电子管,晶体管,三极管,场效应管,MOS以及CMOS的区别和联系教学教材

电子管,晶体管,三极管,场效应管,M O S以及C M O S的区别和联

系

电子管，晶体管，三极管，场效应管，MOS以及CMOS的区别和联

系

电子管：一种在气密性封闭容器中产生电流传导，利用电场对真空中的电子流的作用以获得信号放大或振

荡的电子器件，常用于早期电子产品中。

晶体管（transistor）：一种固体半导体器件，可以用于检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制和许多其它功能。晶体管作为一种可变开关，基于输入的电压，控制流出的电流，因此晶体管可做为电流的开关，和一般机械开关（如Relay、switch）不同处在于晶体管是利用电讯号来控制，而且开关速度可以非

常之快，在实验室中的切换速度可达100GHz以上。

电子管与晶体管代表了电子元器件发展过程中的两个阶段：电子管——晶体管——集成电路。

电子管可分为电子二极管，电子三极管等，晶体管也分为半导体二极管，半导体三极管等。

三极管：半导体三极管的简称，是一种电流控制型半导体器件，由多子和少子同时参与导电，也称双极型

晶体管（BJT）或晶体三极管。

场效应管(FET)：Field Effect Transistor，一种电压控制型半导体器件，由多数载流子参与导电,也称为单

极型晶体管。

MOS：场效应管的一种。

CMOS：互补金属氧化物半导体，是一种类似MOS管设计结构的多MOS结构组成的电路，是一种由无

数电子元件组成的储存介质。

三极管MOS管原理(很详细)

双极型晶体管
双极型晶体管又称三极管。电路表示符号： Ｂ Ｊ Ｔ 。根据功率的不同具有不同的外形结构。
（ａ ）小功率管 （ｂ ）小功率管 （ｃ ）中功率管 （ｄ ）大功率管
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双极型晶体管的几种常见外形

一. 基本结构
由两个掺杂浓度不同且背靠背排列的PN结组成， 根据排列方式的不同可分为NPN型和PNP型两种,每个 PN结所对应区域分别称为发射区、基区和集电区。
C NPN型 B
基极
集电极
集电极
C P N P E
2
N P N E 发射极
PNP型
B
基极 发射极

C B IB E
IC B IE IB
C
IC
E
IE
NPN型三极管
PNP型三极管
制成晶体管的材料可以为Si或Ge。
3

集电区： 面积较大
C N P N E
集电极
基区：较薄， 掺杂浓度低
基极
B
发射区：掺 杂浓度较高
4
发射极

C N P N E
集电极
集电结
Ｂ Ｊ Ｔ 是非线性元 件，其工作特性与其 工作模式有关： 当Ｅ Ｂ 结加正偏，Ｃ Ｂ 结 加反偏时， Ｂ Ｊ Ｔ 处于放 大模式；
基极
B
发射结 发射极
当Ｅ Ｂ 结和Ｃ Ｂ 结均加正偏时， Ｂ Ｊ Ｔ 处于饱和模式； 当Ｅ Ｂ 结加零偏或反偏、Ｃ Ｂ 结加反偏时， Ｂ Ｊ Ｔ 处于截止 模式。 Ｂ Ｊ Ｔ 主要用途是对变化的电流、电压信号进行放大， 饱和模式和截止模式主要用于数字电路中。
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场效应管和mos管的区别

功率场效应晶体管MOSFET 1.概述 MOSFET的原意是：MOS（Metal Oxide Semiconductor金属氧化物半导体），FET（Field Effect Transistor场效应晶体管），即以金属层（M）的栅极隔着氧化层（O）利用电场的效应来控制半导体（S）的场效应晶体管。 功率场效应晶体管也分为结型和绝缘栅型,但通常主要指绝缘栅型中的MOS型（Metal Oxide Semiconductor FET）,简称功率MOSFET（Power MOSFET）。结型功率场效应晶体管一般称作静电感应晶体管（Static Induction Transistor——SIT）。其特点是用栅极电压来控制漏极电流，驱动电路简单，需要的驱动功率小，开关速度快，工作频率高，热稳定性优于GTR，但其电流容量小，耐压低，一般只适用于功率不超过10kW的电力电子装置。 2.功率MOSFET的结构和工作原理 功率MOSFET的种类：按导电沟道可分为P沟道和N沟道。按栅极电压幅值可分为；耗尽型；当栅极电压为零时漏源极之间就存在导电沟道，增强型；对于N（P）沟道器件，栅极电压大于（小于）零时才存在导电沟道，功率MOSFET主要是N沟道增强型。 2.1功率MOSFET的结构 功率MOSFET的内部结构和电气符号如图1所示；其导通时只有一种极性的载流子（多子）参与导电，是单极型晶体管。导电机理与小功率MOS管相同，但结构上有较大区别，小功率MOS管是横向导电器件，功率MOSFET大都采用垂直导电结构，又称为VMOSFET （Vertical MOSFET），大大提高了MOSFET器件的耐压和耐电流能力。 按垂直导电结构的差异，又分为利用V型槽实现垂直导电的VVMOSFET和具有垂直导电双扩散MOS结构的VDMOSFET（Vertical Double-diffused MOSFET），本文主要以VDMOS 器件为例进行讨论。 功率MOSFET为多元集成结构，如国际整流器公司（International Rectifier）的HEXFET 采用了六边形单元；西门子公司（Siemens）的SIPMOSFET采用了正方形单元；摩托罗拉公司（Motorola）的TMOS采用了矩形单元按“品”字形排列。 2.2功率MOSFET的工作原理 截止：漏源极间加正电源，栅源极间电压为零。P基区与N漂移区之间形成的PN结J1 反偏，漏源极之间无电流流过。 导电：在栅源极间加正电压UGS，栅极是绝缘的，所以不会有栅极电流流过。但栅极的正电压会将其下面P区中的空穴推开，而将P区中的少子—电子吸引到栅极下面的P区表面 当UGS大于UT（开启电压或阈值电压）时，栅极下P区表面的电子浓度将超过空穴浓度，使P型半导体反型成N型而成为反型层，该反型层形成N沟道而使PN结J1消失，漏极和源极导电。 2.3功率MOSFET的基本特性

