n沟肖特基势垒隧穿晶体管特性研究
n沟肖特基势垒隧穿晶体管特性研究Ξ
杜 刚 刘弋波 孙 雷 刘晓彦 韩汝琦
(北京大学微电子所,北京,100871)
2002201224收稿,2002205223收改稿
摘要:利用自主开发的蒙特卡罗器件模拟软件,对n沟肖特基势垒隧穿晶体管(SBT T)的输出特性和转移特性进行了模拟,详细分析了沟道区掺杂浓度,源漏硅化物区深度以及栅氧化层厚度对SBT T特性的影响。
关键词:蒙特卡罗器件模拟;肖特基势垒接触;肖特基势垒隧穿晶体管
中图分类号:TN386.3 文献标识码:A 文章编号:100023819(2004)012010205
Study of n-Type Schottky Barr ier Tunneli ng Tran sistor
Character ization s
DU Gang L I U Y ibo SU N L ei L I U X iaoyan HAN R uqi
(Institu te of M icroelectron ics,P ek ing U n iversity,B eij ing,100871,CH N)
Abstract:T he characterizati on s of n2typ e Scho ttky B arrier T unneling T ran sisto r(SB T T) w ere si m u lated u sing a M on te Carlo D evice Si m u lato r.T he effects of channel do ing,sou rce drain con tact area dep th and gate ox ide th ickness w ere also discu ssed in th is p ap er.
Key words:M on te Carlo dev ice si m ula tion;Schottky Barr ier con tact;SBTT
EEACC:2560Z
1 引 言
随着M O SFET沟道长度不断缩短,短沟效应越来越明显,阻碍了器件尺寸进一步按比例缩小,为抑制短沟效应,要求源、漏扩散区的结深也随之缩小,同时为保证器件的性能又希望源、漏区的电阻尽可能的小。于是在深亚微米M O SFET的设计中,一方面需要超浅的源、漏扩散区,另一方面又要求源、漏扩散区中的掺杂浓度要尽可能的高,杂质分布要尽可能的陡,但是通常的工艺很难同时满足这两方面的需要[1,2]。肖特基势垒隧穿晶体管(SB T T)[3～9],即是为了克服短沟效应,解决源漏接触中存在的问题而提出的一种新的器件结构。
SB T T结构在源接触区以金属(金属硅化物)与硅的肖特基势垒接触,取代了传统的n+或p+注入形成的源漏区,对于漏区,虽然欧姆接触更有利于提高器件的性能,但从简化制造工艺的角度考虑,同样也采用肖特基势垒接触。SB T T的工作特性基于载流子在源区和沟道之间形成的肖特基势垒的直接隧穿效应。当加上适当的源漏偏压以后,源为典型的肖特基反偏势垒,漏为正偏。源区形成的反偏肖特基势垒的耗尽层宽度随栅电压变化,因此以隧穿电流为主要机制的漏电流受到栅压控制,从而得到三端器件的特性。
因其特殊的结构和工作模式,SB T T最显著的
第24卷 第1期2004年2月
固体电子学研究与进展
R ESEA RCH&PRO GR ESS O F SSE
V o l.24,N o.1
Feb.,2004
ΞE2m ail:gang-du@i m https://www.wendangku.net/doc/ba4272794.html,
优点在于它有效地抑制了短沟效应和源漏穿通问题。已经实现了沟道长度为25nm 的器件[4],比传统的M O SFET 大大推进了一步。除了n 沟SB T T 以外,利用某些金属材料(如P t )可以形成空穴肖特基势垒,同样可以实现p 沟SB T T 。用n 沟SB T T 和p 沟SB T T 制作的C M O S 电路由于不存在寄生三极管效应,因而消除了latch 2up 现象,并且制造工艺大大简化。
此外SB T T 还有如下优点:
1)因为不需要通过离子注入来形成n +或p +的源漏区,高温退火也就随之取消,简化了工艺流程,还有助于取得较好的氧化层质量;此外在金属和半导体界面处形成的硅化物具有很好的热稳定性[7]。
2)因为通过肖特基势垒的隧穿电流对栅电压非常敏感,SB T T 具有很高的跨导。这表明SB T T 的响应速度可比常规M O SFET 大得多,并有望成为高速器件。
同传统的M O SFET 相比,SB T T 也存在一定的缺点,主要是常温下肖特基势垒区存在着明显的热电子发射电流,因而器件的关态泄漏电流较大。如何尽可能地减小关态泄漏电流,提高开关态电流比成为SB T T 走向实用的一个难题,也是目前研究的一个热点。为解决此问题而新提出的SO I 结构肖特基势垒隧穿晶体管(SO I 2SB T T )即为今后重点发展的方向之一。
业已开发了一套蒙特卡罗器件模拟软件,在其中建立了肖特基势垒接触模型,考虑了直接隧穿效应和肖特基效应的影响[10]。利用该软件模拟了沟长为50nm 的SB T T ,得到了它的输出特性和转移特性。对不同沟道区掺杂浓度、源漏硅化物区深度和栅氧化层厚度条件下SB T T 的特性进行了模拟,通过对模拟结果的比较讨论了沟道区掺杂浓度、源漏硅化物区深度和栅氧化层厚度对器件特性的影响,为SB T T 器件的结构优化提供了手段。
2 n 沟SB T T 结构及其工作原理
n 沟SB T T 结构如图1所示,L g 为沟道长度,
T ox 为栅氧化层厚度,D S D 为源漏接触区深度,L
S D
为
源漏接触区长度。n 沟SB T T 的结构特性类似于n 沟M O SFET ,但与后者相比,沟道区为n 型掺杂,
加上正的栅压时将在沟道区形成电子的积累层来
图1 n 沟SBT T 结构
F ig .1 Structu re of n 2channel SBT T
参与导电。源漏接触区不再以离子的高掺杂注入来形成,而为金属(金属硅化物)与硅的直接接触。
图2为不同偏置情况下n 沟SB T T 的能带结构示意图。由图2(a )可见当栅源、漏源偏压都为零时,在源和漏区都将形成电子的肖特基势垒,势垒高度为q
从而改
图2 n 沟SBT T 的能带结构
