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三极管的作用三极管工作原理
三极管的工作原理
三极管是一种控制元件,主要用来控制电流的大小,以共发射极接法为例(信号从基极输入,从集电极
输出,发射极接地),当基极电压UB有一个微小的变化时,基极电流IB也会随之有一小的变化,受基极
电流IB的控制,集电极电流IC会有一个很大的变化,基极电流IB越大,集电极电流IC也越大,反之,基
极电流越小,集电极电流也越小,即基极电流控制集电极电流的变化。但是集电极电流的变化比基极电流
的变化大得多,这就是三极管的放大作用。IC的变化量与IB变化量之比叫做三极管的放大倍数β(β=ΔIC
/ΔIB,Δ 表示变化量。),三极管的放大倍数β 一般在几十到几百倍。
三极管在放大信号时,首先要进入导通状态,即要先建立合适的静态工作点,也叫建立偏置,否则会放
大失真。
在三极管的集电极与电源之间接一个电阻,可将电流放大转换成电压放大:当基极电压UB升高时,IB变大,
IC也变大,IC在集电极电阻RC的压降也越大,所以三极管集电极电压UC会降低,且UB越高,UC就越低,
ΔUC=ΔUB。仅供参考,请参考有关书籍。
三极管的作用一 设计反相器管
我们知道三极管相当于一条通道,在这条通道上电流出发的那一端叫做源极,而电流到达的那一端叫做
漏极,控制电流通断的那个电极叫做栅极,那么栅极需要带上什么样的电压才表示通道导通呢?一般情
况下,栅极对源极的电压为0V时,表示关断,栅极上带0.7V以上的电压时,表示导通,应该注意栅极
电压是对源极而言的。
上述的MOS三极管我们叫它N型MOS管,对应的,还有一种P型MOS管,P
型MOS管的特性正好完
全相反,电流从漏极出发到达源极,栅极带上比漏极低于0.7V以下的电压时,
MOS管导通。
如果规定只能用一种类型的MOS管,我们也能设计出集成电路来,想当初的半导体工艺只适合于做N型
一种类型的MOS管,那时侯的集成电路大部分是NMOS集成电路,我们熟悉的早期的Z80、8048等,都
是用NMOS工艺制造的。后来,发展了在同一个芯片上做两种不同类型MOS管的工艺,叫做CMOS工艺,
现在已是半导体行业的主流工艺。
N管和P管的版图设计并没有什么不一样,只要对其类型做一个标记就可以了,这个标记用来通知制造
集成电路的人把这些管子做成某一类型的管子,在下图中我们把P管用虚框圈起来作为标记。
三极管的作用二 设计集成电路
设计集成电路也很简单,不过就是把那些三极管连接起来,用什么来连接呢?总不至于用电烙铁和焊锡
丝之类的方法吧?在集成电路里不用这种方法,用的是类似于双面线路板的方法,双面线路板上的过孔
将线路板的两面连接了起来,在集成电路了也用了过孔,两层导电材料分别是铝和多晶硅,铝可以越过
各种区域通到任何地方而不受限制,但多晶硅可不可以呢?好象可以,可是,的多晶硅越过有源区时,
有源区变成了一个受多晶硅控制的电流通路:一个多余的三极管,这不是我们所希望的,所以,我们在
这里增加一条规则:多晶硅不能跨越有源区。按这样的规则连接两各三极管,我们就设计了一个含有一
个反相器的简单的集成电路。
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