经典三极管与场效应管的比较

第2章晶体三极管和场效应管 教学重点 1 ?掌握晶体三极管的结构、工作电压、基本连接方式和电流分配关系。 2 ?熟练掌握晶体三极管的放大作用；共发射极电路的输入、输出特性曲线；主要参 数及温度对参数的影 响。 3?了解MOS 管的工作原理、特性曲线和主要参数。 教学难点 1 ?晶体三极管的放大作用 2 ?输入、输出特性曲线及主要参数 学时分配 序号 内 容 学时 1 2.1晶体三极管 4 2 2.2场效应管 4 3 本章小结与习题 4 本章总课时 8 2.1晶体三极管 晶体三极管：是一种利用输入电流控制输出电流的电流控制型器件。 特点：管内有两种载流子参与导电。 2.1.1三极管的结构、分类和符号 一、晶体三极管的基本结构 1 ?三极管的外形：如图 2.1.1所示。 2 ?特点：有三个电极，故称三极管。 3?三极管的结构：如图 2.1.2所示。 晶体三极管有三个区一一发射区、 基区、集电区； 两个PN 结一一发射结（BE 结）、集 电结（BC 结）； 三个电极一一发射极 e （ E ）、基极 图2.1.2 三极管的结构图 图2.1.1三极管外形 雄対箱革极集电姑 坯射纬UK 堆电紬

b(B)和集电极c(C)； 两种类型一一PNP 型管和NPN 型管。 工艺要求： 发射区掺杂浓度较大；基区很薄且掺杂最少；集电区比发射区体积大且掺杂少。 二、 晶体三极管的符号 晶体三极管的符号如图 2.1.3所示。 箭头：表示发射结加正向电压时的电流方向。 文字符号：V 三、 晶体三极管的分类 1 .三极管有多种分类方法。 按内部结构分：有 NPN 型和PNP 型 管； 按工作频率分：有低频和高频管； 按功率分：有小功率和大 功率管； 按用途分：有普通管和开关管； 按半导体材料分：有锗管和硅管等等。 2 .国产三极管命名法：见《电子线路》 P 249附录二。 例如：3DG 表示高频小功率 NPN 型硅三极管；3CG 表示高频小功率 PNP 型硅三极 管；3AK 表示PNP 型开关锗三极管等。 2.1.2三极管的工作电压和基本连接方式 一、晶体三极管的工作电压 三极管的基本作用是放大电信号； 工作在放大状态的外部条件是发射结加正向电压, 集电结加反向电压。 如图2.1.4所示：V 为三极管，G C 为集电极电源，G B 为基极电源，又称偏置电源， R b 为基极电阻，R c 为集电极电阻。 二、晶体三极管在电路中的基本连接方式 如图2.1.5所示，晶体三极管有三种基本连接方式： 共发射极、共基极和共集电极接 法。最常用的是共发射极接法。 但八PIS 型 (b) 型 图2.1.3 三极管符号 图2.1.4 三极管电源的接法

第四章 场效应管习题答案

第四章 场效应管基本放大电路 4-1 选择填空 1．场效应晶体管是用_______控制漏极电流的。 a. 栅源电流 b. 栅源电压 c. 漏源电流 d. 漏源电压 2．结型场效应管发生预夹断后，管子________。 a. 关断 b. 进入恒流区 c. 进入饱和区 d. 可变电阻区 3．场效应管的低频跨导g m 是________。 a. 常数 b. 不是常数 c. 栅源电压有关 d. 栅源电压无关 4. 场效应管靠__________导电。 ) a. 一种载流子 b. 两种载流子 c. 电子 d. 空穴 5. 增强型PMOS 管的开启电压__________。 a. 大于零 b. 小于零 c. 等于零 d. 或大于零或小于零 6. 增强型NMOS 管的开启电压__________。 a. 大于零 b. 小于零 c. 等于零 d. 或大于零或小于零 7. 只有__________场效应管才能采取自偏压电路。 a. 增强型 b. 耗尽型 c. 结型 d. 增强型和耗尽型 8. 分压式电路中的栅极电阻R G 一般阻值很大，目的是__________。 a. 设置合适的静态工作点 b. 减小栅极电流 c. 提高电路的电压放大倍数 d. 提高电路的输入电阻 / 9. 源极跟随器（共漏极放大器）的输出电阻与___________有关。 a. 管子跨导g m b. 源极电阻R S c. 管子跨导g m 和源极电阻R S 10. 某场效应管的I DSS 为6mA ，而I DQ 自漏极流出，大小为8mA ，则该管是_______。 a. P 沟道结型管 b. N 沟道结型管 c. 增强型PMOS 管 d. 耗尽型PMOS 管 e. 增强型NMOS 管 f. 耗尽型NMOS 管 解答： ,c 4. a 7. b,c 8. d 、 4-2 已知题4-2图所示中各场效应管工作在恒流区，请将管子类型、电源V DD 的极性（+、-）、u GS 的极性（>0，≥0，<0，≤0,任意）分别填写在表格中。 D DD （a ）题4-2图 D DD （b ） D DD （c ）D DD （d ） D DD （e ）D DD （f ） 解：

MOS管基本原理(经典图文动画).