F ig .2 Energy band structu re of n 2channel SBT T
at differen t b ias
1
11期 杜 刚等:n 沟肖特基势垒隧穿晶体管特性研究
变隧穿电流的大小,形成一定比例的开关态电流。当栅压很小时[图2(b)],反偏源肖特基势垒的空间电荷区较厚,通过反偏肖特基的电流主要是热电子发射电流,而通过势垒的隧道电流很少,此时流过SB T T的源漏电流很小。当栅压较大时[图2 (c)],在栅压的感应下,栅下靠近源区附近的区域电子浓度增加,肖特基势垒厚度减薄,而隧道电流随着势垒厚度的下降急剧上升,最终成为源漏电流的主要成分,使源漏间流过电流显著增大,从而形成明显的开关态电流比。
3 模拟使用的方法和模型
为了能够得到比较准确的模拟结果,采用了多粒子蒙特卡罗器件模拟方法[11,12]。能带结构使用了非抛物性能带结构,非势物性因子Α=015 eV-1;考虑的散射机制包括:电离杂质散射、声学声子散射和光学声子散射(分为发射和吸收两种情形),其中电离杂质散射使用BH模型;关于能带结构与散射可参看文献[12]。并采用了保持电荷守恒的统计增强方法[13],以实现对载流子稀有区载流子输运行为的有效模拟。
为了实现对肖特基势垒接触的准确模拟,发展了一个考虑了直接隧穿效应和肖特基效应的肖特基势垒接触模型,直接隧穿效应的计算采用了W KB近似,并通过对肖特基二极管的模拟验证了该模型的准确性[10]。
4 模拟结果及讨论
模拟使用的n沟SB T T结构基本参数如下:沟长L g=50nm,源漏接触区长L S D=50nm,深D S D=20nm,肖特基势垒高度q 图3为蒙特卡罗模拟得到的n沟SB T T I2V 特性,(a)为转移特性曲线,如图,当V GS比较小时,源漏电流I DS随V GS变化很小,为关态;当V GS约为014～016V 时,I DS随V GS增大而迅速增加,为转变区;当V GS大于016V以后,I D S又趋于饱和,为开态。开关态电流比在百的量级,图中:当V DS=011 V时,I ON I O FF=27913;当V D S=1V时,I ON I O FF= 8118。(b)为输出特性曲线,源漏的开态电流随源漏电压DS几乎是指数型的上升,而不是逐渐趋于 图3 模拟得到的SBT T I2V特性: (a)转移特性;(b)输出特性 F ig.3 Characterizati on of SBT T: (a)T rasfer character;(b)O u tpu t character 饱和。其原因在于,V DS较高时,由于漏肖特基结处于正偏,源漏偏压主要降在反偏的源肖特基结上,随着V D S的增加,反偏肖特基势垒上的偏压不断增加,使肖特基势垒的厚度继续变薄,于是以隧穿电流为主的源漏电流继续增加。 改变沟道区掺杂浓度,由蒙特卡罗模拟得到的N D=1×1015c m-3时结果如图4。可以看到减小沟道区掺杂浓度后,阈值电压增大,关态电流有所降低,开关比有所增加。值得注意的是,SB T T的关态泄漏电流主要由热电子发射电流组成,而热电子发射电流只与肖特基势垒的高度有关,与衬底掺杂浓度无关,而图4中的关态泄漏电流会降低的原因是由于在很低的掺杂浓度下,源漏肖特基势垒的耦合 21 固 体 电 子 学 研 究 与 进 展 24卷 图4 掺杂浓度N D =1×1015 c m -3 的转移特性 F ig .4 T ran sfer character at N D =1×10 15 c m - 3 加剧,源肖特基势垒进一步加厚。 图5为蒙特卡罗模拟得到的源漏硅化物区深度D S D 对SB T T 的开关态电流的影响。 如图可见浅的源漏硅化物区深度有助于降低关态泄漏电流,而源漏硅化物区深度变化对开态电流影响不大,减小源漏硅化物区深度可以提高SB T T 的开关态电流比。通过模拟分析可以发现,由于是积累层导电,开态电流主要分布在Si Si O 2界面以下10 纳米的范围内,而源漏硅化物区深度较大的区域对开态电流的贡献很小,图6给出了SB T T 开启时垂直于沟道方向电流密度的分布。而由于肖特基势垒的热 图5 源漏硅化物区的深度对SBT T 的 开关态电流的影响 F ig .5 Effect of sou rce drain con tact dep th on drain cu rren t of SBT T 图6 SBT T 开启时垂直于沟道方向电流 密度的分布 F ig .6 Cu rren t den sity distribu ti on at vertical channel directi on 离子发射电流在开关态都存在,因此较浅的源漏硅化物区深度可以显著减小关态泄漏电流,而开态电流基本不受影响。进一步可以预测,采用SO I 结构将可大大降低关态泄漏电流,提高开关比。 图7为蒙特卡罗模拟得到栅氧化层厚度T ox = 图7 T ox =115nm 时SBT T 的转移特性 F ig .7 T rasfer character at T ox =115nm 115nm 时n 沟SB T T 转移特性。如图:当V DS =011V 时,I ON I O FF =383,当V DS =1V 时,I ON I O FF =112。和普通的M O SFET 一样,SB T T 是依靠栅 压控制来实现源漏电流的导通与关断,于是栅氧化层减薄后,栅压的控制能力增强,同样的栅压能够感应更多的电子。因此减薄栅氧化层后阈值电压下 3 11期 杜 刚等:n 沟肖特基势垒隧穿晶体管特性研究 降,亚阈值特性改善。 5 结 论 作为一种新型的器件结构,SB T T具有能够抑制短沟效应、结构简单、与C M O S工艺完全兼容等特点,是微电子技术进入亚011微米以后有望取代常规M O SFET的器件结构之一。利用蒙特卡罗器件模拟软件,对沟长为50nm的n沟肖特基势垒隧穿晶体管(SB T T)的输出特性和转移特性进行了模拟。从模拟结果可以看出50nm的n沟SB T T 特性具有明显的开关态,通过降低沟道区掺杂浓度,减小源漏硅化物区深度,可以使SB T T的性能得到优化,获得更高的开关态电流比。另外减薄栅氧化层后阈值电压下降,亚阈值特性得到改善。 