晶體管（transistor）是一種固體半導(dǎo)體器件，包括二極管、三極管、場效應(yīng)管、晶閘管。。

二極管

一般特性：當(dāng)陽極和陰極之間加上>0.7V的電壓時，就會導(dǎo)通，導(dǎo)通后的二極管相當(dāng)于一個0.7V的電池，反之，則不導(dǎo)通，相當(dāng)于斷路。

(a). 實際中的二極管，可能在0.5V時就導(dǎo)通，且二極管兩端電壓實際是會隨電流增大而增大，只是很慢。

(2). 大多數(shù)時，近似看成b，其兩端電壓不會隨電流增大而增大。

(3). 個別時候，可以看成C，由于電流增大電壓確實增大，于是引入了二極管等效電阻rbe概念，在三極管中的放大電路中會用到。

動態(tài)特性：在低頻時，按電池理解即可，當(dāng)高頻信號加載在二極管時，就要考慮二極管的特性了。

（1）、 PN結(jié)除了構(gòu)成了如上圖的單向二極管外，還存在了1個結(jié)電容。因工藝不同，PN結(jié)點接觸可以減少結(jié)電容，但會降低二極管的通流能力，反之，面接觸的PN結(jié)流通能力強，但結(jié)電容大。結(jié)電容的存在會使二極管流過一定量的反相電荷；因此，這使得實際二極管需要一段時間來“恢復(fù)”反向阻斷能力。

（2）、如下圖，在Tf時刻前，二極管正向?qū)ǎ琔F=0.7V，IF很大；隨后，電路嘗試給二極管加反壓，反壓不會馬上加上去，二極管電流IF在t0時刻降到0。t0-t1這段時間，二極管電流不僅不會消失，反而成為反向電流，不斷增大這段時間稱為td（delay，不服控制的時間）。t1 時刻反射電流達(dá)到最大，t1-t2時間段反向電流終于慢慢減少到0，稱為tf（fall）下降時間。

（3）、td+tf=trr，反向恢復(fù)時間。這段時間，二極管反向?qū)āＳ捎趖f小，在寄生電感上會產(chǎn)生反向電壓，有可能會擊穿二極管。

（4）、恢復(fù)系數(shù)tf/td用來描述二極管反向恢復(fù)的“系數(shù)”，其越大，越不容易產(chǎn)生有害高壓。

（5）、按trr的大小區(qū)分二極管，可分為普通二極管（trr>ms,Eg:穩(wěn)壓二極管）、快恢復(fù)二極管(trr=(10ns,50ns))和肖特基二極管(trr<10ns+導(dǎo)通壓降小+恢復(fù)軟度小)。

（6）、穩(wěn)壓二極管在正向?qū)〞r，就是普通二極管的特性。當(dāng)它反向?qū)〞r與正向?qū)ú畈欢啵憩F(xiàn)為特定電壓的電池，只量不是0.7V，其通過改變電流來實現(xiàn)電壓穩(wěn)定的，因此要串聯(lián)上電阻來使用，才能發(fā)揮效果，且串聯(lián)的電阻要計算出合理的阻值，串上去使共兩端電壓為所需值。

三極管

BJT是雙極結(jié)型晶體管（Bipolar Junction Transistor—BJT）的縮寫，有PNP和NPN兩種組合結(jié)構(gòu)。三極管是電流控制型元件。

N：指負(fù)，是指4價硅加少量5價元素砷、磷等；PNP，4價硅加入少量的3價元素如硼等。

NPN管電壓定義、電流定義

PNP管電壓定義、電流定義

NPN、PNP的PN結(jié)

放大狀態(tài)是發(fā)射結(jié)正楄，集電結(jié)反偏

NPN的放大：電壓C>B>E

PNP的放大：電壓E>B>C

截止?fàn)顟B(tài)是發(fā)射結(jié)反楄，集電結(jié)反偏

飽和狀態(tài)是發(fā)射結(jié)正楄，集電結(jié)正偏

三極管的等效電路

（1）、Ic=βIb，是三極管的特征方程，N型管的Ib從B–>E，從C–>E

（2）、β可認(rèn)為是取決于生產(chǎn)工藝，幾十到幾百

（3）、三極管只能改變CE間的等效電阻RCE來實現(xiàn)Ic=βIb

（4）、RCE調(diào)至最小，都實現(xiàn)不了Ic=βIb，稱為“飽和”

（5）、RCE調(diào)至最大，都實現(xiàn)不了Ic=βIb，稱為“截止”

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輸入伏案特性曲線是基極電流與發(fā)射結(jié)電壓之間的關(guān)系(其可能受到集電極和發(fā)射結(jié)之間的電壓Uce影響)，發(fā)射結(jié)電壓大于0.7v時，三極管基極開始有電流。（除了0時有個特殊線，>0.7V的基本是一簇線）

輸出伏安特性性：在特定的基極電流條件下，集電極電流與集電極發(fā)射極壓降之間的關(guān)系。理想集電極電流應(yīng)該僅和基極電流有關(guān)系，與電壓無關(guān)，但是，一般實際飽和壓降Uces為0.3V，基極電流為0時，為截止區(qū)，理想三極管內(nèi)部無電流流動，實際極電極存在漏電流 。

左邊為輸出伏安特性測量方法，右邊為被簡化的輸出伏安特性曲線。

輸出伏安特性曲線

三極管的4種工作狀態(tài)

截止?fàn)顟B(tài)

Ibq非常小，以致Icq亦非常小，相當(dāng)于沒導(dǎo)通

放大狀態(tài)

Ibq合適，且Icq=βIcq,在輸出伏安特性曲線中，靜態(tài)工作點在放大區(qū)。一般，放大狀態(tài)是發(fā)射結(jié)正楄，集電結(jié)反偏。