MOS场效应管 一、二极管三极管MOS器件基本原理 P-N结及其电流电压特性 晶体二极管为一个由p 型半导体和n 型半导体形成的p-n 结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。当不存在外加电压时，由于p-n 结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。当外界有正向电压偏置时，外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流：。 当外界有反向电压偏置时，外界电场和自建电场进一步加强，形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流I0 。当外加的反向电压高到一定程度时，p-n 结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程，产生大量电子空穴对，产生了数值很大的反向击穿电流，称为二极管的击穿现象。 双极结型三极管相当于两个背靠背的二极管PN 结。正向偏置的EB 结有空穴从发射极注入基区，其中大部分空穴能够到达集电结的边界，并在反向偏置的CB 结势垒电场的作用下到达集电区，形成集电极电流IC 。在共发射极晶体管电路中, 发射结在基极电路中正向偏置, 其电压降很小。绝大部分的集电极和发射极之间的外加偏压都加在反向偏置的集电结上。由于VBE 很小，所以基极电流约为IB= 5V/50 k Ω= 0.1mA 。如果晶体管的共发射极电流放大系数β= IC / IB =100, 集电极电流IC= β*IB=10mA。在500Ω的集电极负载电阻上有电压降VRC=10mA*500Ω=5V，而晶体管集电极和发射极之间的压降为VCE=5V，如果在基极偏置电路中叠加一个交变的小电流ib，在集电极电路中将出现一个相应的交变电流ic，有c/ib=β，实现了双极晶体管的电流放大作用。

三极管与MOS管区别

1.场效应管和三极管输入电阻的差异？ 答：1.场效应管是单极、三极管是双极区别. 2.解决问题方面: 场效应管是电压控制电流源,控制电压和电流属于不同的支路,因而电压的求解一般不难,进而根据漏极电流表达式来求出电流值,然后进行模型分析,求出跨导和输出电阻. 而三极管要先建立模型,然后进行电路分析,求解过程特别是计算很复杂,容易出错; 总体而言,我觉得场效应管的分析要比三极管简单一些. 3.三极管和场效应管的比较可以归纳以下几点: 一、在三极管中,空穴和自由电子都参与导电,称为双极型器件,用BJT表示;而场效应管只有多子导电,称为单极型器件,用FET表示.由于多子浓度不受外界温度、光照、辐射的影响,在环境变化剧烈的条件下,选用FET比较合适. 这也就是我们通常所说的场效应管比较稳定的原因. 二、在放大状态工作时,三极管发射结正偏,有基极电流,为电流控制器件,相应的输入电阻较小,约103Ω;FET在放大状态工作时无栅极电流,为电压控制器件,输入电阻很大,JFET的输入电阻大于107Ω,MOS管的输入电阻大于109Ω. 三、场效应管的源极和漏极在结构上对称,可以互换使用(但应注意,有时厂家已将MOS管的源极与衬底在管内已经短接,使用时就不能互换).对耗尽型MOS 管的VGS可正、可负、可为零,使用时比较灵活.三极管的集电极和发射

极一般不能互换使用. 四、在低电压小电流状态下工作时,FET可作为压控可变线性电阻器和导通电阻很小的无触点电子开关. 五、MOS管工艺简单,功耗小,适合于大规模集成.三极管的增益高,非线性失真小,性能稳定.在分立元件电路和中、小规模集成电路中,三极管仍占优势. 六、三极管的转移特性(ic-vbe的关系)按指数规律变化,场效应管的转移特性按平方规律变化,因此场效应管的非线性失真比三极管的非线性失真大.七、场效应管的三种基本组态电路(共源、共漏和共栅)可以对照三极管的共发、共集和共基电路,由于场效应管的栅极无电流,所以输入电阻R'i≈∞.跨导gm 比三极管的小一个数量级,gm我们可以用转移特性求导得到 4.三极管可以说是电流控制电流源的器件,而电流是通过输入电阻的大小来体现的;但场效应管是电压控制电流源的器件 5.记住四种mos管的特性曲线的方法:只需记住n沟道的emos管的曲线,它的Vgs是大于0的,且曲线呈递增趋势．而p沟道的emos的Vgs是小于0的,且呈现递减趋势．dmos的Vgs既有大于0的部分,又有小于0的部分,按照n沟道递增,p沟道递减的曲线特征就可以将dmos的特性曲线记住了 6.1)场效应管是电压控制元件,而三级管是电流控制元件; 2)场效应管是利用多数载流子导电,所以称为单极性器件,而三级管既有多子,

场效应管驱动电阻的经典计算方法

Q L Rg Cgs DR IVE VC C 12V

驱动电压： 驱动电流： 可以看到当Rg比较小时驱动电压上冲会比较高，震荡比较多，L越大越明显，此时会对MOSFET及其他器件性能产生影响。但是阻值过大时驱动波形上升比较慢，当MOSFET有较大电流通过时会有不利影响。 此外也要看到，当L比较小时， 此时驱动电流的峰值比较大，而一般 IC的驱动电流输出能力都是有一定 限制的，当实际驱动电流达到IC输 出的最大值时，此时IC输出相当于 一个恒流源，对Cgs线性充电，驱动 电压波形的上升率会变慢。电流曲线 就可能如左图所示（此时由于电流不 变，电感不起作用）。这样可能会对 IC的可靠性产生影响，电压波形上升 段可能会产生一个小的台阶或毛刺。

TR(nS) 19 49 230 20 45 229 Rg(ohm) 10 22 100 10 22 100 L(nH) 30 30 30 80 80 80 可以看到L 对上升时间的影响比较小，主要还是Rg 影响比较大。上升时间可以用2*Rg*Cgs 来近似估算，通常上升时间小于导通时间的二十分之一时，MOSFET 开关导通时的损耗不致于会太大造成发热问题，因此当MOSFET 的最小导通时间确定后Rg 最大值 也就确定了 Rg 140Ton_min Cgs ，一般Rg 在取值范围内越小越好，但是考虑EMI 的话可以 适当取大。 以上讨论的是MOSFET ON 状态时电阻的选择，在MOSFET OFF 状态时为了保证栅极电荷快速泻放，此时阻值要尽量小，这也是Rsink