参考文献 1 Sze S M.P hy sics of S e m icond uctor D ev ices,2nd.N ew Yo rk:W iley,1981 2 T uar Yuan,Buchanan D A,et a l.C M O S scaling in to the nanom eter regi m e.P roceed ing s of IE E E,1997;85 (4):486～504 3 Zhao Q T,K linkhamm er F,Kapp iu s L,et a l. N anom eter pattern ing of ep itax ial CoSi2 Si(100)fo r u ltrasho rt channel Scho ttky barrier m etal2ox ide2sem i2 conducto r field effect tran sisto rs.A pp l P hy s L ett, 1999;74(3):454～456 4 T ucker J R,W ang C,Carney P S.Silicon filed2effect tran sisto r based on quan tum tunneling.A pp l P hy s L ett,1994;65(5):618～620 5 H uang C K,Zhang W E,Yang C H.Tw o2di m en si onal num erical si m u lati on of Scho ttky barrier M O SFET w ith channel length to10nm.IE E E T rans on E lectron D ev ices,1998;45(4):842～848 6 M atsuzaw a Kazuya,U ch ida Ken,N ish iyam a A k ira.A un ified si m u lati on of Scho ttky and ohm ic con tacts. IE E E T rans on E lectron D ev ices,2000;47(1):103～1087 H atto ri R,N akae A,Sh irafu ji J.A new type of tun2 nel2effect tran sisto r emp loying in ternal field em issi on of Scho ttky barrier juncti on.J p n J A pp l P hy s2, 1992;31(10B):1467～1469 8 W in stead B rain,R avai o li Um berto.Si m u lati on of Scho ttky Barrier M O SFET s w ith a coup led quan tum in jecti on M on te Carlo techn ique.IE E E T rans on E lec2 tron D ev ices,2000;47(6):1241～1246 9 W ang C,Snyder J P,T ucker J R.Sub240nm P tSi Scho ttky sou rce drain m etal2ox ide2sem iconducto r field2 effect tran sisto rs.A pp l P hy s L ett,1999;74(8):1174～1176 10Sun L,D u G,L iu X Y,et a l.D irect tunneling effect in m etal2sem iconducto r con tacts si m u lated w ith M on te Carlo m ethod.Ch inese J ou rna l of S e m icond uctors, 2001;22(11):1364～1368 11Ko sina H an s,N edjalkov M ichail,Selbeherr Siegfried. T heo ry of the M on te Carlo m ethod of sem iconducto r device si m u lati on.IE E E T rans on E lectron D ev ices, 2000;47(10):1898～1908 12Jacobon i C,L ugli P.T he M on te Ca rlo M ethod f or S e m icond uctor D ev ice S i m u la tion,Sp ringer2V erlag, 1989 13杜 刚,刘晓彦,孙 雷等.半导体器件蒙特卡罗模拟中保持电荷守恒的统计增强方法.计算物理,2001;18 (6):497～500 杜 刚(DU Gang) 出生于四川省, 1998年在北京大学计算机科学技术系 获理学学士学位。目前在北京大学微电 子所攻读博士学位。研究方向为亚011 微米器件蒙特卡罗模拟、量子效应对器 件影响等。 刘弋波(L I U Y ibo) 出生于湖南省, 2000年在华中科技大学电子科学与技 术系获工学学士学位。目前在北京大学 微电子所攻读硕士学位。研究方向为 GeSi异质结场效应晶体管的设计与模 拟。 41 固 体 电 子 学 研 究 与 进 展 24卷 常见大中功率管三极管参数 晶体管型号反压Vbe0 电流Icm 功率Pcm 放大系数特征频率管子类型2SD1402 1500V 5A 120W * * NPN 2SD1399 1500V 6A 60W * * NPN 2SD1344 1500V 6A 50W * * NPN 2SD1343 1500V 6A 50W * * NPN 2SD1342 1500V 5A 50W * * NPN 2SD1941 1500V 6A 50W * * NPN 2SD1911 1500V 5A 50W * * NPN 2SD1341 1500V 5A 50W * * NPN 2SD1219 1500V 3A 65W * * NPN 2SD1290 1500V 3A 50W * * NPN 2SD1175 1500V 5A 100W * * NPN 2SD1174 1500V 5A 85W * * NPN 2SD1173 1500V 5A 70W * * NPN 