晶体管

器件可完全避免尖峰和脉冲的影响

半导体基础元器件领域的高产能生产专家Nexperia今天首次宣布推出80 V RET(配电阻晶体管)系列。这些新的RET或“数字晶体管”提供了足够的余量,可用于48 V汽车板网(如轻度混合动力和EV汽车)和其他更高电压的电路,这些电路经常受到较大的尖峰和脉冲影响,以前的50 V器件无法处理。


通过在与晶体管相同的SOT23 (250 mW Ptot)或SOT323 (235 mW Ptot)封装中组合偏置电阻和偏置发射极电阻,RET可以节省空间并降低制造成本。SOT363封装还提供双RET(两个晶体管和两个匹配偏置电阻和偏置发射极电阻), Ptot为350 mW,可实现更高集成度并节省更多成本。

新系列(NHDTx和NHUMx)包括42个具有PNP/NPN组合的器件,这些器件带有与Nexperia的50 V器件相同的偏置电阻组合。器件具有100 mA的电流能力,并已获得AEC-Q101认证。

Nexperia产品组经理Frank Matschullat评论道:“新型EV应用的设计工程师可以使用Nexperia的新型RET来简化系统设计、节省PCB空间、减少贴片时间并提高可靠性,从而确保系统能够满足未来需求。除了48 V汽车电路驱动器应用外,通用开关和放大及其他数字系统也将从这些新型高压器件中受益。”

80 V RET现在提供SOT23、SOT323和SOT363封装。更多信息,包括产品规格和数据手册,请访问www.nexperia.com/RETs

关于Nexperia

Nexperia,作为半导体基础元器件生产领域的高产能生产专家,其产品广泛应用于全球各类电子设计。公司丰富的产品组合包括二极管、双极性晶体管、ESD保护器件、MOSFET器件、氮化镓场效应晶体管(GaN FET)以及模拟和逻辑IC。Nexperia总部位于荷兰奈梅亨,每年可交付900多亿件产品,产品符合汽车行业的严苛标准。其产品在效率(如工艺、尺寸、功率及性能)方面获得行业广泛认可,拥有先进的小尺寸封装技术,可有效节省功耗及空间。

凭借几十年来的专业经验,Nexperia持续不断地为全球各地的优质企业提供高效的产品及服务,并在亚洲、欧洲和美国拥有超过12,000名员工。Nexperia是闻泰科技股份有限公司(600745.SS)的子公司,拥有庞大的知识产权组合,并获得了IATF 16949、ISO 9001、ISO 14001和OHSAS 18001认证。

围观 4

在电子电路中,放大的对象是变化量,放大的本质是在输入信号的作用下,通过有源元件(晶体管或场效应管)对直流电源的能量进行控制和转换,使负载从电源中获得的输出信号能量比信号源向放大电路提供的能量大的多。晶体管放大电路有共射、共集、共基三种接法,场效应管有共源、共漏接法(与晶体管放大电路共射、共集接法相对应)。

以下通过3个主要性能(放大倍数A、输入电阻Ri、输出电阻Ro)指标对晶体管三种基本接法进行比较。

基本共射放大电路:
晶体管单管大电路三种基本接法比较
交流通路:
晶体管单管大电路三种基本接法比较
微变信号等效电路:
晶体管单管大电路三种基本接法比较

放大倍数:A=Uo/Ui=-βRc/rbe;

输入电阻:Ri=Rb//rbe;

输入电阻:Ro=Rc;

基本共集放大电路:
晶体管单管大电路三种基本接法比较
交流通路:
晶体管单管大电路三种基本接法比较
微变信号等效电路:
晶体管单管大电路三种基本接法比较

放大倍数:A=Uo/Ui=IeRe/[Ib(Rb+rbe)+(1+β)IbRe];

输入电阻:Ri=Ui/Ii=Ui/Ib=[Ib(Rb+rbe)+IeRe]/Ib=Rb+rbe+(1+β)Re;

输出电阻:Ro=Re//[(Rb+rbe)/(1+β)];

基本共基放大电路:
晶体管单管大电路三种基本接法比较
交流通路:
晶体管单管大电路三种基本接法比较
微变等效电路:
晶体管单管大电路三种基本接法比较

放大倍数:A=Uo/Ui=Ic*Rc/(Ie*Re+Ib*rbe)=βRc/[rbe+(1+β)Re];

输入电阻:Ri=Ui/Ii=Ui/Ie=(Ie*Re+Ib*rbe)/Ie=Re+rbe/(1+β);

输出电阻:Ro=Rc.

