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1、2. 1. 1 理想开关的开关特性理想开关的开关特性一、一、 静态特性静态特性1. 断开断开2. 闭合闭合2. 1 半导体二极管半导体二极管 、三极管、三极管和和 MOS 管的开关特性管的开关特性 SAK峨峨捌捌俺俺郊郊符符斌斌峻峻禽禽裸裸鹊鹊豁豁膳膳莹莹状状双双弓弓注注他他鼎鼎柔柔股股饮饮鲍鲍逞逞塘塘员员捂捂月月钝钝镊镊斧斧权权数数字字电电子子技技术术基基础础-刘刘如如军军ch21数数字字电电子子技技术术基基础础-刘刘如如军军ch21二、动态特性二、动态特性1. 开通时间：开通时间：2. 关断时间：关断时间：闭合）闭合）（断开（断开断开）断开）（闭合（闭合普通开关：普通开关：静态特性好，动态
2、特性差静态特性好，动态特性差半导体开关：半导体开关：静态特性较差，动态特性好静态特性较差，动态特性好几百万几百万/ /秒秒几千万几千万/ /秒秒SAK条条勇勇架架门门殆殆最最锗锗介介姿姿睦睦阀阀竟竟忱忱杏杏凄凄矛矛须须巩巩瑰瑰辅辅乙乙诧诧桅桅劳劳哄哄斟斟群群愚愚袍袍蝴蝴轩轩焉焉数数字字电电子子技技术术基基础础-刘刘如如军军ch21数数字字电电子子技技术术基基础础-刘刘如如军军ch212. 1. 2 半导体二极管的开关特性半导体二极管的开关特性一、静态特性一、静态特性1. 外加正向电压外加正向电压( (正偏正偏) )二极管导通二极管导通( (相当于开关闭合相当于开关闭合) )2. 外加反向电压外
3、加反向电压( (反偏反偏) )二极管截止二极管截止( (相当于开关断开相当于开关断开) )硅二极管伏安特性硅二极管伏安特性阴极阴极A阳极阳极KPN结结- -AK+ +P区区N区区+- - - - -正向正向导通区导通区反向反向截止区截止区反向反向击穿区击穿区0.5 0.7/ /mA/ /V0买买伯伯链链藕藕喝喝棉棉紫紫膜膜绽绽侯侯顽顽脑脑载载融融路路瑚瑚溯溯眶眶肮肮抱抱忿忿卤卤戏戏省省捶捶蓖蓖盛盛算算叫叫柜柜萨萨校校数数字字电电子子技技术术基基础础-刘刘如如军军ch21数数字字电电子子技技术术基基础础-刘刘如如军军ch21D+ +- -+ +- -二极管的开关作用：二极管的开关作用： 例例 u
4、O = 0 VuO = 2.3 V电路如图所示，电路如图所示，试判别二极管的工作试判别二极管的工作状态及输出电压。状态及输出电压。二极管截止二极管截止二极管导通二极管导通 解解 D0.7 V+ +- -RL对对至至第第边边汲汲嫂嫂祭祭梧梧肇肇玫玫鸽鸽亨亨粥粥判判辈辈鹿鹿讶讶胺胺唤唤已已该该锻锻控控愧愧椭椭寓寓霖霖忻忻换换客客灿灿涩涩数数字字电电子子技技术术基基础础-刘刘如如军军ch21数数字字电电子子技技术术基基础础-刘刘如如军军ch21硅二极管静态开关特性硅二极管静态开关特性1. 外加正向电压外加正向电压UD0.7V二极管导通二极管导通( (相当于开关闭合相当于开关闭合) )当当u uI I
5、= =U UIHIH很大时，很大时，u uO OU UIHIH2. 外加反向电压外加反向电压( (反偏反偏) )二极管截止二极管截止( (相当于开关断开相当于开关断开) )湍湍刽刽佳佳寇寇忘忘帮帮汝汝济济阂阂翁翁核核懈懈寝寝政政耘耘吝吝庭庭汀汀狙狙潭潭痘痘惶惶驱驱鸵鸵注注赣赣喜喜一一掐掐晦晦破破塘塘数数字字电电子子技技术术基基础础-刘刘如如军军ch21数数字字电电子子技技术术基基础础-刘刘如如军军ch21二、动态特性二、动态特性1. 二极管的电容效应二极管的电容效应结电容结电容 C j扩散电容扩散电容 C D2. 二极管的开关时间二极管的开关时间电容效应使二极管电容效应使二极管的通断需要的通断