2SD1172 1500V 5A 65W * * NPN 2SD1143 1500V 5A 65W * * NPN 晶体管型号反压Vbe0 电流Icm 功率Pcm 放大系数特征频率管子类型2SD1142 1500V 3.5A 50W * * NPN 2SD1016 1500V 7A 50W * * NPN 2SD995 2500V 3A 50W * * NPN 2SD994 1500V 8A 50W * * NPN 2SD957A 1500V 6A 50W * * NPN 2SD954 1500V 5A 95W * * NPN 2SD952 1500V 3A 70W * * NPN 2SD904 1500V 7A 60W * * NPN 2SD903 1500V 7A 50W * * NPN 2SD871 1500V 6A 50W * * NPN 2SD870 1500V 5A 50W * * NPN 2SD869 1500V 3.5A 50W * * NPN 2SD838 2500V 3A 50W * * NPN 2SD822 1500V 7A 50W * * NPN 2SD821 1500V 6A 50W * * NPN 晶体管型号反压Vbe0 电流Icm 功率Pcm 放大系数特征频率管子类型2SD348 1500V 7A 50W * * NPN 2SC4303A 1500V 6A 80W * * NPN 2SC4292 1500V 6A 100W * * NPN 2SC4291 1500V 5A 100W * * NPN 2SC4199A 1500V 10A 100W * * NPN 2SC3883 1500V 5A 50W * * NPN 2SC3729 1500V 5A 50W * * NPN 2SC3688 1500V 10A 150W * * NPN 晶体管的特性曲线 晶体管特性曲线即管子各电极电压与电流的关系曲线，是管子内部载流子运动的外部表现，反映了晶体管的性能，是分析放大电路的依据。为什么要研究特性曲线： (1) 直观地分析管子的工作状态 (2) 合理地选择偏置电路的参数,设计性能良好的电路重点讨论应用最广泛的共发射极接法的特性曲线 1.测量晶体管特性的实验线路 图1 共发射极电路 共发射极电路：发射极是输入回路、输出回路的公共端。如图1所示。 2．输入特性曲线 输入特性曲线是指当集-射极电压U CE为常数时，输入电路( 基极电路)中基极电流I B与基-射极电压U BE之间的关系曲线I B = f (U BE)，如图2所示。 图2 3DG100晶体管的输入特性曲线 U CE=0V时，B、E间加正向电压，这时发射结和集电结均为正偏，相当于两个二极管正向并联的特性。 U CE≥1V时，这时集电结反偏，从发射区注入基区的电子绝大部分都漂移到 集电极，只有小部分与空穴复合形成I B。U CE>1V以后，I C增加很少，因此I B 的变化量也很少，可以忽略U CE对I B的影响，即输入特性曲线都重合。 由输入特性曲线可知，和二极管的伏安特性一样，晶体管的输入特性也有一段死区。只有在发射结外接电压大于死区电压时，晶体管才会导通，有电流I B。 晶体管死区电压：硅管0.5V，锗管0.1V。晶体管正常工作时发射结电压：NPN型硅管U BE0.6 ~ 0.7) V PNP型锗管U BE0.2 ~ 0.3) V 3．输出特性曲线 输出特性曲线是指当基极电流I B为常数时，输出电路(集电极电路)中集电极电流I C与集-射极电压U CE之间的关系曲线I C = f (U CE)，如图3所示。 变化曲线，所以晶体管的输出特性曲在不同的I B下，可得出不同的I C随U CE 线是一族曲线。下面结合图4共发射极电路来进行分析。 图3 3DG100晶体管的输出特性曲线图4 共发射极电路 晶体管有三种工作状态，因而输出特性曲线分为三个工作区 (1) 放大区 在放大区I C=βI B，也称为线性区，具有恒流特性。在放大区，发射结处于正向偏置、集电结处于反向偏置，晶体管工作于放大状态。 对NPN 型管而言, 应使U BE> 0, U BC< 0，此时，U CE> U BE。 (2) 截止区I B = 0 的曲线以下的区域称为截止区。 I B = 0 时, I C = I CEO(很小)。(I CEO<0.001mA)。对NPN型硅管，当U BE<0.5V 时, 即已开始截止, 为使晶体管可靠截止, 常使U BE≤0。截止时, 集电结也处于反向偏置(U BC≤ 0),此时, I C≈0, U CE≈U CC。 (3) 饱和区当U CE< U BE时，集电结处于正向偏置(U BC> 0)，晶体管工作于饱和状态。 1、某水轮机进行效率试验时测得的读数如下：水轮机进口压力表的读数为6.3kg/cm2，装压力表处的钢管直径为6m ，压力钢管中心高程为90 m ，压力表距钢管中心距离为3.5m 。水轮机的流量Q 为270m3/s ，下游尾水位高程为97m ，发电机出力为1.5╳105kW ，发电机的效率97.5%f η=。求该工况下水轮机的效率。 ()()2 2 22122 22 1122111 22212125=02270 9.556229.55==4.65229.8122=4.6590 3.5630097=64.15 1.51097.5%9.81270a n P P V g Q V m s D V m g V P V P H E E Z Z g g m P P αγγππαααγγη≈===???? ? ??????????=-=++-++ ? ? ????+++-++?==??解：将水轮机出口断面取在下游断面，则，=0.905 64.15 2、已知某水电站装有ZZ440-LH-800型水轮机，设计流量Q=490m3/s ，设计水头为21米，额定转速为60rpm ，叶片出口角0227β=，轮毂直径10.5B d D =，容积效率98%v η=，水力效率95.2%h η=。试绘制该工况下水轮机进、出口水流速度三角形，并求进口角。 ()()()11212222212220 20222211221860 25.133/60 6049098% 12.738/111844412.738 25.1330.133/tan tan 2712.738tan 890.133 1 1 2195.2%25.13325.9.8 m m B m u m u s u u u D n U U m s Q V V m s K D d V V U m s V V H U V U V g V ππππβααη??