场效应管和三极管的区别

场效应管是场效应晶体管（Field Effect Transistor,FET）的简称。它属于电压控制型半导体器件，具有输入电阻高、噪声小、功耗低、没有二次击穿现象、安全工作区域宽、受温度和辐射影响小等优点，特别适用于高灵敏度和低噪声的电路，现已成为普通晶体管的强大竞争者。 普通晶体管（三极管）是一种电流控制元件，工作时，多数载流子和少数载流子都参与运行，所以被称为双极型晶体管；而场效应管（FET）是一种电压控制器件（改变其栅源电压就可以改变其漏极电流），工作时，只有一种载流子参与导电，因此它是单极型晶体管。 场效应管和三极管一样都能实现信号的控制和放大，但由于他们构造和工作原理截然不同，所以二者的差异很大。在某些特殊应用方面，场效应管优于三极管，是三极管无法替代的，三极管与场效应管区别见下表。 场效应管是电压控制元件，而三极管是电流控制元件。在只允许从信号源取较少电流的情况下，应选用场效应管。而在信号源电压较低，又允许从信号源取较多电流的条件下，应用三极管。 场效应管靠多子导电，管中运动的只是一种极性的载流子；三极管既用多子，又利用少子。由于多子浓度不易受外因的影响，因此在环境变化较强烈的场合，采用场效应管比较合适。 场效应管的输入电阻高，适用于高输入电阻的场合。场效应管的噪声系

数小，适用于低噪声放大器的前置级。 1．场效应管的源极s、栅极g、漏极d分别对应于三极管的发射极e、基极b、集电极c，它们的作用相似。 2．场效应管是电压控制电流器件，由vGS控制iD，其放大系数gm一般较小，因此场效应管的放大能力较差；三极管是电流控制电流器件，由iB（或iE）控制iC。 3．场效应管栅极几乎不取电流（ig?0）；而三极管工作时基极总要吸取一定的电流。因此场效应管的输入电阻比三极管的输入电阻高。 4．场效应管只有多子参与导电；三极管有多子和少子两种载流子参与导电，而少子浓度受温度、辐射等因素影响较大，因而场效应管比晶体管的温度稳定性好、抗辐射能力强。在环境条件（温度等）变化很大的情况下应选用场效应管。 5．场效应管在源极水与衬底连在一起时，源极和漏极可以互换使用，且特性变化不大；而三极管的集电极与发射极互换使用时，其特性差异很大，b值将减小很多。 6．场效应管的噪声系数很小，在低噪声放大电路的输入级及要求信噪比较高的电路中要选用场效应管。 7．场效应管和三极管均可组成各种放大电路和开路电路，但由于前者制造工艺简单，且具有耗电少，热稳定性好，工作电源电压范围宽等优点，因而被广泛用于大规模和超大规模集成电路中。 8。三极管导通电阻大，场效应管导通电阻小，只有几百毫欧姆，在现在的用电器件上，一般都用场效应管做开关来用，他的效率是比较高的。 场效应管G极必须有一个对地的放电电阻，不然上电就烧，而三极管基极不需要 在只允许从信号源取较少电流的情况下,应选用场效应管; 而在信号电压较低,又允许从信号源取较多电流的条件下,应选用晶体管. 晶体三极管与场效应管工作原理完全不同，但是各极可以近似对应以便于理解和设计： 晶体管：基极发射极集电极 场效应管：栅极源极漏极 要注意的是，晶体管(NPN型)设计发射极电位比基极电位低(约0.6V)，场效应管源极电位比栅极电位高（约0.4V)。 场效应管是利用多数载流子导电,所以称之为单极型器件,而晶体管是即有多数载流子,也利用少数载流子导电,被称之为双极型器件.

正确选取MOS管之四大法则

mos管是金属（metal）-氧化物（oxid）-半导体（semiconductor）场效应晶体管，或者称是金属-绝缘体（insulator）-半导体。MOS管的source 和drain是可以对调的，他们都是在P型backgate中形成的N型区。在多数情况下，这个两个区是一样的，即使两端对调也不会影响器件的性能。这样的器件被认为是对称的。 选择好MOS管器件的第一步是决定采用N沟道还是P沟道MOS管。在典型的功率应用中，当一个MOS管接地，而负载连接到干线电压上时，该MOS管就构成了低压侧开关。在低压侧开关中，应采用N沟道MOS管，这是出于对关闭或导通器件所需电压的考虑。当MOS管连接到总线及负载接地时，就要用高压侧开关。通常会在这个拓扑中采用P沟道MOS管，这也是出于对电压驱动的考虑。 确定所需的额定电压，或者器件所能承受的最大电压。额定电压越大，器件的成本就越高。根据实践经验，额定电压应当大于干线电压或总线电压。这样才能提供足够的保护，使MOS管不会失效。就选择MOS管而言，必须确定漏极至源极间可能承受的最大电压，即最大VDS.知道MOS 管能承受的最大电压会随温度而变化这点十分重要。我们须在整个工作温度范围内测试电压的变化范围。额定电压必须有足够的余量覆盖这个变化范围，确保电路不会失效。需要考虑的其他安全因素包括由开关电子设备（如电机或变压器）诱发的电压瞬变。不同应用的额定电压也有所不同；通常，便携式设备为20V、FPGA电源为20~30V、85~220VAC应用为450~600V. 法则之二：确定MOS管的额定电流 该额定电流应是负载在所有情况下能够承受的最大电流。与电压的情况相似，确保所选的MOS管能承受这个额定电流，即使在系统产生尖峰电流时。两个考虑的电流情况是连续模式和脉冲尖峰。在连续导通模式下，MOS管处于稳态，此时电流连续通过器件。脉冲尖峰是指有大量电涌（或尖峰电流）流过器件。一旦确定了这些条件下的最大电流，只需直接选择能承受这个最大电流的器件便可。 选好额定电流后，还必须计算导通损耗。在实际情况下，MOS管并不是理想的器件，因为在导电过程中会有电能损耗，这称之为导通损耗。MOS 管在"导通"时就像一个可变电阻，由器件的RDS（ON）所确定，并随温度而显着变化。器件的功率耗损可由Iload2×RDS（ON）计算，由于导通电阻随温度变化，因此功率耗损也会随之按比例变化。对MOS管施加的电压VGS越高，RDS（ON）就会越小；反之RDS（ON）就会越高。注意RDS（ON）电阻会随着电流轻微上升。关于RDS（ON）电阻的各种电气参数变化可在制造商提供的技术资料表中查到。 法则之三：选择MOS管的下一步是系统的散热要求 须考虑两种不同的情况，即最坏情况和真实情况。建议采用针对最坏情况的计算结果，因为这个结果提供更大的安全余量，能确保系统不会失效。在MOS管的资料表上还有一些需要注意的测量数据；器件的结温等于最大环境温度加上热阻与功率耗散的乘积（结温=最大环境温度+[热阻×功率耗散]）。根据这个式子可解出系统的最大功率耗散，即按定义相等于I2×RDS（ON）。我们已将要通过器件的最大电流，可以计算出不同温度下的RDS（ON）。另外，还要做好电路板及其MOS管的散热。