三种接法比较:

1、共射电路既能放大电流又能放大电压,输入输出电阻居三种电路之中,输出电阻较大,频带较窄。常用作为低频电压放大电路的单元电路;

2、共集电路只能放大电流不能放大电压,是三种接法中输入电阻最大、输出电阻最小的电路,具有电压跟随的特点,常用于电压放大电路的输入和输出级;

3、共基电路只能放大电压不能放大电流,输出电阻小,电压放大倍数、输出电阻与共射电路相当,是三种接法中高频特性最好的电路。常作为宽频带放大电路。

转自:思考与实践并行

围观 5

本文为大家介绍“Si晶体管”(之所以前面加个Si,是因为还有其他的晶体管,例如SiC)。

虽然统称为“Si晶体管”,但根据制造工艺和结构,还可分为“双极”、“MOSFET”等种类。另外,还可根据处理的电流、电压和应用进行分类。

下面以“功率元器件”为主题,从众多晶体管中选取功率类元器件展开说明。其中,将以近年来控制大功率的应用中广为采用的MOSFET为主来展开。

先来看一下晶体管的分类与特征。

Si晶体管的分类

Si晶体管的分类根据不同分类角度,有几种不同的分类方法。在这里,从结构和工艺方面粗略地分类如下。其中,本篇的主题“功率类”加粗/涂色表示。

双极晶体管和MOSFET中,分功率型和小信号型,IGBT原本是为处理大功率而开发的晶体管,因此基本上仅有功率型。

顺便提一下,MOSFET为Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor的缩写,是场效应晶体管 (FET) 的一种。IGBT为Insulated Gate Bipolar Transistor的缩写。


Si晶体管的特征

下面就双极晶体管、MOSFET、IGBT,汇总了相对于晶体管的主要评估项目的特征。


对于各项目的评估是基于代表性的特性进行的,因此存在个别不吻合的内容。请理解为整体的倾向、特征。另外,这些晶体管的结构、工作原理与代表性的参数如下。


双极晶体管(图中以NPN为例)由PN结组成,通过在基极流过电流,而在集电极-发射极间流过电流。如前面的特征汇总表中所示,关于驱动,需要根据与放大系数、集电极电流之间的关系来调整基极电流等。与MOSFET显著不同的是,用于放大或导通/关断的偏置电流会流经晶体管(基极)。

另外,MOSFET中有称为“导通电阻”的参数,尤其是处理大功率时是重要的特性。但双极晶体管中没有“导通电阻”这个参数。世界上最早的晶体管是双极晶体管,所以可能有人说表达顺序反了,不过近年来,特别是电源电路中MOSFET是主流,可能很多人都是从MOSFET用起来的,因此这里以MOSFET为主。下面言归正传。与双极晶体管的导通电阻相对应的是VCE(sat),这是集电极-发射极间的饱和电压。这是流过既定的集电极电流时,即晶体管导通时的电压降,因此可通过该值求得导通时的电阻。


MOSFET(图中以Nch为例)通过给栅极施加电压在源极与漏极间创建通道来导通。另外,栅极通过源极及漏极与氧化膜被绝缘,因此不会流过 “导通”意义上的电流。但是,需要被称为“Qg”的电荷。

关于MOSFET,将再次详细介绍。


IGBT为双极晶体管与MOSFET的复合结构。是为了利用MOSFET和双极晶体管的优点而开发的晶体管。

与MOSFET同样能通过栅极电压控制进行高速工作,还同时具备双极晶体管的高耐压、低导通电阻特征。

工作上与MOSFET相同,通过给栅极施加电压形成通道来流过电流。结构上MOSFET(以Nch为例)是相同N型的源极与漏极间流过电流,而IGBT是从P型的集电极向N型的发射极流过电流,也就是与双极晶体管相同。因此,具有MOSFET的栅极相关的参数,以及双极晶体管的集电极-发射极相关的参数。