飽和狀態(tài)

任何狀態(tài)下，只要Uce<Uces，三極管就處于飽和狀態(tài)，即在飽和狀態(tài)下Ibq不論如何增加，Icq都幾乎不再增加。一般，飽和狀態(tài)為發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都正偏

倒置狀態(tài)

放大電路把集電極和發(fā)射結(jié)接反了。

放大電路的靜態(tài)：是指輸入信號為零時的狀態(tài)，電路中只有直流量，因此可以用放大電路的直流通路來分析。靜態(tài)時，所有量下標(biāo)都用帶有字母Q（ Quiescent，沉寂）來表示。

放大電路的動態(tài)：是指電路中某一個量發(fā)生變化時，其他的參數(shù)按照一定的數(shù)量級跟隨變化。Eg；輸入1Mv的正弦波變化，可以得到100Mv的正弦波輸出。

靜態(tài)工作點：輸入信號為零，電路處于直流工作狀態(tài)時，這些電流、電壓的數(shù)值可用BJT 特性曲線上一個確定的點表示，該點習(xí)慣上稱為靜態(tài)工作點Q。用大俗話就是三極管處于靜態(tài)工作狀態(tài)的時候的基極電流。就是當(dāng)沒有交流信號輸入到基極的時候，三極管的基極電流。

靜態(tài)電阻與動態(tài)電阻：

純電阻在靜態(tài)時和動態(tài)時，電阻值相同不變。但是對于PN結(jié)而言，靜態(tài)時電阻為輸入伏安特性曲線U/I，動態(tài)電阻是輸入伏安特性曲線上該點切線斜率的倒數(shù)。

靜態(tài)RQ=UQ/IQ

動態(tài)R= l i m U ? 0 Δ U Δ I \frac{lim}{U\dashrightarrow0}\frac{ΔU}{ΔI}\quad U?0lim?ΔIΔU?

耦合：英文coupling，在電子學(xué)中，耦合是通過合適的方法（有線，無線，電阻，電容，電感，變壓器，空間場等）將能量或信息實現(xiàn)傳遞。

MOS管

MOS管是電壓控制型元件

MOS管的識別

問：哪個腳是S(源極)、哪個腳是G(柵極)哪個腳是D(漏極)?D和S，是N溝道還是P溝道MOS?1腳和3腳之間存在一個二極管，這個二極管有什么作用?如果接入電路，一般哪個接輸入哪個接輸出?

MOS三個極怎么判斷

它們是N溝道還是P溝道

Mos 管的寄生二極管

它是由生產(chǎn)工藝造成的，大功率MOS管漏極從硅片底部引出，就會有這個寄生二極管。小功率MOS管例如集成芯片中的MOS管是平面結(jié)構(gòu)，漏極引出方向是從硅片的上面也就是與源極等同一方向，沒有這個二極管。模擬電路書里講得就是小功率MOS管的結(jié)構(gòu)，所以沒有這個二極管。但D極和襯底之間都存在寄生二極管，如果是單個晶體管，襯底當(dāng)然接S極，因此自然在DS之間有二極管。如果在Ic里面，N—MOS襯底接最低的電壓，P—MOS襯底接最高電壓，不一定和S極相連，所以DS之間不一定有寄生二極管。那么寄生二極管起什么作用呢?當(dāng)電路中產(chǎn)生很大的瞬間反向電流時，可以通過這個二極管導(dǎo)出來，不至于擊穿這個MOS管。(起到保護(hù)MOS管的作用)

寄生二極管方向判定

MOS管的應(yīng)用

(1). 開關(guān)作用

MOS開關(guān)實現(xiàn)的是信號切換(高低電平）

MOS管做開關(guān)時在電路的接法

反過來接行不行?那是不行的。就拿NMOS管來說S極做輸入D極做輸出，由于寄生二極管直接導(dǎo)通，因此S極電壓可以無條件到D極（S–>D，PN結(jié)正向?qū)ǎ魏螘r候都會導(dǎo)通），MOS管就失去了開關(guān)的作用，同理PMOS管反過來接同樣失去了開關(guān)作用。接下來談?wù)凪OS管的開關(guān)條件，我們可以這么記，不論是P溝道還是N溝道，G極電壓都是與S極電壓做比較：

N溝道： UG>US時導(dǎo)通。 (簡單認(rèn)為)UG=US時截止。

但UG比US大(或小)多少伏時MOS管才會飽和導(dǎo)通呢?這要看具體的MOS管，不同的MOS管要求的壓差不同。比如筆記本上用于信號切換的MOS管：N7002，2N7002e，2N7002K，2N7002D，F(xiàn)DV301N等。UG比US大3V—5V即可。

P溝道：情況與N溝道全部相反， US>UG時導(dǎo)通。 (簡單認(rèn)為)UG=US時截止。

(2). 隔離作用

想實現(xiàn)線路上電流的單向流通，比如只讓電流由A->b，阻止由b->A，問該怎么做?

這樣的做法有一個缺點，二極管上會產(chǎn)生一個壓降，損失一些電壓信號。而使用MOS管做隔離，在正向?qū)〞r，在控制極加合適的電壓，可以讓MOS管飽和導(dǎo)通，這樣通過電流時幾乎不產(chǎn)生壓降。下面我們來看一個防電源反接電路。

這個電路當(dāng)電源反接時NMOS管截止，保護(hù)了負(fù)載。電源正接時由于NMOS管導(dǎo)通壓降比較小，幾乎不損失電壓，比在電源端加保險管再在負(fù)載并聯(lián)一個二極管的方案好。
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