三极管和MOS管做开关用时的区别

三极管和MOS管做开关用时的区别 ?我们在做电路设计中三极管和MOS管做开关用时候有什么区别工作性质： 1.三极管用电流控制，MOS管属于电压控制. 2、成本问题：三极管便宜，MOS管贵。 3、功耗问题：三极管损耗大。 4、驱动能力：MOS管常用来电源开关，以及大电流地方开关电路。 实际上就是三极管比较便宜，用起来方便，常用在数字电路开关控制。 MOS管用于高频高速电路，大电流场合，以及对基极或漏极控制电流比较敏感的地方。 一般来说低成本场合，普通应用的先考虑用三极管，不行的话考虑MOS管 实际上说电流控制慢，电压控制快这种理解是不对的。要真正理解得了解双极晶体管和MOS晶体管的工作方式才能明白。三极管是靠载流子的运动来工作的，以npn管射极跟随器为例，当基极加不加电压时，基区和发射区组成的pn结为阻止多子（基区为空穴，发射区为电子）的扩散运动，在此pn结处会感应出由发射区指向基区的静电场（即内建电场），当基极外加正电压的指向为基区指向发射区，当基极外加电压产生的电场大于内建电场时，基区的载流子（电子）才有可能从基区流向发射区，此电压的最小值即pn结的正向导通电压（工程上一般认为0.7v）。但此时每个pn结的两侧都会有电荷存在，此时如果集电极-发射极加正电压，在电场作用下，发射区的电子往基区运动（实际上都是电子的反方向运动），由于基区宽度很小，电子很容易越过基区到达集电区，并与此处的PN的空穴复合（靠近集电极），为维持平衡，在正电场的作用下集电区的电子加速外集电极运动，而空穴则为pn结处运动，此过程类似一个雪崩过程。集电极的电子通过电源回到发射极，这就是晶体管的工作原理。三极管工作时，两个pn结都会感应出电荷，当做开关管处于导通状态时，三极管处于饱和状态，如果这时三极管截至，pn结感应的电荷要恢复到平衡状态，这个过程需要时间。而MOS三极管工作方式不同，没有这个恢复时间，因此可以用作高速开关管。 ?（1）场效应管是电压控制元件，而晶体管是电流控制元件。在只允许从信号源取较少电流的情况下，应选用场效应管；而在信号电压较低，又允许从信号源取较多电流的条件下，应选用晶体管。 （2）场效应管是利用多数载流子导电，所以称之为单极型器件，而晶体管是即有多数载流子，也利用少数载流子导电。被称之为双极型器件。

场效应管的选型及应用概览

场效应管的选型及应用概览 场效应管广泛使用在模拟电路与数字电路中，和我们的生活密不可分。场效应管的优势在于：首先驱动电路比较简单。场效应管需要的驱动电流比BJT则小得多，而且通常可以直接由CMOS或者集电极开路TTL驱动电路驱动；其次场效应管的开关速度比较迅速，能够以较高的速度工作，因为没有电荷存储效应；另外场效应管没有二次击穿失效机理，它在温度越高时往往耐力越强，而且发生热击穿的可能性越低，还可以在较宽的温度范围内提供较好的性能。场效应管已经得到了大量应用，在消费电子、工业产品、机电设备、智能手机以及其他便携式数码电子产品中随处可见。 近年来，随着汽车、通信、能源、消费、绿色工业等大量应用场效应管产品的行业在近几年来得到了快速的发展，功率场效应管更是备受关注。据预测，2010-2015年中国功率MOSFET市场的总体复合年度增长率将达到13.7%。虽然市场研究公司 iSuppli 表示由于宏观的投资和经济政策和日本地震带来的晶圆与原材料供应问题，今年的功率场效应管市场会放缓，但消费电子和数据处理的需求依然旺盛，因此长期来看，功率场效应管的增长还是会持续一段相当长的时间。 技术一直在进步，功率场效应管市场逐渐受到了新技术的挑战。例如，业内有不少公司已经开始研发GaN功率器件，并且断言硅功率场效应管的性能可提升的空间已经非常有限。不过，GaN 对功率场效应管市场的挑战还处于非常初期的阶段，场效应管在技术成熟度、供应量等方面仍然占据明显的优势，经过三十多年的发展，场效应管市场也不会轻易被新技术迅速替代。 五年甚至更长的时间内，场效应管仍会占据主导的位置。场效应管也仍将是众多刚入行的工程师都会接触到的器件，本期内容将会从基础开始，探讨场效应管的一些基础知识，包括选型、关键参数的介绍、系统和散热的考虑等为大家做一些介绍。 一.场效应管的基础选型 场效应管有两大类型：N沟道和P沟道。在功率系统中，场效应管可被看成电气开关。当在N沟道场效应管的栅极和源极间加上正电压时，其开关导通。导通时，电流可经开关从漏极流向源极。漏极和源极之间存在一个内阻，称为导通电阻RDS(ON)。必须清楚场效应管的栅极是个高阻抗端，因此，总是要在栅极加上一个电压。如果栅极为悬空，器件将不能按设计意图工作，并可能在不恰当的时刻导通或关闭，导致系统产生潜在的功率损耗。当源极和栅极间的电压为零时，开关关闭，而电流停止通过器件。虽然这时器件已经关闭，但仍然有微小电流存在，这称之为漏电流，即IDSS。 作为电气系统中的基本部件，工程师如何根据参数做出正确选择呢？本文将讨论如何通过四步来选择正确的场效应管。 1）沟道的选择。为设计选择正确器件的第一步是决定采用N沟道还是P沟道场效应管。在典型的功率应用中，当一个场效应管接地，而负载连接到干线电压上时，该场效应管就构成了低压侧开关。在低压侧开关中，应采用N沟道场效应管，这是出于对关闭或导通器件所需电压的考虑。当场效应管连接到总线及负载接地时，就要用高压侧开关。通常会在这个拓扑中采用P沟道场效应管，这也是出于对电压驱动的考虑。

