的邏輯電路,叫做晶體管-晶體管邏輯電路,書刊和實(shí)用中都簡稱為TTL電路,它屬于半導(dǎo)體集成電路的一種,其中用得最普遍的是TTL與非門。TTL與非門是將若干個(gè)晶體管和電阻元件組成的電路系統(tǒng)集中制造在一塊很小的硅片上,封裝成一個(gè)獨(dú)立的元件。半導(dǎo)體三極管是電路中應(yīng)用最廣泛的器件之一,在電路中用“V”或“VT”(舊文字符號為“Q”、“GB”等)表示。
半導(dǎo)體三極管主要分為兩大類:雙極性晶體管(BJT)和場效應(yīng)晶體管(FET)。晶體管有三個(gè)極;雙極性晶體管的三個(gè)極,分別由N型跟P型組成發(fā)射極(Emitter)、基極(Base)和集電極(Collector);場效應(yīng)晶體管的三個(gè)極,分別是源極(Source)、柵極(Gate)和漏極(Drain)。晶體管因?yàn)橛腥N極性,所以也有三種的使用方式,分別是發(fā)射極接地(又稱共射放大、CE組態(tài))、基極接地、集電極接地。最常用的用途應(yīng)該是屬于訊號放大這一方面,其次是阻抗匹配、訊號轉(zhuǎn)換……等,晶體管在電路中是個(gè)很重要的組件,許多精密的組件主要都是由晶體管制成的。
三極管的導(dǎo)通三極管處于放大狀態(tài)還是開關(guān)狀態(tài)要看給三極管基極加的直流偏置,隨這個(gè)電流變化,三極管工作狀態(tài)由截止-線性區(qū)-飽和狀態(tài)變化而變,如果三極管Ib(直流偏置點(diǎn))一定時(shí),三極管工作在線性區(qū),此時(shí)Ic電流的變化只隨著Ib的交流信號變化,Ib繼續(xù)升高,三極管進(jìn)入飽和狀態(tài),此時(shí)三極管的Ic不再變化,三極管將工作在開關(guān)狀態(tài)。
三極管為開關(guān)管使用時(shí)工作在飽和狀態(tài)1,用放大狀態(tài)1表示不是很科學(xué)。
請對照三極管手冊的Ib;Ic曲線加以參考我的回答來理解三極管的工作狀態(tài),三極管be結(jié)和ce結(jié)導(dǎo)通三極管才能正常工作。
如果三極管沒有加直流偏置時(shí),放大電路時(shí)輸入的交流正弦信號正半周時(shí),基極對發(fā)射極而言是正的,由于發(fā)射結(jié)加的是反向電壓,此時(shí)沒有基極電流和集電極電流,此時(shí)集電極電流變化與基極反相,在輸入電壓的負(fù)半周,發(fā)射極電位對于基極電位為正的,此時(shí)由于發(fā)射極加的是正向電壓,才有基極和集電極電流通過,此時(shí)集電極電流變化與基極同相,在三極管沒有加直流偏置時(shí)三極管be結(jié)和ce結(jié)導(dǎo)通,三極管放大電路將只有半個(gè)波輸出將產(chǎn)生嚴(yán)重的失真。
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