半导体三极管和MOS管的原理、参数和工作机理

硬件器件研究专题-三极管以及MOS管 一、硬件器件研究专题简介 在电子电路中，三极管和MOS管是两种非常重要的半导体器件。三极管是一种控制电流的半导体器件，可以把微弱信号放大成幅度值较大的电信号，也用作无触点开关。MOS管是一种金属氧化物半导体场效应管，具有高输入阻抗、低噪声、高速-switching等特点。了解三极管和MOS管的原理、参数、特性和工作原理对电子电路设计和分析非常重要。 二、三极管结构及原理 三极管结构可以想象为一对二极管的P区相连，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区。三极管的三个区掺杂浓度是不一样的，发射区掺杂浓度远高于基区和集电区。基区很薄，为了让发射区的自由电子更容易进入集电区。基区浓度很低，为了形成更小的基极电流。 三极管的工作原理是通过控制基极电流来控制集电极电流。首先给CE之间加电压，无论正接还是反接都不能导通。为了让CE导通，我们给BE接上电压。在BE间电压的带动下，E区的自由电子源源不断流向B区。然而B区掺杂浓度很低且B区很薄，基区短时间内吸收不了这么多电子，只有一少部分电子与空穴复合形成基极电流，而大部分被吸引到了C区，形成集电极电流。 三极管的四种工作状态： 1. 截止状态：三极管的发射结反偏，集电结反偏时，三极管就会进入截止状态。 2. 饱和状态： 3. 放大状态： 4. 倒置状态： 三极管的应用非常广泛，如音频设备、射频设备、计算机接口等。 三、MOS管结构及原理 MOS管是一种金属氧化物半导体场效应管，具有高输入阻抗、低噪声、高速-switching等特点。MOS管的结构由三个部分组成：金属栅极、氧化物绝缘层和半导体 substrate。MOS管的工作原理是通过控制栅极电压来控制漏极电流。 MOS管的特点： * 高输入阻抗 * 低噪声 * 高速-switching * 高输入impedance * 低power consumption 四、结论 三极管和MOS管是两种非常重要的半导体器件，对电子电路设计和分析非常重要。了解三极管和MOS管的原理、参数、特性和工作原理对电子电路设计和分析非常重要。