MOS管三极管

由MOS管构成的集成电路称为MOS集成电路， 由NMOS组成的电路就是NMOS集成电路， 由PMOS管组成的电路就是PMOS集成电路， 由NMOS和PMOS两种管子组成的互补MOS电路，即CMOS电路。 D漏极(c集电极) S源极(e发射极) G栅极(b基极) PMOS管单数低有效 PMOS的特性，Vgs小于一定的值就会导通， 适合用于源极接VCC时的情况（高端驱动）。

NMOS管双数高有效 NMOS的特性，Vgs大于一定的值就会导通， 适合用于源极接地时的情况（低端驱动），只要栅极电压达到4V或10V就可以了。

场效应管与三极管的性能比较 1．场效应管的源极s、栅极g、漏极d分别对应于 三极管的发射极e、基极b、集电极c，它们的作用相似。 2．场效应管是电压控制电流器件，由vGS控制iD，其放大系数gm一般较小，因此场效应管的放大能力较差；三极管是电流控制电流器件，由iB（或iE）控制iC。 3．场效应管栅极几乎不取电流；而三极管工作时基极总要吸取一定的电流。因此场效应管的输入电阻比三极管的输入电阻高。 4．场效应管只有多子参与导电；三极管有多子和少子两种载流子参与导电，因少子浓度受温度、辐射等因素影响较大，所以场效应管比三极管的温度稳定性好、抗辐射能力强。在环境条件（温度等）变化很大的情况下应选用场效应管。 5．场效应管在源极未与衬底连在一起时，源极和漏极可以互换使用，且特性变化不大；而三极管的集电极与发射极互换使用时，其特性差异很大，b值将减小很多。 6．场效应管的噪声系数很小，在低噪声放大电路的输入级及要求信噪比较高的电路中要选用场效应管。 7．场效应管和三极管均可组成各种放大电路和开关电路，但由于前者制造工艺简单，且具有耗电少，热稳定性好，工作电源电压范围宽等优点，因而被广泛用于大规模和超大规模集成电路中。

三极管和MOS管的区别

工作性质：三极管用电流控制，MOS管属于电压控制. 2、成本问题：三极管便宜，mos管贵。 3、功耗问题：三极管损耗大。 4、驱动能力：mos管常用来电源开关，以及大电流地方开关电路。 实际上就是三极管比较便宜，用起来方便，常用在数字电路开关控制。 MOS管用于高频高速电路，大电流场合，以及对基极或漏极控制电流比较敏感的地方。 一般来说低成本场合，普通应用的先考虑用三极管，不行的话考虑MOS管 实际上说电流控制慢，电压控制快这种理解是不对的。要真正理解得了解双极晶体管和mos 晶体管的工作方式才能明白。三极管是靠载流子的运动来工作的，以npn管射极跟随器为例，当基极加不加电压时，基区和发射区组成的pn结为阻止多子（基区为空穴，发射区为电子）的扩散运动，在此pn结处会感应出由发射区指向基区的静电场（即内建电场），当基极外加正电压的指向为基区指向发射区，当基极外加电压产生的电场大于内建电场时，基区的载流子（电子）才有可能从基区流向发射区，此电压的最小值即pn结的正向导通电压（工程上一般认为0.7v）。但此时每个pn结的两侧都会有电荷存在，此时如果集电极-发射极加正电压，在电场作用下，发射区的电子往基区运动（实际上都是电子的反方向运动），由于基区宽度很小，电子很容易越过基区到达集电区，并与此处的PN的空穴复合（靠近集电极），为维持平衡，在正电场的作用下集电区的电子加速外集电极运动，而空穴则为pn结处运动，此过程类似一个雪崩过程。集电极的电子通过电源回到发射极，这就是晶体管的工作原理。三极管工作时，两个pn结都会感应出电荷，当做开关管处于导通状态时，三极管处于饱和状态，如果这时三极管截至，pn结感应的电荷要恢复到平衡状态，这个过程需要时间。而mos三极管工作方式不同，没有这个恢复时间，因此可以用作高速开关管。 （1）场效应管是电压控制元件，而晶体管是电流控制元件。在只允许从信号源取较少电流的情况下，应选用场效应管；而在信号电压较低，又允许从信号源取较多电流的条件下，应选用晶体管。 （2）场效应管是利用多数载流子导电，所以称之为单极型器件，而晶体管是即有多数载流子，也利用少数载流子导电。被称之为双极型器件。 （3）有些场效应管的源极和漏极可以互换使用，栅压也可正可负，灵活性比晶体管好。 （4）场效应管能在很小电流和很低电压的条件下工作，而且它的制造工艺可以很方便地把很多场效应管集成在一块硅片上，因此场效应管在大规模集成电路中得到了广泛的应用。 （5）场效应晶体管具有较高输入阻抗和低噪声等优点，因而也被广泛应用于各种电子设备中。尤其用场效管做整个电子设备的输入级，可以获得一般晶体管很难达到的性能。

