第14章-单结晶体管与场效应管[]课件.ppt
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- 14 单结晶体管 场效应 课件
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1、新世纪应用型高等教育网络专业系列规划教材大 连 理 工 大 学 出 版 社主 编:王 扬 帆 主 审:栾 良 龙 新 世 纪 高 职 高 专 教 材 编 审 委 员 会 组 编大 连 理 工 大 学 出 版 社 单结晶体管与场效应管的基础知识单结晶体管与场效应管的基础知识单结晶体管与场效应管的标识单结晶体管与场效应管的标识单结晶体管与场效应管的检测单结晶体管与场效应管的检测第14章 单结晶体管与场效应管大 连 理 工 大 学 出 版 社学习单结晶体管和场效应管的电路符号、结构与分类。学习单结晶体管和场效应管的电路符号、结构与分类。了解单结晶体管和场效应管的性能指标,了解它们的特点和主要应用。了
2、解单结晶体管和场效应管的性能指标,了解它们的特点和主要应用。掌握单结晶体管和场效应管的标识。掌握单结晶体管和场效应管的标识。掌握用万用表检测单结晶体管和场效应晶体管的引脚排列及好坏判断的技能。掌握用万用表检测单结晶体管和场效应晶体管的引脚排列及好坏判断的技能。能用单结晶体管、场效应晶体管完成简单功能的电路。能用单结晶体管、场效应晶体管完成简单功能的电路。第14章 单结晶体管与场效应管大 连 理 工 大 学 出 版 社14.1 单结晶体管与场效应管的基础知识14.1.1 单结晶体管单结晶体管大 连 理 工 大 学 出 版 社图14-114.1 单结晶体管与场效应管的基础知识大 连 理 工 大 学
3、 出 版 社单结晶体管可分为单结晶体管可分为N型基极单结晶体管和型基极单结晶体管和P型基极单结晶型基极单结晶体管两大类,具有陶瓷封装和金属壳封装等形式,常见单结体管两大类,具有陶瓷封装和金属壳封装等形式,常见单结晶体管外形如图晶体管外形如图14-2所示。单结晶体管的文字符号为所示。单结晶体管的文字符号为“V”,电路图形符号如图电路图形符号如图14-3所示。所示。1单结晶体管的种类单结晶体管的种类14.1 单结晶体管与场效应管的基础知识大 连 理 工 大 学 出 版 社图图14-2图图14-314.1 单结晶体管与场效应管的基础知识大 连 理 工 大 学 出 版 社2单结晶体管的主要性能指标单结
4、晶体管的主要性能指标(1)分压比分压比(2)峰点电压与电流峰点电压与电流(3)谷点电压与电流谷点电压与电流(4)调制电流调制电流(5)耗散功率耗散功率14.1 单结晶体管与场效应管的基础知识大 连 理 工 大 学 出 版 社14.1 单结晶体管与场效应管的基础知识3单结晶体管的特点和工作原理单结晶体管的特点和工作原理单结晶体管最重要的特点是具有负阻特性。单结晶体管最重要的特点是具有负阻特性。单结晶体管的工作原理如下单结晶体管的工作原理如下:以以N型基极单结晶体管为例,当发射极电压型基极单结晶体管为例,当发射极电压UE大于峰点电压大于峰点电压UP时,时,PN结正向偏置,单结晶体管随着发射极电流结
5、正向偏置,单结晶体管随着发射极电流I IE的增加,大量空穴从发射极注的增加,大量空穴从发射极注入硅晶体,导致发射极与第一基极间的电阻急剧减小,其间的电位也就减入硅晶体,导致发射极与第一基极间的电阻急剧减小,其间的电位也就减小,呈现出负阻特性。小,呈现出负阻特性。大 连 理 工 大 学 出 版 社单结晶体管的基本作用是组成脉冲产生电路,包括张弛振单结晶体管的基本作用是组成脉冲产生电路,包括张弛振荡波形发生器等,并可使电路结构大为简化。此外,单结晶体荡波形发生器等,并可使电路结构大为简化。此外,单结晶体管还可用作延时电路和触发电路。管还可用作延时电路和触发电路。14.1 单结晶体管与场效应管的基础
