目前应用最***,工艺最成熟的半导体材料就是硅(Si),大家电脑和手机中CPU都是用硅做的,以硅举例,经过取材和反复提炼之后的高纯硅是几乎绝缘的,人们也没法直接拿一块高纯硅来用,这需要后续的掺杂,才能使其具有导电性,再加上其他许多后续的半导体工艺,才能真正做成各类器件芯片,投入实用。
掺杂的意思就是,往一块半导体里掺其他元素,即使只掺万分之一,甚至更少数量的其他元素,这个半导体的导电性能,就会发生几万倍甚至更大幅度的变化。并且,根据掺杂元素的种类和浓度的不同,它的导电性能和其他特性还会发生有趣的变化。掺入Ⅲ族元素的硅是P(positive,正)型半导体,主要以空穴导电;掺入Ⅴ族元素的硅是N(negative,负)型半导体,主要以电子导电。(这个具体的形成过程比较简单,略,想要进一步了解私聊我,或者翻阅教科书)
能够小型化非常关键,晶体管带来了微电子的革命变化。Brattain所制作的晶体管是所有晶体管的基础。合肥晶体管品牌企业
下面的分析仅对于NPN型硅晶体管三极管。如上图所示,我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib;把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流 Ic。这两个电流的方向都是流出发射极的,所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。
三极管的放大作用就是:集电极电流受基极电流的控制(假设电源 能够提供给集电极足够大的电流的话),并且基极电流很小的变化,会引起集电极电流很大的变化,且变化满足一定的比例关系:集电极电流的变化量是基极电流变 化量的β倍,即电流变化被放大了β倍,所以我们把β叫做三极管的放大倍数(β一般远大于1,例如几十,几百)。
如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间,这就会引起基极电流Ib的变化,Ib的变化被放大后,导致了Ic很大的变化。如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的,那么根据电压计算公式 U=R*I 可以算得,这电阻上电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出来,就得到了放大后的电压信号了。
温州晶体管供应想要弄懂晶体管,就要先弄懂二极管。
MMIC电路设计中的场效应晶体管(FET)技术介绍 *
场效应晶体管(FETs)的结构和操作
FETs的俯视图,如同俯视MMIC晶圆表面,如图1所示。电流横向流过晶圆表面,从漏极到源极,并在栅极接触下通过。
图1、场效应晶体管(FET)的俯视图
注意,这只是单个栅极FET(或基本单元),并且这种器件,尤其是功率FET,由多个栅极指状物构成(以后我们会更详细地介绍)。
图1中FET的截面图“A-A”如图2所示,FET形成有半导体的低掺杂层,其在晶片表面下方形成导电沟道(channel),如图2(a)所示。沟道通常是n掺杂的,因此存在自由电子以在沟道中传输电流。金属源极和漏极端子通过欧姆接触与该导电沟道接触到半导体的重掺杂层。如果在漏极和源极触点之间放置电压,则电流可以在它们之间流动,直到沟道(channel)中的所有自由电子都传导电流为止。如果栅极端子上的电压为零,则该电流称为漏源饱和电流(IDSS)。这是场效应晶体管的“导通”状态。
在现代电子系统设计中,随着集成电路集成度越来越高,在设计电路时,晶体三极管作为逻辑开关的使用非常***。晶体三极管作为开关管使用时,是利用了让三极管工作在饱和模式下,也即是在最左侧时BE关闭,在最右侧时CE导通。上面的水龙头例子对三极管做了较为清晰的理解,在进行电路设计时,需要有一个可以量化的设计指标,即基极电流和集电极电流的关系来做量化分析。在进行三极管的饱和状态设计时,可以采用如下公式:
式中, 是基极流入发射极的电流; 是三极管的放大倍数; 是集电极的电流。
有时候需要用晶体三极管来对输入的信号做放大处理,在电路设计中,晶体三极管想选型可以按照如下步骤进行。
(一) 、需要明确制作什么样性能的电路,也即是说,要有一个系统的电路设计的规格书;
(二) 、确定要使用电源的电压,来保证电路的正常工作;
(三) 、选择所要使用的晶体管的类型,PNP或者NPN,一般NPN型三极管使用的要多一些。应根据晶体三极管Datasheet里的比较大额定值选择,保证其不会在工作时损坏,在额定值内查看其电气特性,根据目标信号放大倍数选定合适的三极管;
这个晶体三极管究竟是如何完成这神奇的功能的呢?
工作电压和阈值电压大小比较时,MOS管工作状态
另外,以上的MOS晶体管叫做增强型MOS晶体管,MOS晶体管不只有这一种,还有许多许多种,比如①不加电压,②和③之间通电,加上电压之后反而不通电了的,这叫做耗尽型晶体管。另外,P型衬底的叫做P型MOS管,N型衬底的叫做N型MOS管,这方面想要详细了解,翻阅教科书。(此处修改,PMOS是导电沟道为P沟道的MOS,即N-body加电压后沟道反型,沟道区域的多数载流子由电子变成空穴,这个沟道叫做P-Channel,如下右图所示。NMOS也是同样的道理)
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场效应管是电压控制元件,而晶体管是电流控制元件。合肥晶体管品牌企业
三极管放大原理参考示意图
① 如图 2.20 (a)所示:当发射结无电压或施加电压在门限电压以下,相当于闸门关紧时,水未从水龙头底部通过水嘴流出来。此时, ec 之间电阻值无穷大, ec 之间的电流处于截止状态,或者说是开关的 OFF 状态。
子元器件基础知识- -三极管 *
三极管,是一种具有三个电极的装置,也称为双极型晶体管、晶体三极管,实质上就是一块半导体基片上的两个PN结将其隔成基区、发射区和集电区,从而引出基极、发射机和集电极三个电极,按结构可将其分为NPN型和PNP型。
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