== = =?== = =-???-=-=-===== -?=-，得() 1011110 111111330.1337.928/12.738 tan 587.928 12.738 tan 3725.1337.928 u m u m u V m s V V V U V ααββ?===== ==--，得，得 半导体管特性图示仪的使用和晶体管参数测量 一、实验目的 1、了解半导体特性图示仪的基本原理 2、学习使用半导体特性图示仪测量晶体管的特性曲线和参数。 二、预习要求 1、阅读本实验的实验原理，了解半导体图示仪的工作原理以及XJ4810 型半导体管图示仪的各旋钮作用。 2、复习晶体二极管、三极管主要参数的定义。 三、实验原理 （一）半导体特性图示仪的基本工作原理 任何一个半导体器件，使用前均应了解其性能，对于晶体三极管，只要知道其输入、输出特性曲线，就不难由曲线求出它的一系列参数，如输入、输出电阻、电流放大倍、漏电流、饱和电压、反向击穿电压等。但如何得到这两组曲线呢？最早是利用图4-1 的伏安法对晶体管进行逐点测试，而后描出曲线，逐点测试法不仅既费时又费力，而而且所得数据不能全面反映被测管的特性，在实际中，广泛采用半导体特性图示仪测量的晶体管输入、输出特性曲线。 图4-1 逐点法测试共射特性曲线的原理线路用半导体特性图示仪测量晶体管的特性曲线和各种直流参量的基本原理是用图4-2（a）中幅度随时间周期性连续变化的扫描电压UCS代替逐点法中的可调电压EC，用图4-2（b）所示的和扫描电压UCS的周期想对应的阶梯电流iB来代替逐点法中可以逐点改变基极电流的可变电压EB，将晶体管的特性曲线直接显示在示波管的荧光屏上，这样一来，荧光屏上光点位置的坐标便代替了逐点法中电压表和电流表的读数。 1、共射输出特性曲线的显示原理 当显示如图4-3 所示的NPN 型晶体管共发射极输出特性曲线时，图示仪内部和被测晶体管之间的连接方式如图4-4 所示. T是被测晶体管,基极接的是阶梯波信号源,由它产生基极阶梯电流ib 集电极扫描电压UCS直接加到示波器(图示仪中相当于示波器的部分,以下同)的X轴输入端,,经X轴放大器放大到示波管水平偏转板上集电极电流ic经取样电阻R得到与ic成正比的电压,UR=ic,R加到示波器的Y轴输入端,经Y轴放大器放大加到垂直偏转板上.子束的偏转角与偏转板上所加电压的大小成正比,所以荧光屏光点水平方向移动距离代表ic的大小,也就是说,荧光屏平面被模拟成了uce-ic 平面. 图4-4 输出特性曲线显示电路输出特性曲线的显示过程如图4-5 所示 当t=0 时, iB =0 ic=0 UCE =0 两对偏转板上的电压均为零,设此时荧光屏上光点的位置为坐标原点。在0-t1,这段时间内,集电极扫描电压UCS 处于第一个正弦半波周期。 保证出力与额定出力之间有什么关系，他们之间的区别是什么？分别怎样计算？ 保证出力指的是机组在各个运行水头稳定运行的出力范围。有最大保证出力，也有最小保证出力。各种机型的保证出力是不一样的。比如混流式的保证出力定义是：在最小到最大水头范围内水轮机出力是45~100%。那么最大保证出力就是某水头时的100%，最小出力为最大出力的45%。保证出力受能量性能（效率），气蚀等诸多因素的影响。例如，某水轮机出力在设计水头下为8333kw，那么，在这个水头下最大出力就8333kw,最小出力就是8333X45%=3750kw.。以上最大最小出力在行业规范中有具体的规定。额定出力是指机组在最优工况点的出力（既选择的运转特性曲线上效率最大点的水头和流量）。设计出力指的是在设计点的出力（设计水头，设计流量，设计效率）。 出力计算公式：N=9.81QHη（千瓦） 其中：9.81是水的比重常数 Q—通过水轮机的流量（立方米/秒） H—水轮机的工作水头（米） η—水轮机的工作效率（％） 水轮机的线型特性曲线可用转速特性曲线、工作特性曲线及水头特性曲线三种不同形式表示。线型特性曲线具有简单、直观等特点，所以常用来比较不同型式水轮机的特性。 一、转速特性曲线 转速特性曲线表示水轮机在导水叶开度、叶片转角和水头为某常数时，其他参数与转速之间的关系。在水轮机的模型试验中，常规的做法是保持一定的水头，通过改变轴上的负荷（力矩）来改变转速，达到调节工况的目的。故整理模型试验的数据时，以转速特性曲线最为方便，水轮机的其他特性曲线，实际上都是从转速特性曲线换算而得。 如图下图所示。由水轮机转速特性曲线可以看出水轮机在不同转速时的流量、出力与效率，还可以看出水轮机在某开度时的最高效率、最大出力及水轮机的飞逸转速。 常用晶体管参数表 索引晶体管型号反压Vbeo 电流Icm 功率Pcm 放大系数特征频率管子类型9011 50V 0.03A 0.4W * 150MHZ NPN 9012 50V 0.5A 0.6W * * PNP 9013 50V 0.5A 0.6W * * NPN 9014 50V 0.1A 0.4W * 150MHZ NPN 9015 50V 0.1A 0.4W * 150MHZ PNP 9018 30V 0.05A 0.4W * 1GHZ NPN 2N2222 60V 0.8A 0.5W 45 * NPN 2N2369 40V 0.5A 0.3W * 800MHZ NPN 2N2907 60V 0.6A 0.4W 200 * NPN 2N3055 100V 15A 115W * * NPN2N 2N3440 450V 1A 1W * * NPN 2N3773 160V 16A 150W * * NPN 2N5401 160V 0.6A 0.6W * 100MHZ PNP 2N5551 160V 0.6A 0.6W * 100MHZ NPN 2N5685 60V 50A 300W * * NPN 2N6277 180V 50A 300W * * NPN 2N6678 650V 15A 175W * * NPN 2SA 2SA1009 350V 2A 15W ** PNP 2SA1012Y 60V 5A 25W ** PNP 2SA1013R 160V 1A 0.9W * * PNP 2SA1015R 50V 0.15A 0.4W * * PNP 