基本工作特性比较

这三种晶体管的工作特性各不相同。以下是Vce/Vds相对于基本的Ic/Id的特性。功率元器件基本上被用作开关,因此一般尽量在Vce/Vds较低的条件下使用。这是在使用的电路条件下,探讨哪种晶体管最适合时的代表特性之一。


来源:玩转单片机

围观 10

晶体管简介

晶体管(transistor)是一种固体半导体器件,具有检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制等多种功能。晶体管作为一种可变电流开关,能够基于输入电压控制输出电流。与普通机械开关(如Relay、switch)不同,晶体管利用电讯号来控制自身的开合,而且开关速度可以非常快,实验室中的切换速度可达100GHz以上。

晶体管主要分为两大类:双极性晶体管(BJT)和场效应晶体管(FET)。

晶体管有三个极;双极性晶体管的三个极,分别由N型跟P型组成发射极(Emitter)、基极(Base) 和集电极(Collector);场效应晶体管的三个极,分别是源极(Source)、栅极(Gate)和漏极(Drain)。

晶体管因为有三种极性,所以也有三种的使用方式,分别是发射极接地(又称共射放大、CE组态)、基极接地(又称共基放大、CB组态)和集电极接地(又称共集放大、CC组态、发射极随耦器)。

晶体管的优越性

同电子管相比,晶体管具有诸多优越性:

1、构件没有消耗

无论多么优良的电子管,都将因阴极原子的变化和慢性漏气而逐渐劣化。由于技术上的原因,晶体管制作之初也存在同样的问题。随着材料制作上的进步以及多方面的改善,晶体管的寿命一般比电子管长100到1000倍,称得起永久性器件的美名。

2、消耗电能极少

仅为电子管的十分之一或几十分之一。它不像电子管那样需要加热灯丝以产生自由电子。一台晶体管收音机只要几节干电池就可以半年一年地听下去,这对电子管收音机来说,是难以做到的。

3、不需预热

一开机就工作。例如,晶体管收音机一开就响,晶体管电视机一开就很快出现画面。电子管设备就做不到这一点。开机后,非得等一会儿才听得到声音,看得到画面。显然,在军事、测量、记录等方面,晶体管是非常有优势的。

4、结实可靠

比电子管可靠100倍,耐冲击、耐振动,这都是电子管所无法比拟的。另外,晶体管的体积只有电子管的十分之一到百分之一,放热很少,可用于设计小型、复杂、可靠的电路。晶体管的制造工艺虽然精密,但工序简便,有利于提高元器件的安装密度。

晶体管的开关作用

(一)控制大功率

现在的功率晶体管能控制数百千瓦的功率,使用功率晶体管作为开关有很多优点,主要是;

(1)容易关断,所需要的辅助元器件少,

(2)开关迅速,能在很高的频率下工作,

(3)可得到的器件耐压范围从100V到700V,应有尽有.

几年前,晶体管的开关能力还小于10kW。目前,它已能控制高达数百千瓦的功率。这主要归功于物理学家、技术人员和电路设计人员的共同努力,改进了功率晶体管的性能。如:

(1)开关晶体管有效芯片面积的增加,

(2)技术上的简化,

(3)晶体管的复合——达林顿,

(4)用于大功率开关的基极驱动技术的进步。、

(二)直接工作在整流380V市电上的晶体管功率开关

晶体管复合(达林顿)和并联都是有效地增加晶体管开关能力的方法。

在这样的大功率电路中,存在的主要问题是布线。很高的开关速度能在很短的连接线上产生相当高的干扰电压。

(三)简单和优化的基极驱动造就的高性能

今日的基极驱动电路不仅驱动功率晶体管,还保护功率晶体管,称之为“非集中保护” (和集中保护对照)。集成驱动电路的功能包括:

(1)开通和关断功率开关;

(2)监控辅助电源电压;

(3)限制最大和最小脉冲宽度;

(4)热保护;

