三極管開關(guān)特性 (2)ppt課件

1、2. 1. 1 理想開關(guān)的開關(guān)特性理想開關(guān)的開關(guān)特性一、一、 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1. 斷開斷開 0 OFFOFF IR，2. 閉合閉合 0 0AKON UR，2. 1 半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管 、三極管、三極管和和 MOS 管的開關(guān)特性管的開關(guān)特性 SAK二、動態(tài)特性二、動態(tài)特性1. 開通時間：開通時間：2. 關(guān)斷時間：關(guān)斷時間：閉合閉合斷開斷開斷開斷開閉合閉合普通開關(guān)：靜態(tài)特性好，動態(tài)特性差普通開關(guān)：靜態(tài)特性好，動態(tài)特性差半導(dǎo)體開關(guān)：靜態(tài)特性較差，動態(tài)特性好半導(dǎo)體開關(guān)：靜態(tài)特性較差，動態(tài)特性好幾百萬幾百萬/ /秒秒幾千萬幾千萬/ /秒秒0on t0off tSAK2. 1. 2 半導(dǎo)體二極管的

2、開關(guān)特性半導(dǎo)體二極管的開關(guān)特性一、靜態(tài)特性一、靜態(tài)特性1. 外加正向電壓外加正向電壓(正偏正偏)二極管導(dǎo)通二極管導(dǎo)通(相當(dāng)于開封鎖合相當(dāng)于開封鎖合) V7 . 0D U2. 外加反向電壓外加反向電壓(反偏反偏) V5 . 0 DU二極管截止二極管截止(相當(dāng)于開關(guān)斷開相當(dāng)于開關(guān)斷開) 0D I硅二極管伏安特性硅二極管伏安特性陰極陰極A陽極陽極KPN結(jié)結(jié)- -AK+ +DUDIP區(qū)區(qū)N區(qū)區(qū)+- - - - -正向正向?qū)▍^(qū)導(dǎo)通區(qū)反向反向截止區(qū)截止區(qū)反向反向擊穿區(qū)擊穿區(qū)0.5 0.7/mA/mADI/V/V0(BR)UDUD+ +- -Iu+ +- -Ou二極管的開關(guān)作用：二極管的開關(guān)作用： 例例

3、V2L II UuuO = 0 VV3H II UuuO = 2.3 V電路如下圖，電路如下圖，V3 V 2I或或 u試判別二極管的任務(wù)試判別二極管的任務(wù)形狀及輸出電壓。形狀及輸出電壓。二極管截止二極管截止二極管導(dǎo)通二極管導(dǎo)通 解解 D0.7 V+ +- -二、動態(tài)特性二、動態(tài)特性1. 二極管的電容效應(yīng)二極管的電容效應(yīng)結(jié)電容結(jié)電容 C j分散電容分散電容 C D2. 二極管的開關(guān)時間二極管的開關(guān)時間ontofft電容效應(yīng)使二極管電容效應(yīng)使二極管的通斷需求一段延的通斷需求一段延遲時間才干完成遲時間才干完成tIuDit00( (反向恢復(fù)時間反向恢復(fù)時間) )ns 5)(rroffonttt ton

4、 開通時間開通時間toff 關(guān)斷時間關(guān)斷時間一、靜態(tài)特性一、靜態(tài)特性NPN2. 1. 3 半導(dǎo)體三極管的開關(guān)特性半導(dǎo)體三極管的開關(guān)特性發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)集電結(jié)集電結(jié)發(fā)射極發(fā)射極emitter基極基極base集電極集電極collectorbiBiCec( (電流控制型電流控制型) )1. 構(gòu)造、符號和輸入、輸出特性構(gòu)造、符號和輸入、輸出特性(2) (2) 符號符號NNP(Transistor)(Transistor)(1) (1) 構(gòu)造構(gòu)造(3) (3) 輸入特性輸入特性CE)(BEBuufi (4) 輸出特性輸出特性B)(CECiufi iC / mAuCE /V50 A40A30 A20 A10

