雙極結(jié)及場效應(yīng)晶體管(BJT和FET)

單詞“晶體管”是指可以執(zhí)行開關(guān)和放大的半導(dǎo)體器件。 您可能從上一教程中回憶起，可以用作開關(guān)或放大器的電子設(shè)備稱為有源組件。 電開關(guān)和放大并不是從1948年晶體管的發(fā)明開始的。 但是，本發(fā)明是一個(gè)新時(shí)代的開始，因?yàn)榕c晶體管擴(kuò)散之前使用的有源組件（稱為真空管）相比，晶體管體積小，效率高且具有機(jī)械彈性。

該教程將簡要討論兩種最常見類型的晶體管的基本特征和功能。 在本后面，我們將詳細(xì)了解晶體管的工作方式以及電路設(shè)計(jì)人員如何使用晶體管。

雙極結(jié)型晶體管

在上一教程中，我們了解了pn結(jié)的特殊特性。 如果我們將另一部分半導(dǎo)體材料添加到pn結(jié)，則將有一個(gè)雙極結(jié)晶體管（BJT）。 如下圖所示，我們可以添加一部分n型半導(dǎo)體來創(chuàng)建一個(gè)npn晶體管，或者我們可以添加一部分p型半導(dǎo)體來形成一個(gè)pnp晶體管。

n型和p型半導(dǎo)體的三層組合產(chǎn)生了一個(gè)三端子設(shè)備，該設(shè)備允許流過基極端子的電流較小，從而調(diào)節(jié)發(fā)射極和集電極端子之間的較大電流。在npn晶體管中，控制電流從基極流向發(fā)射極，調(diào)節(jié)電流從集電極流向發(fā)射極。 在pnp晶體管中，控制電流從發(fā)射極流到基極，調(diào)節(jié)電流從發(fā)射極流到集電極。 下圖中的箭頭表示了這些當(dāng)前模式。

場效應(yīng)晶體管

顧名思義，場效應(yīng)晶體管（FET）使用電場來調(diào)節(jié)電流。 因此，我們可以將BJT和FET視為半導(dǎo)體放大和開關(guān)這一主題的兩個(gè)基本變化：BJT允許小電流調(diào)節(jié)大電流，而FET允許小電壓調(diào)節(jié)大電流。

場效應(yīng)晶體管由兩個(gè)被溝道隔開的摻雜半導(dǎo)體區(qū)域組成，并且以改變溝道的載流特性的方式向器件施加電壓。 下圖使您了解其工作原理。

如您所見，被通道隔開的端子稱為源極和漏極，而柵極是施加控制電壓的端子。 盡管此圖有助于介紹一般的FET操作，但實(shí)際上是在描述一種相對(duì)不常見的器件，稱為結(jié)型場效應(yīng)晶體管（JFET）。 如今，絕大多數(shù)場效應(yīng)晶體管是金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（MOSFET）。

MOSFET具有將柵極與溝道分隔開的絕緣層。 因此，與BJT不同，MOSFET不需要穩(wěn)態(tài)輸入電流。 通過施加電壓可以簡單地調(diào)節(jié)流過通道的電流。 下圖顯示了n溝道MOSFET（也稱為NMOS晶體管）的物理結(jié)構(gòu)和基本操作。 NMOS晶體管中的多數(shù)載流子是電子； 具有空穴作為多數(shù)載流子的p型晶體管稱為p溝道MOSFET或PMOS晶體管。

兩個(gè)重?fù)诫s的n型區(qū)域被p型溝道隔開。 假設(shè)源和基板都接地。 如果柵極也接地，則電流將無法流過溝道，因?yàn)槭┘拥铰O的電壓會(huì)導(dǎo)致反向偏置的pn結(jié)。 然而，施加到柵極的正電壓排斥溝道中的空穴，從而產(chǎn)生耗盡區(qū)，并從源極和漏極部分吸引電子。 如果電壓足夠高，則通道將具有足夠的移動(dòng)電子，以在向漏極施加電壓時(shí)允許電流從漏極流向源極。

結(jié)論

由于它們?cè)试S較小的電流或電壓來調(diào)節(jié)電流，因此BJT和MOSFET可以用作電子開關(guān)和放大器。 開關(guān)動(dòng)作是通過提供在兩種狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的輸入信號(hào)來完成的。 這些輸入狀態(tài)之一導(dǎo)致全電流流動(dòng)，而另一個(gè)導(dǎo)致零電流流動(dòng)。 通過偏置晶體管來實(shí)現(xiàn)放大，以便較小的輸入信號(hào)變化會(huì)在電流中產(chǎn)生相應(yīng)的較大幅度變化。

壹芯微科技針對(duì)二三極管,MOS管作出了良好的性能測試，應(yīng)用各大領(lǐng)域，如果您有遇到什么需要幫助解決的,可以點(diǎn)擊右邊的工程師,或者點(diǎn)擊銷售經(jīng)理給您精準(zhǔn)的報(bào)價(jià)以及產(chǎn)品介紹