如何用万用表测量场效应管三极管的好坏.doc

如何用万用表测量场效应管三极管的好坏 导读: 将万用表拨至R×100档，红表笔任意接一个脚管，黑表笔则接另一个脚管，使第三脚悬空。若发现表针有轻微摆动，就证明第三脚为栅极。欲获得更明显的观察效果，还可利用人体靠近或者用手指触摸悬空脚，只要看到表针作大幅度偏转，即说明悬空脚是栅极，其余二脚分别是源极和漏极。 一、定性判断MOS型场效应管的好坏 先用万用表R×10kΩ挡(内置有9V或15V电池)，把负表笔(黑)接栅极(G)，正表笔(红)接源极(S)。给栅、源极之间充电，此时万用表指针有轻微偏转。再改用万用表R×1Ω挡，将负表笔接漏极(D)，正笔接源极(S)，万用表指示值若为几欧姆，则说明场效应管是好的。 二、定性判断结型场效应管的电极 将万用表拨至R×100档，红表笔任意接一个脚管，黑表笔则接另一个脚管，使第三脚悬空。若发现表针有轻微摆动，就证明第三脚为栅极。欲获得更明显的观察效果，还可利用人体靠近或者用手指触摸悬空脚，只要看到表针作大幅度偏转，即说明悬空脚是栅极，其余二脚分别是源极和漏极。 判断理由：JFET的输入电阻大于100MΩ，并且跨导很高，当栅极开路时空间电磁场很容易在栅极上感应出电压信号，使管子趋于截止，或趋于导通。若将人体感应电压直接加在栅极上，由于输入干扰信号较强，上述现象会更加明显。如表针向左侧大幅度偏转，就意味着管子趋于截止，漏-源极间电阻RDS增大，漏-源极间电流减小IDS。反之，表针向右侧大幅度偏转，说明管子趋向导通，RDS↓，IDS↑。但表针究竟向哪个方向偏转，应视感应电压的极性（正向电压或反向电压）及管子的工作点而定。 注意事项： （1）试验表明，当两手与D、S极绝缘，只摸栅极时，表针一般向左偏转。但是，如果两手分别接触D、S极，并且用手指摸住栅极时，有可能观察到表针向右偏转的情形。其原因是人体几个部位和电阻对场效应管起到偏置作用，使之进入饱和区。 （2）也可以用舌尖舔住栅极，现象同上。 三、晶体三极管管脚判别 三极管是由管芯（两个PN结）、三个电极和管壳组成，三个电极分别叫集电极c、发射极e和基极b，目前常见的三极管是硅平面管，又分PNP和NPN型两类。现在锗合金管已经少见了。这里向大家介绍如何用万用表测量三极管的三个管脚的简单方法。 1.找出基极，并判定管型（NPN或PNP）

三极管开关原理与场效应管开关原理(看过就全懂了).

三极管开关原理与场效应管开关原理(看过就全懂了） 2009-07-06 02:35 BJT的开关工作原理： 形象记忆法： 对三极管放大作用的理解，切记一点：能量不会无缘无故的产生，所以，三极管一定不会产生能量。它只是把电源的能量转换成信号的能量罢了。但三极管厉害的地方在于：它可以通过小电流控制大电流。 假设三极管是个大坝，这个大坝奇怪的地方是，有两个阀门，一个大阀门，一个小阀门。小阀门可以用人力打开，大阀门很重，人力是打不开的，只能通过小阀门的水力打开。 所以，平常的工作流程便是，每当放水的时候，人们就打开小

阀门，很小的水流涓涓流出，这涓涓细流冲击大阀门的开关，大阀门随之打开，汹涌的江水滔滔流下。 如果不停地改变小阀门开启的大小，那么大阀门也相应地不停改变，假若能严格地按比例改变，那么，完美的控制就完成了。 在这里，Ube就是小水流，Uce就是大水流，人就是输入信号。当然，如果把水流比为电流的话，会更确切，因为三极管毕竟是一个电流控制元件。 如果水流处于可调节的状态，这种情况就是三极管中的线性放大区。 如果那个小的阀门开启的还不够，不能打开大阀门，这种情况就是三极管中的截止区。 如果小的阀门开启的太大了，以至于大阀门里放出的水流已经到了它极限的流量，这种情况就是三极管中的饱和区。但是你关小小阀门的话，可以让三极管工作状态从饱和区返回到线性区。 如果有水流存在一个水库中，水位太高（相应与Uce太大），导致不开阀门江水就自己冲开了，这就是二极管的反向击穿。PN结的击穿又有热击穿和电击穿。当反向电流和反向电压的乘积超过PN结容许的耗散功率，直至PN结过热而烧毁，这种现象就是热击穿。电击穿的过程是可逆的，当加在PN结两端的反向电压降低后，管子仍可以恢复原来的状态。电击穿又分为雪崩击穿和齐纳击穿两类，一般两种击穿同时存在。电压低于5－6V的稳压管，齐纳击穿为主，电压高于5－6V的稳压管，雪崩击穿为主。电压在5－6V之间的稳压管，两种击穿程度相