6、知识4单结晶体管的作用单结晶体管的作用大 连 理 工 大 学 出 版 社14.1 单结晶体管与场效应管的基础知识14.1.2 场效应管场效应管场效应晶体管通常简称场效应管,是一种利用场效应原理场效应晶体管通常简称场效应管,是一种利用场效应原理工作的半导体器件,外形如图工作的半导体器件,外形如图14-4所示。和普通双极型晶体管所示。和普通双极型晶体管相比较,场效应管具有输入阻抗高、噪声低、动态范围大、功相比较,场效应管具有输入阻抗高、噪声低、动态范围大、功耗小、易于集成等特点,得到了越来越广泛的应用。耗小、易于集成等特点,得到了越来越广泛的应用。大 连 理 工 大 学 出 版 社14.1 单结晶
7、体管与场效应管的基础知识图图14-4大 连 理 工 大 学 出 版 社14.1 单结晶体管与场效应管的基础知识1场效应管的分类场效应管的分类场效应管的种类很多,场效应管主要分为结型场效应管和绝缘栅型场效应场效应管的种类很多,场效应管主要分为结型场效应管和绝缘栅型场效应管两大类。管两大类。按沟道材料分按沟道材料分:结型和绝缘栅型场效应管又各分为结型和绝缘栅型场效应管又各分为N沟道和沟道和P沟道两种。沟道两种。绝缘栅型场效应管也叫做金属氧化物半导体场效应管,简称为绝缘栅型场效应管也叫做金属氧化物半导体场效应管,简称为MOS场效应场效应管,而管,而MOS场效应晶体管又分为场效应晶体管又分为N沟道耗尽
8、型沟道耗尽型,N沟道增强型沟道增强型,P沟道耗尽型和沟道耗尽型和P沟沟道增强型四大类。道增强型四大类。场效应管还有单栅极管和双栅极管之分。双栅场效应管与单栅场效应管相场效应管还有单栅极管和双栅极管之分。双栅场效应管与单栅场效应管相比,具有两个互相独立的栅极比,具有两个互相独立的栅极G1和和G2,从结构上看相当于两个单栅场效应管串,从结构上看相当于两个单栅场效应管串联而成,其输出电流的变化受到两个栅极电压的控制。双栅场效应管的这种特联而成,其输出电流的变化受到两个栅极电压的控制。双栅场效应管的这种特性,为其用作高频放大器、增益控制放大器、混频器和解调器带来很大方便。性,为其用作高频放大器、增益控
9、制放大器、混频器和解调器带来很大方便。场效应管的文字符号为场效应管的文字符号为“VT”,电路图形符号如图,电路图形符号如图14-5所示。所示。大 连 理 工 大 学 出 版 社14.1 单结晶体管与场效应管的基础知识图图14-5大 连 理 工 大 学 出 版 社14.1 单结晶体管与场效应管的基础知识2.场效应管的主要性能指标场效应管的主要性能指标(1)饱和漏源电流)饱和漏源电流(2)夹断电压)夹断电压(3)开启电压)开启电压(4)跨导)跨导大 连 理 工 大 学 出 版 社14.1 单结晶体管与场效应管的基础知识3.场效应管的工作原理场效应管的工作原理场效应管的基本工作原理如图场效应管的基本
10、工作原理如图14-6所所示示(以结型以结型N沟道管为例沟道管为例)。由于栅极。由于栅极G接接有负偏压有负偏压(UG),在,在U附近形成耗尽层。附近形成耗尽层。(1)当负偏压当负偏压(UG)的绝对值增大时,的绝对值增大时,耗尽层增大,沟道减小,漏极电流耗尽层增大,沟道减小,漏极电流D减减小。小。(2)当负偏压当负偏压(UG)的绝对值减小时,的绝对值减小时,耗尽层减小,沟道增大,漏极电流耗尽层减小,沟道增大,漏极电流D增增大。大。(3)场效应管的偏置电压场效应管的偏置电压图图14-6大 连 理 工 大 学 出 版 社14.1 单结晶体管与场效应管的基础知识和双极型晶体管一样,场效应管用于放大等电路
11、时,其栅极也和双极型晶体管一样,场效应管用于放大等电路时,其栅极也应加偏置电压。应加偏置电压。结型场效应管的栅极应加反向偏置电压,即结型场效应管的栅极应加反向偏置电压,即N沟道管加负向栅压,沟道管加负向栅压,P沟道管加正向栅压沟道管加正向栅压;增强型绝缘栅场效应管应加正向栅压增强型绝缘栅场效应管应加正向栅压;耗尽型绝耗尽型绝缘栅场效应管的栅压可正可负可为缘栅场效应管的栅压可正可负可为“”,如表,如表14-1所示。加偏置的所示。加偏置的方法有固定偏置法、自给偏置法、直接耦合法等。方法有固定偏置法、自给偏置法、直接耦合法等。大 连 理 工 大 学 出 版 社14.1 单结晶体管与场效应管的基础知识
