三极管与MOS管工作原理全解析学习笔记

了解三极管的组成,分为基极,集电极和发射极。

1.三极管的核心特性为用基极的小电流,控制集电极-发射极之间的大电流,从而实现电流放大,也可以做电子开关。

2.三极管分为两大类,PNP与NPN。其中PNP发射极箭头指向基极,NPN发射极箭头离开基极。

了解三极管的种类,根据不同特性有不同的三极管。如根据功率,工作效率,封装形式,PN结材料等等。

如图为常见的三极管材料。

1.PNP三极管可以看作是两个二极管串联,空穴是多数载流子,电流方向从发射极流入。

放大条件:发射结正偏、集电结反偏;电位关系:V-e > V-b > V-c。

2.NPN三极管中间薄层为P型材料多数为自由电子。核心作用为放大弱信号(作为电路中最常用的三极管)

放大条件:发射结正偏、集电结反偏;电位关系:V-c > V-b > V-e。

如图为两类三极管的示意图。

当发射极反偏,集电极反偏时,三极管加入截止状态。此时基极没有有效的控制信号,导致两个PN结都关断了

发射极正偏,集电极反偏时,进入放大状态。,本质为小的基极电流,按比例控制大的集电极电流。

发射极正偏,集电极正偏时,进入饱和状态。,此时I-c不在随着I-b按β倍数增长。I-c = βI-b失效

此时C-E之间类似导通。

数字电路,三极管做电子开关导通时,就工作在饱和区。

左边的图为输出特性曲线图,描述三种工作状态下的基极电流I-b。右边的图为输入特性曲线图,描述基极电流I-b随发射结电压U-be的变化。

如图为mos管的两种类型。其中都含有三个极:

Gate(G)栅极:控制极,栅极几乎不取电流,只用电压控制导通

Source(S)源极:载流子来源

Drain(D)漏极:载流子流出端。

1.PMOS的导电载流子为空穴,采用源极S接高电位(VCC)的电源接法。栅极低电平->导通,栅极高电平->截止。

2.NMOS的导电载流子为自由电子。采用源极S接地电位(GND)的电源接法。栅极高电平->导通。栅极低电平->截止。

如图为PMOS与NMOS的等效模型。

如图,左边为NMOS的输出特性曲线,有图为转移特性曲线。

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