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三極體和場效電晶體樣子有點像,但功能有所不同
三極體和場效電晶體都是常見的電子元器件,雖然都有三個引腳,長得也有很像,但功能是不同的。三極體是電流控制型的器件,透過基極電流去控制集電極電流,實現電流、電壓訊號放大或者驅動負載工作;場效電晶體是電壓控制器件,需要透過柵極(G)電壓來控制場效應的導通,實現場效應的導通和關斷。
三極體三極體由兩個PN接面組成,可以排列成NPN或者PNP的結構。有基極(B)、集電極(C)和發射極(E)三個引腳。它有三個工作區:截止區、放大區、飽和導通區。
NPN三極體:由基極(B)流進的控制電流Ib,控制由集電極(C)流進的電流Ic;
PNP三極體:由基極(B)流出的控制電流Ib,控制由集電極(C)流出的電流Ic;
三極體可以用於設計電壓、電流訊號放大電路,Ic=β*Ib,β為三極體的放大倍數。
三極體也可以用於設計負載驅動電路,實現開關控制,比如控制蜂鳴器、LED、直流電機、繼電器等等。三極體導通後,集電極(C)和發射極(E)之間會有一定的壓降(0.2V~0.7V),當負載工作電流較大時,三極體發熱比較嚴重,所以三極體不適合驅動功率較大的負載。
場效電晶體場效電晶體也是由P型和N型半導體組成。它也有三個引腳,分別是柵極(G)、漏極(D)、源極(S);
N溝道場效電晶體:漏極(D)、源極(S)都是連線在N型半導體上,而柵極(G)連線的金屬透過氧化物再與P型半導體襯底連線。當Vgs>0時場效電晶體開始導通,電流可以從漏極(D)源極(S),也可以從源極(S)漏極(D),當然Vgs要達到一定的開啟電壓才可以穩定的導通。
P溝道場效電晶體:漏極(D)、源極(S)都是連線在P型半導體上,而柵極(G)連線的金屬透過氧化物再與N型半導體襯底連線。當Vgs<0時場效電晶體開始導通,電流可以從漏極(D)源極(S),也可以從源極(S)漏極(D),當然Vgs要達到一定的開啟電壓才可以穩定的導通。場效電晶體導通後內阻很小,一般只有幾毫歐到幾十毫歐,可以用於驅動功率較大的直流負載。三極體無法驅動的直流負載,我們都可以用場效電晶體來驅動。
當然場效電晶體也可以用於設計電流、電壓訊號放大電路
效應管是電壓驅動型的器件,如果微控制器的驅動電壓達不到門極開啟電壓的要求,可以加入三極體驅動,利用三極體集電極的電壓來控制效應管。
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三極體和場效電晶體是兩種完全不同的電子元器件,三極體可以用作訊號放大也可應用作電子開關;而場效電晶體主要用作電子開關。下面分別介紹。
1 三極體的基本知識三極體是流控型電子元器件,主要由三個電極,分別是發射極e、集電極c以及基極b。主要由N型半導體和P型半導體構成,從半導體結構上主要分為NPN三極體和PNP三極體。下圖是NPN三極體和PNP三極體的半導體構成以及電路符號。
三極體具有三個工作區分,分別為截止區、放大區以及線性區。根據工作區域的不同,三極體可以工作在放大區,起到對小訊號的放大作用;也可以工作在截止和飽和區,起到電子開關的作用。三極體所構成的放大電路主要有三種類型共基極放大電路、共發射極放大電路以及共集電極放大電路。用作開關時,可以起到控制負載迴路通斷的作用,如用來控制繼電器、蜂鳴器等。三極體用作開關的電路如下圖所示。
2 場效電晶體的基本知識場效電晶體是壓控型的電子元器件,主要分為JFET和MOSFET,具有三個電極,分別為柵極G、源極S以及漏極D。以MOSFET為例。
MOSFET可以分為NMOS和PMOS,MOS管的導通與否主要取決於VGS和Vth的狀態。對於NMOS而言,如果VGS>Vth則,NMOS導通;對於PMOS而言,如果VGS<Vth,則PMOS不通。
MOS管雖然也有放大作用,但是很少用,主要用作電子開關,如當作功率開關用在迴路中控制負載的通斷。