晶体管种类笔记

晶体管种类笔记

1.PN节

PN节示意图

  因浓度差，造成多子扩散，从而形成空间电荷区（电子与空穴复合成为耗尽层），该电荷区建立电场后会阻止多子扩散，促进少子漂移（P区多子为空穴，少子为电子；N区相反）。
  扩散运动：指的是扩散电流的运动，由于浓度梯度导致的载流子产生扩散运动。
  漂移运动：指的是漂移电流的运动，由于内建电场使载流子漂移形成的运动。

1.1 PN节电容效应

  按产生的原因可分为势垒电容、扩散电容。

  势垒电容：因外加电压造成耗尽层宽窄变化引起的电荷积累和释放的过程所等效的电容。外加正偏电压（从P到N）越高，耗尽层越窄，相当于电容放电；反之充电。
  扩散电容：外加正向电压将内电场抵消，加剧扩散（己方多子运动到对方，变成对方少子），从而导致少子电荷的聚集，相当于电容充电；相反，当正向电压减小时，少子扩散减弱，两个区域内电荷量相对减少，相当于电容放电。
  正偏电压： 扩散电容 > 势垒电容；  反偏电压： 势垒电容

2.BJT（三极管）

N型三极管

  当BE两极加正偏电压大于0.7V时，抵消内电场，发射PN结耗尽层消失，从而发射PN结导通。在Ube= 0.7V 的基础上，当CE两极电压大于0.7V时，集电PN结反偏，耗尽层变宽，三极管处于放大状态；当CE两极电压小于0.7V时，集电PN结正偏，抵消一部分内电场，耗尽层变窄，三极管处于饱和状态。

3.JFET（结型场效应管）

N沟道JFET

  当GS未加电压时，DS两端加电压，电子可通过N沟道导通，当GS两端加反偏电压时，耗尽层变宽，阻止电子通过。

4.MOSFET（金属氧化物半导体场效应管）

  N沟道增强型：原来没有通道，需要在GS两端加正向偏置电压建立通道，该通道由P区中的电子建立，从而导通DS。
  P沟道增强型：原来有通道，DS导通，截至时需要在GS两端加反向偏置电压耗尽通道。

5.SCR（晶闸管）

晶闸管伏安特性曲线

  晶闸管两端施加反压，门极触发电流无法控制其导通；晶闸管两端施加正压，且门极施加触发电流晶闸管才能导通；
  当晶闸管导通之后，门极就会失去控制作业，无论门极电流是否存在，晶闸管均处于导通状态；
  要关断导通的晶闸管只能使流过晶闸管的电流低于维持电流。

6.TRIAC（双向可控硅）

等效电路图

  “双向可控硅”是两个4层，正方向的PNPN，负方向的NPNP，三端双向器件。双向晶闸管可以双向导通，即栅极加上正或负的触发电压，均能触发双向晶闸管正、反两个方向导通。双向可控硅有四种工作模式，如下所示。
  Ι + 模式  MT2电流正 （+）， 栅极电流正 （+）
  Ι – 模式  MT2电流正 （+）， 栅极电流负 （-）
  ΙΙΙ + 模式  MT2电流负 （-）， 栅极电流正 （+）
  ΙΙΙ – 模式  MT2电流负极 （-）， 栅极电流负极 （-）

• 双向可控硅伏安特性曲线
  

伏安特性曲线

  通过该图可以发现伏安特性曲线与MT2、MT1的电流方向有关，与栅极导通电流方向无关。

7.IGBT（绝缘栅双极型晶体管）

等效电路图

• IGBT输入输出特性曲线

  IGBT 可以看作为 BJT 和 MOS 管的融合体，IGBT具有 MOS 的输入特性和BJT 管的输出特性。

输入输出特性曲线

• IGBT时序图
  

IGBT时序图