(5)监控开关的饱和压降。

集成NPN晶体管概述

在双极型线性集成电路中NPN晶体管的用量最多,所以它的质量对电路性能的影响最大。集成NPN晶体管的结构示意图如图2—69所示。它是在P型衬底上扩散高掺杂的N+型掩埋层,生长N型外延层,扩散P型基区、N+型发射区和集电区而制成的。其中N+型掩埋层的作用是为了减小集电区的体电阻。

纵向晶体管与横向晶体管的原理及区别

(1)纵向PNP管:

纵向PNP管也称衬底管,由于结构的关系,内部的载流子沿着纵向运动。这种管子的特点是,管子的基区宽度WB可以准确地控制,而且做得很薄。因此,纵向PNP管的β很大。超β管的β值在2000一5000(α=0.995-0.9998)。

是以P型衬底作为集电极,因此只有集成元器件之间采用PN结隔离槽的集成电路才能制作这种结构的管子。由于这种结构管子的载流子是沿着晶体管断面的垂直方向运动的,故称为纵向PNP管。这种管子的基区可准确地控制使其很薄,因此它的电流放大系数较大。由于纵向PNP管的集电极必须接到电路中电位的最低点,因而限制了它的应用。在电路中它通常作为射极跟随器使用。

(2)横向PNP管:

这种结构管子的载流子是沿着晶体管断面的水平方向运动的,故称为横向PNP管。由于受工艺限制,基区宽度不可能很小,所以它的值相对较低,一般为十几倍到二、三十倍。横向PNP管的优点是:

发射结和集电结都有较高的反向击穿电压,所以它的发射结允许施加较高的反压;另外它在电路中的连接方式不受任何限制,所以比纵向PNP管有更多的用途。它的缺点是结电容较大,特征频率fT较低,一般为几~几十兆赫。

在集成电路设计中,往往把横向PNP和纵向PNP管巧妙地接成复合组态,构成性能优良的放大器。如镜像电源、微电流源、有源负载、共基—共射、共基—共集放大器等。

来源:畅学电子

围观 22

晶体管的检测:

1、检测小功率晶体二极管

A、判别正、负电极

(a)、观察外壳上的的符号标记。通常在二极管的外壳上标有二极管的符号,带有三角形箭头的一端为正极,另一端是负极。

(b)、观察外壳上的色点。在点接触二极管的外壳上,通常标有极性色点(白色或红色)。一般标有色点的一端即为正极。还有的二极管上标有色环,带色环的一端则为负极。

(c)、以阻值较小的一次测量为准,黑表笔所接的一端为正极,红表笔所接的一端则为负极。

B、检测最高工作频率fM。晶体二极管工作频率,除了可从有关特性表中查阅出外,实用中常常用眼睛观察二极管内部的触丝来加以区分,如点接触型二极管属于高频管,面接触型二极管多为低频管。另外,也可以用万用表R×1k挡进行测试,一般正向电阻小于1k的多为高频管。

C、检测最高反向击穿电压VRM。对于交流电来说,因为不断变化,因此最高反向工作电压也就是二极管承受的交流峰值电压。需要指出的是,最高反向工作电压并不是二极管的击穿电压。一般情况下,二极管的击穿电压要比最高反向工作电压高得多(约高一倍)。

2、检测玻封硅高速开关二极管

检测硅高速开关二极管的方法与检测普通二极管的方法相同。不同的是,这种管子的正向电阻较大。用R×1k电阻挡测量,一般正向电阻值为5k~10k,反向电阻值为无穷大。

3、检测快恢复、超快恢复二极管

用万用表检测快恢复、超快恢复二极管的方法基本与检测塑封硅整流二极管的方法相同。即先用R×1k挡检测一下其单向导电性,一般正向电阻为4.5k左右,反向电阻为无穷大;再用R×1挡复测一次,一般正向电阻为几欧,反向电阻仍为无穷大。

4、检测双向触发二极管

A、将万用表置于R×1k挡,测双向触发二极管的正、反向电阻值都应为无穷大。若交换表笔进行测量,万用表指针向右摆动,说明被测管有漏电性故障。

将万用表置于相应的直流电压挡。测试电压由兆欧表提供。测试时,摇动兆欧表,万用表所指示的电压值即为被测管子的VBO值。然后调换被测管子的两个引脚,用同样的方法测出VBR值。最后将VBO与VBR进行比较,两者的绝对值之差越小,说明被测双向触发二极管的对称性越好。