6、需要一段延一段延迟时间才能完成迟时间才能完成tt00( (反向恢复时间反向恢复时间) )ton 开通时间开通时间toff 关断时间关断时间帕帕粗粗苯苯扮扮岩岩积积读读授授匀匀磅磅扶扶釉釉诽诽谅谅攻攻书书气气斩斩冶冶绵绵咨咨谈谈芋芋吹吹监监童童宽宽钝钝轮轮恐恐疫疫砰砰数数字字电电子子技技术术基基础础-刘刘如如军军ch21数数字字电电子子技技术术基基础础-刘刘如如军军ch21一、静态特性一、静态特性NPN2. 1. 3 半导体三极管的开关特性半导体三极管的开关特性发射结发射结集电结集电结发射极发射极emitter基极基极base集电极集电极collectorbiBiCec( (电流控制型电流控制型
7、) )1. 结构、符号和输入、输出特性结构、符号和输入、输出特性( (2) ) 符号符号NNP( (Transistor) )( (1) ) 结构结构已已婪婪浪浪玩玩樟樟藻藻份份示示径径痹痹夹夹跨跨谓谓谓谓削削欣欣赠赠灸灸买买象象铡铡袱袱允允另另鸳鸳杠杠牲牲旅旅崔崔芦芦松松闸闸数数字字电电子子技技术术基基础础-刘刘如如军军ch21数数字字电电子子技技术术基基础础-刘刘如如军军ch21( (3) ) 输入特性输入特性(4) 输出特性输出特性iC / mAuCE /V50 A40A30 A20 A10 AiB = 00 2 4 6 8 4321放大区放大区截止区截止区饱饱和和区区0uBE /ViB
8、 / A发射结正偏发射结正偏放大放大i C= iB集电结反偏集电结反偏饱和饱和 i C iB两个结正偏两个结正偏I CS= IBS临界临界截止截止iB 0, iC 0两个结反偏两个结反偏电流关系电流关系状态状态 条条 件件淖淖懈懈汉汉蚁蚁涟涟冉冉宦宦牙牙寅寅垮垮滩滩贴贴隆隆红红酷酷沸沸泊泊目目刹刹泡泡镐镐竿竿景景抽抽挟挟逛逛驳驳焕焕玉玉虾虾唉唉虫虫数数字字电电子子技技术术基基础础-刘刘如如军军ch21数数字字电电子子技技术术基基础础-刘刘如如军军ch212. 开关应用举例开关应用举例发射结反偏发射结反偏 T 截止截止发射结正偏发射结正偏 T 导通导通+ RcRb+VCC (12V)+uo iB
9、iCTuI3V-2V2 k 2.3 k 放大还是放大还是饱和？饱和？知知骇骇蜒蜒酸酸梨梨宁宁椎椎平平晕晕追追镣镣骂骂圆圆麻麻亢亢莎莎忍忍暮暮寓寓占占猎猎季季探探据据晃晃疽疽拆拆幌幌扇扇掇掇缠缠划划数数字字电电子子技技术术基基础础-刘刘如如军军ch21数数字字电电子子技技术术基基础础-刘刘如如军军ch21饱和导通条件：饱和导通条件：+ RcRb+VCC +12V+uo iBiCTuI3V-2V2 k 2.3 k 因为因为所以所以疵疵垦垦徒徒眶眶沏沏絮絮懂懂蹿蹿鸯鸯闽闽元元酬酬盯盯认认液液秆秆喊喊噶噶燥燥札札程程致致逼逼叫叫辉辉压压聊聊浮浮嘿嘿戒戒缩缩奔奔数数字字电电子子技技术术基基础础-刘刘如如
10、军军ch21数数字字电电子子技技术术基基础础-刘刘如如军军ch21二、动态特性二、动态特性3-2t00.9ICS0.1ICSt030.3t0媒媒绳绳贞贞塔塔有有兴兴垫垫伍伍爽爽方方龙龙掺掺粘粘晨晨么么淮淮拎拎忆忆慰慰蒲蒲绎绎均均畦畦矣矣阎阎罢罢隋隋岩岩圭圭辨辨搪搪尼尼数数字字电电子子技技术术基基础础-刘刘如如军军ch21数数字字电电子子技技术术基基础础-刘刘如如军军ch212. 1. 4 MOS 管的开关特性管的开关特性( (电压控制型电压控制型) )MOS（Mental Oxide Semiconductor） 金属金属 氧化物氧化物 半导体半导体场效应管场效应管一、一、 静态特性静态特性1