2SA1018 150V 0.07A 0.75W * * PNP 2SA1020 50V 2A 0.9W * * PNP 2SA1123 150V 0.05A 0.75W * * PNP 2SA1162 50V 0.15A 0.15W * * PNP 2SA1175H 50V 0.1A 0.3W * * PNP 2SA1216 180V 17A 200W * * PNP 2SA1265 140V 10A 30W ** PNP 2SA1266Y 50V 0.15A 0.4W * * PNP 2SA1295 230V 17A 200W * * PNP 2SA1299 50V 0.5A 0.3W * * PNP 2SA1300 20V 2A 0.7W * * PNP 2SA1301 200V 10A 100W * * PNP 2SA1302 200V 15A 150W * * PNP 2SA1304 150V 1.5A 25W ** PNP 2SA1309A 25V 0.1A 0.3W * * PNP 2SA1358 120V 1A 10W *120MHZ PNP 2SA1390 35V 0.5A 0.3W * * PNP 2SA1444 100V 1.5A 2W * 80MHZ PNP 2SA1494 200V 17A 200W * 20MHZ PNP 2SA1516 180V 12A 130W * 25MHZ PNP 实验报告 课程名称：___模拟电子技术基础实验_____实验名称：____半导体器件特性仿真____实验类型：__EDA___ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、 实验目的和要求 1、了解PSPICE 软件常用菜单和命令的使用。 2、掌握PSPICE 电路图的输入和编辑。 3、学习PSPICE 分析设置、仿真、波形查看等方法。 4、学习半导体器件特性的仿真分析方法。 二、 实验内容和原理 1、二极管伏安特性测试电路如图3.1.1所示，输入该电路图，设置合适的分析方式及参数，用PSpice 程序仿真分析二极管的伏安特性。 2、在直流分析中设置对温度的内嵌分析，仿真分析二极管在不同温度下的伏安特性。 3、将电源Vs 用VSIN 元件代替，并设置合适的元件参数，仿真分析二极管两端的输出波形。 4、三极管特性测试电路如图3.1.2所示，用PSpice 程序仿真分析三极管的输出特性，并估算电压放大倍数。 图3.1.1 二极管特性测试电路 图3.1.2 三极管特性测试电路 三、 主要仪器设备 装有PSpice 程序的PC 机 四、 操作方法和实验步骤 1、二极管特性的仿真分析 受温度影响。用PSpice仿真时，从元件库中选出相应元件，连线，设置分析参数。二极管特性测试电路的直流扫描分析参数可设置为：扫描变量类型为电压源，扫描变量为Vs，扫描类型为线性扫描，初始值为-200V，终值为40V，增量为0.1V。为了仿真分析二极管在不同温度下的伏安特性，还需设置直流扫描的内嵌分析（Nested Sweep）,内嵌分析参数可设置为：扫描变量类型为温度，扫描类型为列表扫描，扫描值为-10(℃)，0(℃)，30(℃)。在Probe程序中可查看到二极管的伏安特性曲线，其横坐标应为二极管两端电压V（2）。为了分析温度对二极管伏安特性的影响，可以改变X坐标轴和Y坐标轴的范围，得到二极管在不同温度下的正向伏安特性曲线。 2、三极管特性的仿真分析 三极管的共射输出特性曲线是在一定的基极电流下，三极管的集电极电流与集电极发射极电压之间的关系。用PSpice仿真时，从元件库中选出相应元件，连线，设置分析参数。直流扫描分析参数可设置为：扫描变量类型为电压源，扫描变量为VCC，扫描类型为线性扫描，初始值为0V，终值为50V，增量为0.1V。设置直流扫描的内嵌分析（Nested Sweep）,内嵌分析参数可设置为：扫描变量类型为电流源，扫描类型为IB，扫描类型为线性扫描，初始值为0，终值为100μA，增量为10μA。在Probe程序中可查看到三极管集电极电流IC（Q1）的曲线，需将X轴变量设置为三极管集电极与发射极之间的电压V（Q1：c），并选择合适的坐标范围 ，可得到三极管的输出特性曲线。 五、实验数据记录和处理 1、二极管特性的仿真分析 实验题目：晶体管输入输出特性曲线测试电路的设计 班级： 学号： 姓名： 日期： 一、实验目的 1. 了解测量双极型晶体管输出特性曲线的原理与方法 2. 熟悉脉冲波形的产生和波形变换的原理与方法 3. 熟悉各单元电路的设计方法 二、实验电路图及其说明 晶体管共发射极输出特性曲线如图所示，它是由函数i c=f (v CE)|i B=常数，表示的一簇曲线。它既反映了基极电流i B对集电极电流i C 的控制作用，同时也反映出集电极和发射极之间的电压v CE对集电极电流i C的影响。 如使示波器显示图那样的曲线，则应将集电极电流i C取样，加至示波器的Y轴输入端，将电压v CE加至示波器的X轴输入端。若要显示i B为不同值时的一簇曲线，基极电流应为逐级增加的阶梯波形。通常晶体管的集电极电压是从零开始增加，达到某一数值后又回到零值的扫描波形，本次实验采用锯齿波。 测量晶体管输出特性曲线的一种参考电路框图如图所示。 矩形波震荡电路产生矩形脉冲输出电压v O1。该电路一方面经锯齿波形成电路变换成锯齿波v O2，作为晶体管集电极的扫描电压；另一方面经阶梯波形成电路，通过隔离电阻送至晶体管的基极，作为积极驱动电流i B，波形见图3的第三个图（波形不完整，没有下降）。 电阻R C将集电极电流取样，经电压变换电路转换成与电流i C成正比的对地电压V O3,加至示波器的Y轴输入端，则示波器的屏幕上便会显示出晶体管输出特性曲线。 需要注意，锯齿波的周期与基极阶梯波每一级的时间要完全同步（用同一矩形脉冲 产生的锯齿波和阶梯波可以很好的满足这个条件）。阶梯波有多少级就会显示出多少条输出特性曲线。另外，每一整幅图形的显示频率不能太低，否则波形会闪烁。 选作：晶体管特性曲线数目可调： 主要设计指标和要求： 1、矩形波电压（V O1）的频率f大于500Hz,误差为±10Hz，占空比为4%~6%，电压幅度 峰峰值大约为20V。 2、晶体管基极阶梯波V O3的起始值为0，级数为10级，每极电压0.5V~1V。 3、晶体管集电极扫描电压V O2的起始电压为0V，幅度大约为10V。 