5、瞬态电压抑制二极管(TVS)的检测

A、用万用表R×1k挡测量管子的好坏

对于单极型的TVS,按照测量普通二极管的方法,可测出其正、反向电阻,一般正向电阻为4kΩ左右,反向电阻为无穷大。

对于双向极型的TVS,任意调换红、黑表笔测量其两引脚间的电阻值均应为无穷大,否则,说明管子性能不良或已经损坏。

6、高频变阻二极管的检测

A、识别正、负极

高频变阻二极管与普通二极管在外观上的区别是其色标颜色不同,普通二极管的色标颜色一般为黑色,而高频变阻二极管的色标颜色则为浅色。其极性规律与普通二极管相似,即带绿色环的一端为负极,不带绿色环的一端为正极。

B、测量正、反向电阻来判断其好坏

具体方法与测量普通二极管正、反向电阻的方法相同,当使用500型万用表R×1k挡测量时,正常的高频变阻二极管的正向电阻为5k~5.5k,反向电阻为无穷大。

7、变容二极管的检测

将万用表置于R×10k挡,无论红、黑表笔怎样对调测量,变容二极管的两引脚间的电阻值均应为无穷大。如果在测量中,发现万用表指针向右有轻微摆动或阻值为零,说明被测变容二极管有漏电故障或已经击穿损坏。对于变容二极管容量消失或内部的开路性故障,用万用表是无法检测判别的。必要时,可用替换法进行检查判断。

8、单色发光二极管的检测

在万用表外部附接一节1.5V干电池,将万用表置R×10或R×100挡。这种接法就相当于给万用表串接上了1.5V电压,使检测电压增加至3V(发光二极管的开启电压为2V)。检测时,用万用表两表笔轮换接触发光二极管的两管脚。若管子性能良好,必定有一次能正常发光,此时,黑表笔所接的为正极,红表笔所接的为负极。

9、红外发光二极管的检测

A、判别红外发光二极管的正、负电极。红外发光二极管有两个引脚,通常长引脚为正极,短引脚为负极。因红外发光二极管呈透明状,所以管壳内的电极清晰可见,内部电极较宽较大的一个为负极,而较窄且小的一个为正极。

B、将万用表置于R×1k挡,测量红外发光二极管的正、反向电阻,通常,正向电阻应在30k左右,反向电阻要在500k以上,这样的管子才可正常使用。要求反向电阻越大越好。

10、红外接收二极管的检测

A、识别管脚极性

(a)、从外观上识别。常见的红外接收二极管外观颜色呈黑色。识别引脚时,面对受光窗口,从左至右,分别为正极和负极。另外,在红外接收二极管的管体顶端有一个小斜切平面,通常带有此斜切平面一端的引脚为负极,另一端为正极。

(b)、将万用表置于R×1k挡,用来判别普通二极管正、负电极的方法进行检查,即交换红、黑表笔两次测量管子两引脚间的电阻值,正常时,所得阻值应为一大一小。以阻值较小的一次为准,红表笔所接的管脚为负极,黑表笔所接的管脚为正极。

B、检测性能好坏。用万用表电阻挡测量红外接收二极管正、反向电阻,根据正、反向电阻值的大小,即可初步判定红外接收二极管的好坏。

11、激光二极管的检测

A、将万用表置于R×1k挡,按照检测普通二极管正、反向电阻的方法,即可将激光二极管的管脚排列顺序确定。但检测时要注意,由于激光二极管的正向压降比普通二极管要大,所以检测正向电阻时,万用表指针仅略微向右偏转而已,而反向电阻则为无穷大。

三极管的检测方法

1、中、小功率三极管的检测

A、已知型号和管脚排列的三极管,可按下述方法来判断其性能好坏

(a)、测量极间电阻。将万用表置于R×100或R×1k挡,按照红、黑表笔的六种不同接法进行测试。其中,发射结和集电结的正向电阻值比较低,其他四种接法测得的电阻值都很高,约为几百千欧至无穷大。但不管是低阻还是高阻,硅材料三极管的极间电阻要比锗材料三极管的极间电阻大得多。