MOS管与三极管做开关用法比较

Kevin pen 1/1 MOS 管（MOSFET ）的压降 是指MOSFET 饱和导通的时候，VDS=I*RDS(on)的电压。VDS 表示场效应管的漏极和源极的电压，G 表示栅极，I 表示流过DS 的电流，RDS(on)表示导通电阻，一般为几百毫欧。 MOSFET 的管压降，一般指的是静态压降。只要知道导通阻抗和通过的电流的话用上面的公式就可以计算出来压降是多少了。 三极管管压降 三极管的管压降Uce 就是指集电极与发射极的电压。一般情况下，CE 极电压在0.3或者0.3V 以下时，三极管进入饱和区的工作状态，集电极电流不随着基集电流增加而增加了，也叫饱和电压。 正常三极管管压降为0.1-0.7V 。 由于管压降Uce 与集电极电流ic 具有非线性的函数关系，Uce 的大小随着Ice 的增大，在一定的范围内增大。 通过Ic 与Uce （饱和压降）的曲线图，就可以清晰的知道Uce 的大小了。 对比应用 通过初步计算，在流过相同的电流（小于100MA ）的情况下，场效应管的管压降要比三极管的管压降略低。一般小于0.1V 。随着电流增大，三极管管压降最大达到0.7V 左右。 下图为三极管的管压降示例图，一般在DATASHEET 中都有给出。 对于场效应管（MOSFET ），VDS 取决于电流和导通电阻RDS(on)。导通电阻一般变化不大，但是与VGS 有关，VGS 大导通程度也大，导通电阻就小。 如果RDS(on)=250M Ω，流过电流为100MA ，管压降VDS=0.025V 。图一为0.05V ，图二为0.03V 。 因此，可以看出，在实际开关应用中，如果要使被控的电压的压降尽量小，MOSFET 比三极管有略微的优势。

如何识别场效应管晶体管的管脚

如何识别场效应晶体管的管脚？ 新闻出处：电子市场发布时间：2008年09月02日 测量场效应晶体管的管脚可以用万用表R X 1K电阻挡位进行测试。试探结型场效应管的哪个管脚为栅极的方法是：将万用表中的红表笔接一个管脚，黑表笔分别去接另外两个管脚。如果两次测出的结果相同，所测的阻值都很大或所测的阻值都很小，则可判断出红表笔所测的管脚为栅极。 一、用指针式万用表对场效应管进行判别 （1）用测电阻法判别结型场效应管的电极 根据场效应管的PN结正、反向电阻值不一样的现象，可以判别出结型场效应管的三个电极。具体方法：将万用表拨在R×1k档上，任选两个电极，分别测出其正、反向电阻值。当某两个电极的正、反向电阻值相等，且为几千欧姆时，则该两个电极分别是漏极D和源极S。因为对结型场效应管而言，漏极和源极可互换，剩下的电极肯定是栅极Ｇ。也可以将万用表的黑表笔（红表笔也行）任意接触一个电极，另一只表笔依次去接触其余的两个电极，测其电阻值。当出现两次测得的电阻值近似相等时，则黑表笔所接触的电极为栅极，其余两电极分别为漏极和源极。若两次测出的电阻值均很大，说明是ＰＮ结的反向，即都是反向电阻，可以判定是Ｎ沟道场效应管，且黑表笔接的是栅极；若两次测出的电阻值均很小，说明是正向ＰＮ结，即是正向电阻，判定为Ｐ沟道场效应管，黑表笔接的也是栅极。若不出现上述情况，可以调换黑、红表笔按上述方法进行测试，直到判别出栅极为止。 （2）用测电阻法判别场效应管的好坏 测电阻法是用万用表测量场效应管的源极与漏极、栅极与源极、栅极与漏极、栅极Ｇ1与栅极Ｇ2之间的电阻值同场效应管手册标明的电阻值是否相符去判别管的好坏。具体方

怎么判断贴片场效应管和贴片三极管

怎么判断是贴片场效应管还是贴片三极管，区别在哪里? 随着科技不断进步，人们对于三极管及场效应管需求不断增加，贴片三极管与贴片场效应管在我们日常生活中大量使用。现在市面上贴片三极管和贴片场效应管的型号规格众多，两者外观也十分相似。那么我们要怎么判断这是贴片场效应管还是贴片三极管呢，它们区别在哪里? 贴片场效应管和贴片三极管的区别 1、贴片三极管 贴片三极管在电路中主要起信号放大或开／关作用，根据其内部结构可分为NPN和PNP两大类，两者的区别是电流方向不同；按照功率可分为大、中、小三类，小型贴片三极管的功率值一般为0.1W～0.5W，属于中、小功率类型；按照工作频率可分为低频（3MHz以下）、中频（3MHz以上，30MH：以下）、高频（30MHz以上）三类。大多数贴片三极管引脚按“左基右射中间集”的规律排列，如图1所示。 比较常见的贴片三极管型号有：9011 1T、9012 2T、9013 J3、9014 J6、9015 M6、9016 Y6、9018 J8、S8050 J3Y、2SC1815 HF、2SC945 CR、MMBT3904 1AM、MMBTA92 2D、BC856 3D等众多不同型号。

贴片三极管-作用 现在市面上三极管款式、种类、性能、材质等都有不同，三极管指的就是一种电流控制电流的半导体器件，对微弱信号起着放大和作无触点作用。贴片三极管在使用过程中具有结构牢固、体积小、寿命长、耗电省等一系列独特优点。贴片三极管有一个重要参数即电流放大系数，贴片三极管还可作电子开关，以配合其它电子元件构成振荡器等。在 2、贴片场效应管 贴片场效应管在电路中主要起信号放大或开／关作用，根据其内部结构可分为N沟道和P 沟道两大类，实际应用以N沟道居多。由于贴片场效应管具有输入阻抗高、灵敏度高、功率大等优点，因此广泛用于平板彩电及数码产品中，其封装形式较多，常见引脚功能如图2所示。其中，“G”表示栅极，“S”表示源极，“D”表示漏极。 贴片场效应管——作用 由于场效应管放大器的输入阻抗很高，因此耦合电容可以容量较小，不必使用电解电容器以及具有很高的输入阻抗非常适合作阻抗变换的特点，因此常用于多级放大器的输入级作阻抗变换。此外，贴片场效应管也可用作变电阻、恒流电源、电子开关等。 比较常见的贴片场效应管型号有：BUZ20、3SK103、2SK2101、IRF460、M75N06等。 如何判断是贴片场效应管还是贴片三极管 由于贴片三极管与贴片场效应管的外形相似，且元件位号均以字母V、Q或VT打头，那么如何区分这两者呢？ （1）根据代码区分 此方法是根据晶体管的丝印代码查询贴片晶体管资料，从而确定其类型与主要参数。（2）根据电路连接特点区分