三、预习 理论计算：电路设计与仿真： 1.矩形波电路：仿真图如下： 常用场效应管和晶体管参数大全 常用场效应管和晶体管参数大全 IRFU020 50V 15A 42W * * NMOS场效应IRFPG42 1000V 4A 150W * * NMOS场效应IRFPF40 900V 4.7A 150W * * NMOS场效应IRFP9240 200V 12A 150W * * PMOS场效应IRFP9140 100V 19A 150W * * PMOS场效应IRFP460 500V 20A 250W * * NMOS场效应IRFP450 500V 14A 180W * * NMOS场效应IRFP440 500V 8A 150W * * NMOS场效应IRFP353 350V 14A 180W * * NMOS场效应IRFP350 400V 16A 180W * * NMOS场效应IRFP340 400V 10A 150W * * NMOS场效应IRFP250 200V 33A 180W * * NMOS场效应IRFP240 200V 19A 150W * * NMOS场效应IRFP150 100V 40A 180W * * NMOS场效应IRFP140 100V 30A 150W * * NMOS场效应IRFP054 60V 65A 180W * * NMOS场效应IRFI744 400V 4A 32W * * NMOS场效应IRFI730 400V 4A 32W * * NMOS场效应IRFD9120 100V 1A 1W * * NMOS场效应IRFD123 80V 1.1A 1W * * NMOS场效应IRFD120 100V 1.3A 1W * * NMOS场效应IRFD113 60V 0.8A 1W * * NMOS场效应IRFBE30 800V 2.8A 75W * * NMOS场效应IRFBC40 600V 6.2A 125W * * NMOS场效应IRFBC30 600V 3.6A 74W * * NMOS场效应IRFBC20 600V 2.5A 50W * * NMOS场效应IRFS9630 200V 6.5A 75W * * PMOS场效应IRF9630 200V 6.5A 75W * * PMOS场效应IRF9610 200V 1A 20W * * PMOS场效应IRF9541 60V 19A 125W * * PMOS场效应IRF9531 60V 12A 75W * * PMOS场效应IRF9530 100V 12A 75W * * PMOS场效应IRF840 500V 8A 125W * * NMOS场效应IRF830 500V 4.5A 75W * * NMOS场效应IRF740 400V 10A 125W * * NMOS场效应IRF730 400V 5.5A 75W * * NMOS场效应IRF720 400V 3.3A 50W * * NMOS场效应IRF640 200V 18A 125W * * NMOS场效应IRF630 200V 9A 75W * * NMOS场效应IRF610 200V 3.3A 43W * * NMOS场效应IRF541 80V 28A 150W * * NMOS场效应 晶体管静态特性曲线分析 一、仿真目的 以三极管2N2222为例，运用Multisim对三极管的输入输出特性进行分析。 1）参照图一构建用于分析晶体管特性特性曲线的仿真电路。 2）参照图二，以Uce为参变量，通过仿真分析画出输入特性曲线Ube—I b.。3）参照图三，以ib为参变量，通过仿真分析画出输出特性曲线Uce—Ic 二、仿真要求 1）设计出用于分析NPN型晶体管输入输出特性的电路； 2）按要求选择合适的软件工具画出输入输出特性曲线，并对仿真进行总结分析，即：运用Multisim完成性能仿真,再选用自己熟悉的画图工具完成曲线绘制。 探索用Multisim仿真软件中的参数扫描功能，直接获取晶体三极管的特性曲线的方法。若能成功，,这应该是最直接最准确的好方法。 三、仿真电路图 四、仿真过程 静态工作点的设定 由图可知，晶体管处于放大状态，基本符合实验要求。 输入特性曲线： 将c极滑动变阻器调为0时，Uce近似与导线并联，约等于0，此时改变基极滑动变阻器可得到不同的Ube与Ib的值。 如图，令Uce=0V，1V，10V（0V操作简单，忘保存图了） 得到的Ube与Ib的值以及关系曲线分别为： 分析： 输入特性曲线描述了在关押将Uce一定的情况下，基极电流Ib与发射结压降Ube之间的函数关系。Uce=0V时，发射极与集电极短路，发射结与集电结均正偏，实际上时两个二极管并联的正向特性曲线。Uce>1时，Ucb=Uce-Ube>0，集电结进入反偏状态，开始Uce>1V 收集载流子，且基区复合减少，特性曲线将向右稍微移动一点，Ic/Ib增大，但Uce再增加时，曲线右移很不明显。 输出特性曲线： 将基极限流电阻调至很大（例如1M欧）时，基极电流Ib很小，近似约等于0。 令Ib分别=0uA,20uA,40uA,10mA： 近代电子学实验之晶体管特性曲线测试电路 2、锯齿波：幅度0—10V连线可调，输出极性可变。 3、阶梯波：3—10阶连线可调。 4、电压—电流变换器：0.001<=I1<=0.2(mA)，输出电流方向可变（每阶0.001<=Ib<=0.02(mA)）。 实验设计的基本原理： 三极管特性曲线测量电路的基本原理： 晶体三极管为电流控制器件，他们特性曲线的每一根表示当Ib一定时Vc与Ic的关系曲线，一簇表示不同Ib时Vc与Ic的关系曲线的不同关系曲线，就称为单晶体三极管的输出特性曲线，所以在晶体三极管的基级加上阶梯电流源表示不同 Ib。在每级阶梯内测量集射极电压 Vc和集电极定值负载电阻上的电压 Vr,通过电压变换电路将 Vr换算成集电极电流 Ic, 以 Ic作为纵轴, Vc 为横轴, 在数字示波器上即可显示一条晶体管输出特性曲线。示波器的地线与测量电路地不可相通。即测量电路的稳压电源不能接大地。（因为示波器外壳已接大地） 晶体三极管特性曲线测量电路原理框图如下: 框图 在本测量电路中，两种波形的准确性直接影响到了输出曲线的好坏。故在实验中需准确调整主要电阻电容的参数。 电阻R10右边输出的波形就是脉冲方波，之后经过U6积分后，在U6的6脚即可输出锯齿波。 