(b)、三极管的穿透电流ICEO的数值近似等于管子的倍数β和集电结的反向电流ICBO的乘积。ICBO随着环境温度的升高而增长很快,ICBO的增加必然造成ICEO的增大。而ICEO的增大将直接影响管子工作的稳定性,所以在使用中应尽量选用ICEO小的管子。

通过用万用表电阻直接测量三极管e-c极之间的电阻方法,可间接估计ICEO的大小,具体方法如下:

万用表电阻的量程一般选用R×100或R×1k挡,对于PNP管,黑表管接e极,红表笔接c极,对于NPN型三极管,黑表笔接c极,红表笔接e极。要求测得的电阻越大越好。e-c间的阻值越大,说明管子的ICEO越小;反之,所测阻值越小,说明被测管的ICEO越大。一般说来,中、小功率硅管、锗材料低频管,其阻值应分别在几百千欧、几十千欧及十几千欧以上,如果阻值很小或测试时万用表指针来回晃动,则表明ICEO很大,管子的性能不稳定。

(c)、测量放大能力(β)。目前有些型号的万用表具有测量三极管hFE的刻度线及其测试插座,可以很方便地测量三极管的放大倍数。先将万用表功能开关拨至 挡,量程开关拨到ADJ位置,把红、黑表笔短接,调整调零旋钮,使万用表指针指示为零,然后将量程开关拨到hFE位置,并使两短接的表笔分开,把被测三极管插入测试插座,即可从hFE刻度线上读出管子的放大倍数。

另外:有此型号的中、小功率三极管,生产厂家直接在其管壳顶部标示出不同色点来表明管子的放大倍数β值,其颜色和β值的对应关系如表所示,但要注意,各厂家所用色标并不一定完全相同。

B、检测判别电极

(a)、判定基极。用万用表R×100或R×1k挡测量三极管三个电极中每两个极之间的正、反向电阻值。当用第一根表笔接某一电极,而第二表笔先后接触另外两个电极均测得低阻值时,则第一根表笔所接的那个电极即为基极b。这时,要注意万用表表笔的极性,如果红表笔接的是基极b。黑表笔分别接在其他两极时,测得的阻值都较小,则可判定被测三极管为PNP型管;如果黑表笔接的是基极b,红表笔分别接触其他两极时,测得的阻值较小,则被测三极管为NPN型管。

(b)、判定集电极c和发射极e。(以PNP为例)将万用表置于R×100或R×1k挡,红表笔基极b,用黑表笔分别接触另外两个管脚时,所测得的两个电阻值会是一个大一些,一个小一些。在阻值小的一次测量中,黑表笔所接管脚为集电极;在阻值较大的一次测量中,黑表笔所接管脚为发射极。

C、判别高频管与低频管

高频管的截止频率大于3MHz,而低频管的截止频率则小于3MHz,一般情况下,二者是不能互换的。

D、在路电压检测判断法

在实际应用中、小功率三极管多直接焊接在印刷电路板上,由于元件的安装密度大,拆卸比较麻烦,所以在检测时常常通过用万用表直流电压挡,去测量被测三极管各引脚的电压值,来推断其工作是否正常,进而判断其好坏。

2、大功率晶体三极管的检测

利用万用表检测中、小功率三极管的极性、管型及性能的各种方法,对检测大功率三极管来说基本上适用。但是,由于大功率三极管的工作电流比较大,因而其PN结的面积也较大。PN结较大,其反向饱和电流也必然增大。所以,若像测量中、小功率三极管极间电阻那样,使用万用表的R×1k挡测量,必然测得的电阻值很小,好像极间短路一样,所以通常使用R×10或R×1挡检测大功率三极管。

3、普通达林顿管的检测

用万用表对普通达林顿管的检测包括识别电极、区分PNP和NPN类型、估测放大能力等项内容。因为达林顿管的E-B极之间包含多个发射结,所以应该使用万用表能提供较高电压的R×10k挡进行测量。

4、大功率达林顿管的检测

检测大功率达林顿管的方法与检测普通达林顿管基本相同。但由于大功率达林顿管内部设置了V3、R1、R2等保护和泄放漏电流元件,所以在检测量应将这些元件对测量数据的影响加以区分,以免造成误判。具体可按下述几个步骤进行:

A、用万用表R×10k挡测量B、C之间PN结电阻值,应明显测出具有单向导电性能。正、反向电阻值应有较大差异。

B、在大功率达林顿管B-E之间有两个PN结,并且接有电阻R1和R2。用万用表电阻挡检测时,当正向测量时,测到的阻值是B-E结正向电阻与R1、R2阻值并联的结果;当反向测量时,发射结截止,测出的则是(R1+R2)电阻之和,大约为几百欧,且阻值固定,不随电阻挡位的变换而改变。但需要注意的是,有些大功率达林顿管在R1、R2、上还并有二极管,此时所测得的则不是(R1+R2)之和,而是(R1+R2)与两只二极管正向电阻之和的并联电阻值。

5、带阻尼行输出三极管的检测

将万用表置于R×1挡,通过单独测量带阻尼行输出三极管各电极之间的电阻值,即可判断其是否正常。具体测试原理,方法及步骤如下:

A、将红表笔接E,黑表笔接B,此时相当于测量大功率管B-E结的等效二极管与保护电阻R并联后的阻值,由于等效二极管的正向电阻较小,而保护电阻R的阻值一般也仅有20Ω~50Ω,所以,二者并联后的阻值也较小;反之,将表笔对调,即红表笔接B,黑表笔接E,则测得的是大功率管B-E结等效二极管的反向电阻值与保护电阻R的并联阻值,由于等效二极管反向电阻值较大,所以,此时测得的阻值即是保护电阻R的值,此值仍然较小。

B、将红表笔接C,黑表笔接B,此时相当于测量管内大功率管B-C结等效二极管的正向电阻,一般测得的阻值也较小;将红、黑表笔对调,即将红表笔接B,黑表笔接C,则相当于测量管内大功率管B-C结等效二极管的反向电阻,测得的阻值通常为无穷大。

C、将红表笔接E,黑表笔接C,相当于测量管内阻尼二极管的反向电阻,测得的阻值一般都较大,约300Ω~∞;将红、黑表笔对调,即红表笔接C,黑表笔接E,则相当于测量管内阻尼二极管的正向电阻,测得的阻值一般都较小,约几Ω至几十Ω。

来源:畅学电子

围观 485

1、负载电压、电流类型不同

负载类型:晶体管只能带直流负载,而继电器带交、直流负载均可。

电流:晶体管电流0.2A-0.3A,继电器2A。

电压:晶体管可接直流24V(一般最大在直流30V左右,继电器可以接直流24V或交流220V。

2、负载能力不同

晶体管带负载的能力小于继电器带负载的能力,用晶体管时,有时候要加其他东西来带动大负载(如继电器,固态继电器等)。

3、晶体管过载能力小于继电器过载的能力

一般来说,存在冲击电流较大的情况时(例如灯泡、感性负载等),晶体管过载能力较小,需要降额更多。

4、晶体管响应速度快于继电器

继电器输出型原理是CPU驱动继电器线圈,令触点吸合,使外部电源通过闭合的触点驱动外部负载,其开路漏电流为零,响应时间慢(约10ms)。

晶体管输出型原理是CPU通过光耦合使晶体管通断,以控制外部直流负载,响应时间快(约0.2ms甚至更小)。晶体管输出一般用于高速输出,如伺服/步进等,用于动作频率高的输出:如温度PID控制, 主要用在步进电机控制,也有伺服控制,还有电磁阀控制(阀动作频率高)。

晶体管主要用于定位控制,要用晶体的输出来发出脉冲。而继电器是不能用发出脉冲的,也就不能定位控制了。如果用继电器去控制定位伺服或是步进的话就还要加定位模块,经济上不划算。而用一个晶体管输出的就可以控制伺服等。

5、在额定工作情况下,继电器有动作次数寿命,晶体管只有老化没有使用次数限制

继电器是机械元件所以有动作寿命,晶体管是电子元件,只有老化,没有使用次数限制。继电器的每分钟开关次数也是有限制的,而晶体管则没有。

6、晶体管输出的价格稍贵一点。

  继电器输出:
  AC ------ 交流电(正常交流220V)电源(L1 N)
  DC ------ 直流电(输入端)
  RLY ------- 继电器输出(输出端)
  晶体管输出:
  DC ------ 直流(正常直流24V)电源(L+M)
  DC ------(输入端)
  DC ------(输出端)如 PLC 224 XP CN DC/DC/DC

