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晶體管分類

2009年11月05日 10:48 hljzzgx.com 作者:佚名 用戶評論(0
關(guān)鍵字:晶體管(137950)

晶體管分類


半導(dǎo)體材料和極性分類
  按晶體管使用的半導(dǎo)體材料可分為硅材料晶體管和鍺材料晶體管。按晶體管的極性可分為鍺NPN型晶體管、鍺PNP晶體管、硅NPN型晶體管和硅PNP型晶體管。
   按結(jié)構(gòu)及制造工藝分類
  晶體管按其結(jié)構(gòu)及制造工藝可分為擴散型晶體管、合金型晶體管和平面型晶體管。
   按電流容量分類
  晶體管按電流容量可分為小功率晶體管、中功率晶體管和大功率晶體管。
   按工作頻率分類
  晶體管按工作頻率可分為低頻晶體管、高頻晶體管和超高頻晶體管等。
   按封裝結(jié)構(gòu)分類
  晶體管按封裝結(jié)構(gòu)可分為金屬封裝(簡稱金封)晶體管、塑料封裝(簡稱塑封)晶體管、玻璃殼封裝(簡稱玻封)晶體管、表面封裝(片狀)晶體管和陶瓷封裝晶體管等。其封裝外形多種多樣。
   按功能和用途分類
  晶體管按功能和用途可分為低噪聲放大晶體管、中高頻放大晶體管、低頻放大晶體管、開關(guān)晶體管、達林頓晶體管、高反壓晶體管、帶阻晶體管、帶阻尼晶體管、微波晶體管、光敏晶體管和磁敏晶體管等多種類型。
  
電力晶體管

  
  電力晶體管按英文Giant Transistor直譯為巨型晶體管,是一種耐高電壓、大電流的雙極結(jié)型晶體管(Bipolar Junction Transistor—BJT),所以有時也稱為Power BJT;其特性有:耐壓高,電流大,開關(guān)特性好,但驅(qū)動電路復(fù)雜,驅(qū)動功率大;GTR和普通雙極結(jié)型晶體管的工作原理是一樣的。
  
光晶體管

   光晶體管(phototransistor)由雙極型晶體管或場效應(yīng)晶體管等三端器件構(gòu)成的光電器件。光在這類器件的有源區(qū)內(nèi)被吸收,產(chǎn)生光生載流子,通過內(nèi)部電放大機構(gòu),產(chǎn)生光電流增益。光晶體管三端工作,故容易實現(xiàn)電控或電同步。光晶體管所用材料通常是砷化鎵(CaAs),主要分為雙極型光晶體管、場效應(yīng)光晶體管及其相關(guān)器件。雙極型光晶體管通常增益很高,但速度不太快,對于GaAs-GaAlAs,放大系數(shù)可大于1000,響應(yīng)時間大于納秒,常用于光探測器,也可用于光放大。場效應(yīng)光晶體管響應(yīng)速度快(約為50皮秒),但缺點是光敏面積小,增益小(放大系數(shù)可大于10),常用作極高速光探測器。與此相關(guān)還有許多其他平面型光電器件,其特點均是速度快(響應(yīng)時間幾十皮秒)、適于集成。這類器件可望在光電集成中得到應(yīng)用。
  
雙極晶體管

   雙極晶體管(bipolar transistor)指在音頻電路中使用得非常普遍的一種晶體管。雙極則源于電流系在兩種半導(dǎo)體材料中流過的關(guān)系。雙極晶體管根據(jù)工作電壓的極性而可分為NPN型或PNP型。
  
雙極結(jié)型晶體管

   雙極結(jié)型晶體管(Bipolar Junction Transistor—BJT)又稱為半導(dǎo)體三極管,它是通過一定的工藝將兩個PN結(jié)結(jié)合在一起的器件,有PNP和NPN兩種組合結(jié)構(gòu);外部引出三個極:集電極,發(fā)射極和基極,集電極從集電區(qū)引出,發(fā)射極從發(fā)射區(qū)引出,基極從基區(qū)引出(基區(qū)在中間);BJT有放大作用,重要依靠它的發(fā)射極電流能夠通過基區(qū)傳輸?shù)竭_集電區(qū)而實現(xiàn)的,為了保證這一傳輸過程,一方面要滿足內(nèi)部條件,即要求發(fā)射區(qū)雜質(zhì)濃度要遠大于基區(qū)雜質(zhì)濃度,同時基區(qū)厚度要很小,另一方面要滿足外部條件,即發(fā)射結(jié)要正向偏置(加正向電壓)、集電結(jié)要反偏置;BJT種類很多,按照頻率分,有高頻管,低頻管,按照功率分,有小、中、大功率管,按照半導(dǎo)體材料分,有硅管和鍺管等;其構(gòu)成的放大電路形式有:共發(fā)射極、共基極和共集電極放大電路。
  