5、AiB = 00 2 4 6 8 4321放大區(qū)放大區(qū)截止區(qū)截止區(qū)飽飽和和區(qū)區(qū)0CE uV1CE u0uBE /ViB / A發(fā)射結(jié)正偏發(fā)射結(jié)正偏放大放大i C= iB集電結(jié)反偏集電結(jié)反偏飽和飽和 i C iB兩個結(jié)正偏兩個結(jié)正偏I(xiàn) CS= IBS臨界臨界截止截止iB 0, iC 0兩個結(jié)反偏兩個結(jié)反偏電流關(guān)系電流關(guān)系形狀形狀 條條 件件2. 開關(guān)運(yùn)用舉例開關(guān)運(yùn)用舉例 V2 )1(L II Uu V3 )2(H II Uu發(fā)射結(jié)反偏發(fā)射結(jié)反偏 T T 截止截止0 0CB ii V12CCO Vu發(fā)射結(jié)正偏發(fā)射結(jié)正偏 T T 導(dǎo)通導(dǎo)通+RcRb+VCC (12V)+uoiBiCTuI3V-2V2

6、 k100 2.3 k放大還放大還是飽和？是飽和？bBEIBRuui cCESCCCSBSRUVIIBSB Ii 飽飽和和 T飽和導(dǎo)通條件：飽和導(dǎo)通條件：cCCBSB RVIi +RcRb+VCC +12V+uoiBiCTuI3V-2V2 k100 2.3 kmA 1mA3 . 27 . 03 mA 06. 0mA210012 cCC RV V)7 . 0(BE uV 3 . 0CESOUu 由于由于所以所以二、動態(tài)特性二、動態(tài)特性ontofft3-2tV/Iu00.9ICS0.1ICSCit0V/Ou off t三極管飽和程度三極管飽和程度30.3t02. 1. 4 MOS 管的開關(guān)特性管的

7、開關(guān)特性( (電壓控制型電壓控制型) )MOSMental Oxide Semiconductor 金屬金屬 氧化物氧化物 半導(dǎo)體場效應(yīng)管半導(dǎo)體場效應(yīng)管一、一、 靜態(tài)特性靜態(tài)特性1. 構(gòu)造和特性：構(gòu)造和特性：(1) N 溝道溝道 柵極柵極 G G漏極漏極 D DB 源極源極 S S3V4V5VuGS = 6ViD /mA42643210uGS /ViD /mA43210246810uDS /V可可變變電電阻阻區(qū)區(qū)恒流區(qū)恒流區(qū)UTNiD開啟電壓開啟電壓UTN = 2 V+ +- -uGS+ +- -uDS襯襯底底漏極特性漏極特性轉(zhuǎn)移特性轉(zhuǎn)移特性uDS = 6V截止區(qū)截止區(qū)P 溝道加強(qiáng)型溝道加強(qiáng)型

8、 MOS 管管與與 N 溝道有對偶關(guān)系。溝道有對偶關(guān)系。 (2) P 溝道溝道 柵極柵極 G G漏極漏極 D DB 源極源極 S SiD+ +- -uGS+ +- -uDS襯襯底底iD /mAiD /mA-2-40-1-2-3-40-10-8-6-4-2- 3V- 4V- 5VuGS = - 6V-1-2-3-4-6uGS /VuDS /V可可變變電電阻阻區(qū)區(qū)恒流區(qū)恒流區(qū) 漏極特性漏極特性 轉(zhuǎn)移特性轉(zhuǎn)移特性截止區(qū)截止區(qū)UTPuDS = - 6V開啟電壓開啟電壓UTP = - 2 V參考方向參考方向2. MOS管的開關(guān)作用：管的開關(guān)作用：TNIUu DDOHOVUu V0OLO Uu(1) N 溝道加強(qiáng)型溝道加強(qiáng)型 MOS 管管+VDD+10VRD20 kBGDSuIuO+VDD+10VRD20 kGDSuIuOTNIUu 開啟電壓開啟電壓UTN = 2 ViD+VDD+10VRD20 kGDSuIuORONRDTPIUu