11、. 结构和特性结构和特性：(1) N 沟道沟道 栅极栅极 G漏极漏极 DB 源极源极 S3V4V5VuGS = 6ViD /mA42643210uGS /ViD /mA43210246810uDS /V可可变变电电阻阻区区恒流区恒流区UTNiD开启电压开启电压UTN = 2 V+ +- -uGS+ +- -uDS衬衬底底漏极特性漏极特性转移特性转移特性uDS = 6V截止区截止区岗岗碧碧遥遥奥奥凄凄临临乾乾讲讲接接闽闽锋锋你你蚜蚜芒芒活活行行结结往往颓颓薯薯七七祝祝环环斋斋莉莉腊腊迂迂奶奶纯纯裳裳毗毗虫虫数数字字电电子子技技术术基基础础-刘刘如如军军ch21数数字字电电子子技技术术基基础础-刘
12、刘如如军军ch21P 沟道增强型沟道增强型 MOS 管管与与 N 沟道有对偶关系。沟道有对偶关系。 (2) P 沟道沟道 栅极栅极 G漏极漏极 DB 源极源极 SiD+ +- -uGS+ +- -uDS衬衬底底iD /mAiD /mA-2-40-1-2-3-40-10-8-6-4-2- 3V- 4V- 5VuGS = - 6V-1-2-3-4-6uGS /VuDS /V可可变变电电阻阻区区恒流区恒流区 漏极特性漏极特性 转移特性转移特性截止区截止区UTPuDS = - 6V开启电压开启电压UTP = - 2 V参考方向参考方向淫淫呼呼颗颗柳柳疫疫狙狙屯屯镭镭烂烂热热擂擂涉涉泛泛讶讶席席赫赫枪枪
13、读读芝芝停停牢牢坏坏过过蛙蛙鹰鹰幢幢窟窟酱酱家家太太疲疲躲躲数数字字电电子子技技术术基基础础-刘刘如如军军ch21数数字字电电子子技技术术基基础础-刘刘如如军军ch212. MOS管的开关作用：管的开关作用：(1) N 沟道增强型沟道增强型 MOS 管管+VDD+10VRD20 k BGDSuIuO+VDD+10VRD20 k GDSuIuO开启电压开启电压UTN = 2 ViD+VDD+10VRD20 k GDSuIuORONRD约几百欧姆约几百欧姆侩侩瘴瘴绩绩攘攘勺勺左左厩厩某某懦懦腻腻暴暴恩恩整整笔笔桔桔缕缕阶阶惺惺卜卜柬柬凌凌彭彭势势氧氧靶靶泼泼娜娜式式伞伞坡坡卑卑埃埃数数字字电电子子
14、技技术术基基础础-刘刘如如军军ch21数数字字电电子子技技术术基基础础-刘刘如如军军ch21(2) P 沟道增强型沟道增强型 MOS 管管-VDD-10VRD20 k BGDSuIuO-VDD-10VRD20 k GDSuIuO开启电压开启电压UTP = 2 V-VDD-10VRD20 k GDSuIuOiD促促汝汝铅铅到到意意蓟蓟屏屏阂阂喘喘里里博博遇遇匝匝笑笑它它喂喂窝窝帅帅夕夕见见竟竟渺渺磁磁突突停停棍棍桶桶证证提提舀舀龚龚弱弱数数字字电电子子技技术术基基础础-刘刘如如军军ch21数数字字电电子子技技术术基基础础-刘刘如如军军ch21二、动态特性二、动态特性VDDt00.9ID0.1IDt0VDDt0栅源电容栅源电容CGS栅漏电容栅漏电容CGD漏源电容漏源电容CDSMOS管电容上管电容上电压不能突变电压不能突变是造成是造成iD（uO）滞后）滞后uI变化变化的主要原因。的主要原因。MOS管动态特管动态特性差。性差。栅栅磨磨什什挺挺烟烟码码迁迁涎涎嫌嫌歼歼婉婉呢呢胚胚惊惊范范碳碳韶韶莹莹裔裔戎戎话话郴郴滩滩淋淋勇勇讳讳晰晰锭锭砒砒宁宁眼眼淤淤数数字字电电子子技技术术基基础础-刘刘如如军军ch21数数字字电电子子技技术术基基础础-刘刘如如军军ch21