場效應(yīng)晶體管

  
  場效應(yīng)晶體管(field effect transistor)利用場效應(yīng)原理工作的晶體管。英文簡稱FET。場效應(yīng)就是改變外加垂直于半導(dǎo)體表面上電場的方向或大小,以控制半導(dǎo)體導(dǎo)電層(溝道)中多數(shù)載流子的密度或類型。它是由電壓調(diào)制溝道中的電流,其工作電流是由半導(dǎo)體中的多數(shù)載流子輸運。這類只有一種極性載流子參加導(dǎo)電的晶體管又稱單極型晶體管。與雙極型晶體管相比,場效應(yīng)晶體管具有輸入阻抗高、噪聲小、極限頻率高、功耗小,制造工藝簡單、溫度特性好等特點,廣泛應(yīng)用于各種放大電路、數(shù)字電路和微波電路等。以硅材料為基礎(chǔ)的金屬?氧化物?半導(dǎo)體場效應(yīng)管(MOSFET)和以砷化鎵材料為基礎(chǔ)的肖特基勢壘柵場效應(yīng)管(MESFET)是兩種最重要的場效應(yīng)晶體管,分別為MOS大規(guī)模集成電路和MES超高速集成電路的基礎(chǔ)器件。
  
靜電感應(yīng)晶體管

   靜電感應(yīng)晶體管SIT(Static Induction Transistor)誕生于1970年,實際上是一種結(jié)型場效應(yīng)晶體管。將用于信息處理的小功率SIT器件的橫向?qū)щ娊Y(jié)構(gòu)改為垂直導(dǎo)電結(jié)構(gòu),即可制成大功率的SIT器件。SIT是一種多子導(dǎo)電的器件,其工作頻率與電力MOSFET相當,甚至超過電力MOSFET,而功率容量也比電力MOSFET大,因而適用于高頻大功率場合,目前已在雷達通信設(shè)備、超聲波功率放大、脈沖功率放大和高頻感應(yīng)加熱等某些專業(yè)領(lǐng)域獲得了較多的應(yīng)用。
  但是SIT在柵極不加任何信號時是導(dǎo)通的,柵極加負偏壓時關(guān)斷,這被稱為正常導(dǎo)通型器件,使用不太方便。此外,SIT通態(tài)電阻較大,使得通態(tài)損耗也大,因而SIT還未在大多數(shù)電力電子設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。
  
單電子晶體管

   用一個或者少量電子就能記錄信號的晶體管。隨著半導(dǎo)體刻蝕技術(shù)和工藝的發(fā)展,大規(guī)模集成電路的集成度越來越高。以動態(tài)隨機存儲器(DRAM)為例,它的集成度差不多以每兩年增加四倍的速度發(fā)展,預(yù)計單電子晶體管將是最終的目標。目前一般的存儲器每個存儲元包含了20萬個電子,而單電子晶體管每個存儲元只包含了一個或少量電子,因此它將大大降低功耗,提高集成電路的集成度。1989年斯各特(J.H. F.Scott-Thomas)等人在實驗上發(fā)現(xiàn)了庫侖阻塞現(xiàn)象。在調(diào)制摻雜異質(zhì)結(jié)界面形成的二維電子氣上面,制作一個面積很小的金屬電極,使得在二維電子氣中形成一個量子點,它只能容納少量的電子,也就是它的電容很小,小于一個?F (10~15法拉)。當外加電壓時,如果電壓變化引起量子點中電荷變化量不到一個電子的電荷,則將沒有電流通過。直到電壓增大到能引起一個電子電荷的變化時,才有電流通過。因此電流-電壓關(guān)系不是通常的直線關(guān)系,而是臺階形的。這個實驗在歷史上第一次實現(xiàn)了用人工控制一個電子的運動,為制造單電子晶體管提供了實驗依據(jù)。為了提高單電子晶體管的工作溫度,必須使量子點的尺寸小于10納米,目前世界各實驗室都在想各種辦法解決這個問題。有些實驗室宣稱已制出室溫下工作的單電子晶體管,觀察到由電子輸運形成的臺階型電流——電壓曲線,但離實用還有相當?shù)木嚯x。
  
絕緣柵雙極晶體管

   絕緣柵雙極晶體管(Insulate-Gate Bipolar Transistor—IGBT)綜合了電力晶體管(Giant Transistor—GTR)和電力場效應(yīng)晶體管(Power MOSFET)的優(yōu)點,具有良好的特性,應(yīng)用領(lǐng)域很廣泛;IGBT也是三端器件:柵極,集電極和發(fā)射極。

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