转自:csdn

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美国劳伦斯伯克力国家实验室 Lawrence Berkeley National Laboratory www.lbl.gov)(简称伯克利国家实验室)今天宣布实现全球最小的晶体管!该实验室利用二维材料技术用二硫化钼、碳纳米管和二氧化绝缘体锆实现了栅极长度1nm的晶体管。该成功公布在最新一期《科学》杂志上。

参与该项目的人员有Sujay B. Desai1,2,3, Surabhi R. Madhvapathy1,2, Angada B. Sachid1,2, Juan Pablo Llinas1,2, Qingxiao Wang4, Geun Ho Ahn1,2, Gregory Pitner5, Moon J. Kim4, Jeffrey Bokor1,2, Chenming Hu1, H.-S. Philip Wong5, Ali Javey1,2,3,*等等。

劳伦斯伯克利国家实验室是一个隶属于美国能源部的国家实验室,从事非绝密级的科学研究。它坐落在加州大学伯克利分校的中心校园内,位于伯克利山的山顶。该实验室现由美国能源部委托加州大学代为管理。

在集成电路领域,特征尺寸是指半导体器件中的最小尺寸。在CMOS工艺中,特征尺寸典型代表为“栅”的宽度,也即MOS器件的沟道长度。一般来说,特征尺寸越小,芯片的集成度越高,性能越好,功耗越低。

集成电路制造涉及到各种尺寸:衬底的厚度、PN结的深度、金属连线的宽度、氧化物膜的厚度、MOS-FET沟道的长度等等。这其中最小的尺寸往往就是最小线条的宽度,俗称“线宽”。这个“线宽”其实是作为栅极的多晶硅的宽度,也就是晶体管的沟道长度。

从图中可以看出,对于MOS-FET来说,栅极线条的宽度就是晶体管沟道的长度。根据MOS-FET的原理,在栅极加上一定电压后能促成沟道的形成,沟道形成后载流子能在两个有源区之间流动,就形成电流,相当于开启了晶体管。
目前集成电路已经发展到10nm工艺,很多人认为到7nm工艺将达到物理极限。

首席研究员阿里Javey表示我们展示了1nm栅晶体管,显示只要有合适的材料,还是有很多空间可以压缩现有产品尺寸的。

我们都知道沟道长度缩小也会带来一系列负面效应,统称为“短沟道效应”。例如在沟道短到一定程度时,源与漏之间会存在漏电流,即使撤掉了栅极电压,也可能关不断MOS管,漏电流的存在会使电路的静态功耗增大,为了降低“短沟道效应”带来的负面影响,需要在器件结构、制造工艺等方面进行改进。

研究人员表示某些二维材料,包括二硫化钼,具有比硅更小的介电常数、更大的带隙和更大的载流子有效质量。

“在这里,我们证明了使用的单壁碳纳米管作为栅电极与1nm的物理栅极长度的MoS 2晶体管。这些超短器件表现出与〜65mV / decade的近乎理想亚阈值摆幅和〜106的通断电流比开关优良特性。仿真结果表明处于关闭状态的有效渠道长度是3.9nm的和在“开”的状态长度是1nm。”他说。(原文英文--“Here, we demonstrate MoS2 transistors with a 1nm physical gate length using a single-walled carbon nanotube as the gate electrode. These ultra-short devices exhibit excellent switching characteristics with near ideal sub-threshold swing of ~65mV/decade and an on-off current ratio of ~106. Simulations show an effective channel length of ~3.9nm in the Off state and ~1nm in the ‘on’ state,” said the research team in the abstract of Science paper ‘MoS2 transistors with 1-nanometer gate lengths‘.)

目前采用FinFET工艺的集成电路已经发展到10nm,现在伯克利国家实验室用二维方法实现了1nm 集成电路,也意味着未来集成电路工艺尺寸还可以进一步缩小。

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