12、大 连 理 工 大 学 出 版 社14.1 单结晶体管与场效应管的基础知识4.场效应管的工作原理场效应管的工作原理场效应管的特点是山栅极电压场效应管的特点是山栅极电压UG控制其漏极电流控制其漏极电流D。和普通双。和普通双极型晶体管相比较,具有输入电阻高极型晶体管相比较,具有输入电阻高(108 109)、噪声小、功耗、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竟争者。等优点,现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竟争者。(1)场效应管的特点场效应管的特点大 连 理
13、工 大 学 出 版 社14.1 单结晶体管与场效应管的基础知识(2)场效应管的应用场效应管的应用场效应管可应用于放大电路。由于场效应管放大器的输入阻抗很高,场效应管可应用于放大电路。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。因此耦合电容可以容量较小,不必使用电解电容器。场效应管很高的输入阻抗非常适合作阻抗变换。常用于多级放大器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。的输入级作阻抗变换。场效应管可以用作可变电阻。场效应管可以用作可变电阻。场效应管可以方便地用作恒流源。场效应管可以方便地用作恒流源。场效应管可以用作电子开关
14、。场效应管可以用作电子开关。大 连 理 工 大 学 出 版 社14.2 单结晶体管与场效应管的标识14.2.1 单结晶体管与场效应管的命名单结晶体管与场效应管的命名第一部分第一部分:用字母用字母“B”表示半导体管表示半导体管;第二部分第二部分:用字母用字母“T,表示特种管,表示特种管;第二部分第二部分:用数字用数字“3”表示有表示有3个电极个电极第四部分第四部分:用数字表示耗散功率用数字表示耗散功率;第五部分第五部分:用字母表示特性参数分类。用字母表示特性参数分类。1.单结晶体管的命名方法单结晶体管的命名方法国产单结晶体管的型号命名由国产单结晶体管的型号命名由5部分组成部分组成:BT3数字字母
15、数字字母大 连 理 工 大 学 出 版 社14.2 单结晶体管与场效应管的标识2.单结晶体管的引脚单结晶体管的引脚单结晶体管共有单结晶体管共有3只引脚,分别是发射极只引脚,分别是发射极E、第一基极、第一基极B1,第二基极,第二基极B2。两种典型单结晶体管的引脚排列如图两种典型单结晶体管的引脚排列如图14-7所示。但是,需要说明的是,不同厂家、所示。但是,需要说明的是,不同厂家、不同型号的单结晶体管的引脚排列方式不同,所以,我们不能靠简单的记忆来判定单不同型号的单结晶体管的引脚排列方式不同,所以,我们不能靠简单的记忆来判定单结晶体管的引脚排列。结晶体管的引脚排列。图图14-7大 连 理 工 大
16、学 出 版 社14.2 单结晶体管与场效应管的标识3.单结晶体管的引脚单结晶体管的引脚(1)场效应管的命名场效应管的命名我国现行场效应管的命名方法有两种我国现行场效应管的命名方法有两种:第一种命名方法与双极型二极管相同,第二位字母第一种命名方法与双极型二极管相同,第二位字母J代表结型场代表结型场效应管效应管,O代表绝缘栅场效应管。第二位字母代表材料,代表绝缘栅场效应管。第二位字母代表材料,D是是P型硅,型硅,反型层是反型层是N沟道沟道;C是是N型硅型硅P沟道。例如,沟道。例如,3DJ6D是结型是结型N沟道场效应沟道场效应三极管,三极管,3DO6C是绝缘栅型是绝缘栅型N沟道场效应三极管。沟道场效
17、应三极管。第二种命名方法是第二种命名方法是CSXX#,CS代表场效应管代表场效应管,XX以数字代表型号的以数字代表型号的序号,序号,#用字母代表同一型号中的不同规格。例如用字母代表同一型号中的不同规格。例如CS14A、CS45G等。等。大 连 理 工 大 学 出 版 社14.2 单结晶体管与场效应管的标识(2)场效应管的识别场效应管的识别场效应管一般具有场效应管一般具有3只引脚只引脚(双栅管有双栅管有4只引脚只引脚),分别是栅极,分别是栅极G、源极、源极S和漏极和漏极D,它们的功能分别对应于双极型晶体管的基极它们的功能分别对应于双极型晶体管的基极B、发射极、发射极E和集电极和集电极C。场效应管
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