晶体管与场效应管的研究

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1、模拟电子技术研究性实验报告模拟电子技术研究论文晶体管与场效应管的研究学院：电子信息工程学院专业：通信工程学号：12211170姓名：陈睿哲指导教师：白双2014年6月模拟电子技术研究性实验报告目录摘要..........................................01...一、结构类型..................................02...二、工作原理..................................05...三、特性比较................................

2、..07...四、适用领域..................................08...五、参考文献..................................11...模拟电子技术研究性实验报告【摘要】：本文通过综合比较晶体管与场效应管，分别分析晶体管与场效应管的结构，类型以及它们的工作原理，并对两者的特性进行比较。通过比较晶体管和场效应管的特性，分析两者各自适用的场合。【关键字】：场效应管双极型晶体管结构原理适用场合第10页模拟电子技术研究性实验报告一、结构类型1、双极型晶体管1.1结构双极型晶体管是一种电流控制器件

3、，由两个背靠背PN结构成的具有电流放大作用的晶体三极管。起源于1948年发明的点接触晶体三极管，50年代初发展成结型三极管即现在所称的双极型晶体管。双极型晶体管有两种基本结构：PNP型和NPN型。在这3层半导体中，中间一层称基区，外侧两层分别称发射区和集电区。当基区注入少量电流时，在发射区和集电区之间就会形成较大的电流，这就是晶体管的放大效应。1.2类型双极型晶体管有两种基本类型;PNP型（图A）和NPN型（图B），由两个背靠背的PN结组成。在这三层半导体中,中间一层叫基区（B），左右两层分别叫发射区（E）和集电区（C）。发射区和基区间形成发射

4、结，集电区和基区间形成集电结。第10页模拟电子技术研究性实验报告晶体管按功率耗散能力大小可分为小功率管、中功率管、大功率管。按工作频率的高低可分为低频管、高频管、微波管。按制造工艺又可分为合金管、合金扩散管、台式管、外延平面管。合金管的基区宽度和结电容都较大,频率性能差,一般仅用于低频电路。合金扩散管的基区由扩散形成,基区较薄,基区杂质分布所形成的内建场能加速少数载流子渡越，因此它的频率特性较好，可用于高频范围。外延平面管的基区和发射区都可用扩散或离子注入工艺形成，基区宽度可精确控制到0.1微米。采用电子束曝光、干法腐蚀等新工艺可获得亚微米的管

5、芯图形线条。因此，它的工作频率可从超高频一直延伸到微滤X波段。外延平面管加上掺金工艺可制成超高速开关管和各种高速集成电路（如ECL电路）。1、场效应管1.1结构在两个高掺杂的P区中间，夹着一层低掺杂的N区（N区一般很薄），形成了两个PN结。在N区的两端各做一个欧姆接触电极，在两个P区上也做上欧姆电极，并把这两P区连起来，就构成了一个场效应管。如下图所示。第10页模拟电子技术研究性实验报告1.2类型场效应管主要分结型场效应管和绝缘栅型场效应管。绝缘栅型场效应管的衬底（B）与源极（S）连在一起，它的三个极分别为栅极（G）、漏极（D）和源极（S）。晶

6、体管分NPN和PNP管，它的三个极分别为基极（b）、集电极（c）、发射极（e）。场效应管的G、D、S极与晶体管的b、c、e极有相似的功能。绝缘栅型效应管和结型场效应管的区别在于它们的导电机构和电流控制原理根本不同，结型管是利用耗尽区的宽度变化来改变导电沟道的宽窄以便控制漏极电流，绝缘栅型场效应管则是用半导体表面的电场效应、电感应电荷的多少去改变导电沟道来控制电流。它们性质的差异使结型场效应管往往运用在功放输入级，绝缘栅型场效应管则用在输出级。按沟道材料型和绝缘栅型各分N沟道和P沟道两种。按导电方式又分为耗尽型与增强型。上图所示即为N沟道结型场效

7、应管的结构示意图。下图为分类示意图。第10页模拟电子技术研究性实验报告一、工作原理1、双极型晶体管1.1NPN管的工作原理发射结加正偏，集电结反偏1.2PNP管的工作原理发射结加正偏，集电结反偏第10页模拟电子技术研究性实验报告发射区向基区提供载流子，基区传送和控制载流子，集电区收集载流子。在晶体管中，窄的基区将发射结和集电结紧密地联系在一起。从而把正偏下发射结的正向电流几呼全部地传输到反偏的集电结回路中去。这是晶体管能实现放大功能的关键所在。所以三极管在工作时一定要加上适当的直流偏置电压才能起放大作用。1、场效应管场效应管工作原理用一句话说，

8、就是“漏极-源极间流经沟道的，用以栅极与沟道间的PN结形成的反偏的栅极电压控制”。更正确地说，流经通路的宽度，即沟道截面积，它是由PN结反偏的变化，产