电路中，R5和C1的参数会直接影响到输出锯齿波的波形好坏，所以应注意参数。 2、阶梯波产生部分电路 产生阶梯波的原理： 阶梯波电路如下, 十进制同步计数器 (异步清零 ) 74ls161构成八进制计数器, 将比较器 U1 输出矩形波接至其脉冲端作为触发信号,进行计数。八进制计数器四位输出经过八位 DAC0832进行转换成八级阶梯波电压信号, 再经过放大电路进行放大。 电路中的与非门用于调节阶梯波的阶数，从而实现输出特性曲线中的曲线条数可调。由于74ls161的输出Q0—Q3是四个数的组合，对于该电路使用二输入端与非门作为闸门控制，那么可以得到3—10阶之间的任意数字的阶梯。譬如：Q1、Q0组合，分别接入与非门的两端，那么就可以得到3阶的阶梯波；若Q2、Q3组合，分别接到与非门的两端，即可得到10阶的阶梯波。 该阶梯波是下降的阶梯波，对于实验的结果是不会影响的。 电路图如下： 实验二晶体三极管放大电路特性分析和研究 一、实验目的： 1．熟悉仿真软件Multisim的使用，掌握基于软件的电路设计和仿真分析方法； 2．熟悉仿真软件Multisim的直流工作点分析、交流分析、温度扫描和参数扫描分析方法；3．熟悉便携式虚拟仿真实验平台，掌握基本功能的使用方法； 4．通过软件仿真，了解晶体三极管输入特性和输出特性； 5．通过软件仿真和硬件实验验证，观测晶体三极管放大电路输出波形与静态工作点的关系，理解静态工作点在晶体管放大电路中的作用，加深对截止失真和饱和失真的认识； 6、通过软件仿真和硬件实验验证，掌握晶体三极管静态工作点分析和设计方法； 7、信号源内阻对放大器性能的影响。 8、掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、频率特性的测试方法。 9、熟悉常用电子仪器的使用。 二、实验预习： 复习有关单级放大电路的内容，熟悉基本原理、性能参数及各元件作用。根据图2.1所示的电路，双极型晶体管2N3904的β≈120，V BE(on)=0.7V。计算Q1的各极直流电流、直流电压和该单级放大器的电压增益A v。设电位器调整到25%。填入表2.1计算栏。 图2.1 晶体三极管静态工作点分析电路 表2.1 晶体三极管2N3904静态工作点(R=20K?) 便携式虚拟仿真实验平台（PocketLab、元器件）、+5V直流稳压电源、数字万用表、信号发生器DF1642C、交流毫伏表DF2710B、双踪数字示波器CS-4125A。 四、实验内容： （一）仿真实验 1．根据图2.2（a）所示电路，在Multisim中进行仿真分析，得到晶体管的输出伏安特性。 图2.2 二极管伏安特性实验电路 (a) IV分析仪与三极管的连接；(b) 用IV分析仪测得的三极管输出伏安特性曲线 仿真任务：二极管选取型号2N3904，用IV分析仪对晶体管的伏安特性进行测量。 仿真设置：根据图2.2（b）所示，点击Sim_Param设置电压扫描范围和电流范围，三极管V_ce 两端电压范围为0~6V，步进50 mV，I_b电流范围为10μA~10 μA，共10步，如图2.3所示。然后运行Run，可得图2.2（b）。点击鼠标右键，弹出菜单，选择select trace ID，弹出如图2.4所示下拉菜单，选择所要的I_b，然后移动测量线，便可读出V_ce值和I_c值，填入表2.2中。根据测得值计算电流放大倍数，填入表中。 图2.3 模拟参数设置 图2.4 select trace ID界面 表2.2 不同基极电流下的集电极电流和放大倍数 常用晶体管参数查询 常用晶体管参数查询 Daten ohne Gewahr 2N109 GE-P 35V 0.15A 0.165W | 2N1304 GE-N 25V 0.3A 0.15W 10MHz 2N1305 GE-P 30V 0.3A 0.15W 5MHz | 2N1307 GE-P 30V 0.3A 0.15W B>60 2N1613 SI-N 75V 1A 0.8W 60MHz | 2N1711 SI-N 75V 1A 0.8W 70MHz 2N1893 SI-N 120V 0.5A 0.8W | 2N2102 SI-N 120V 1A 1W <120MHz 2N2148 GE-P 60V 5A 12.5W | 2N2165 SI-P 30V 50mA 0.15W 18MHz 2N2166 SI-P 15V 50mA 0.15W 10MHz | 2N2219A SI-N 40V 0.8A 0.8W 250MHz 2N2222A SI-N 40V 0.8A 0.5W 300MHz | 2N2223 2xSI-N 100V 0.5A 0.6W >50 2N2223A 2xSI-N 100V 0.5A 0.6W >50 | 2N2243A SI-N 120V 1A 0.8W 50MHz 2N2369A SI-N 40V 0.2A .36W 12/18ns | 2N2857 SI-N 30V 40mA 0.2W >1GHz 2N2894 SI-P 12V 0.2A 1.2W 60/90ns | 2N2905A SI-P 60V 0.6A 0.6W 45/100 2N2906A SI-P 60V 0.6A 0.4W 45/100 | 2N2907A SI-P 60V 0.6A 0.4W 45/100 2N2917 SI-N 45V 0.03A >60Mz | 2N2926 SI-N 25V 0.1A 0.2W 300MHz 2N2955 GE-P 40V 0.1A 0.15W 200MHz | 2N3019 SI-N 140V 1A 0.8W 100MHz 2N3053 SI-N 60V 0.7A 5W 100MHz | 2N3054 SI-N 90V 4A 25W 3MHz 2N3055 SI-N 100V 15A 115W 800kHz | 2N3055 SI-N 100V 15A 115W 800kHz 2N3055H SI-N 100V 15A 115W 800kHz | 2N3251 SI-P 50V 0.2A 0.36W 2N3375 SI-N 40V 0.5A 11.6W 500MHz | 2N3439 SI-N 450V 1A 10W 15MHz 2N3440 SI-N 300V 1A 10W 15MHz | 2N3441 SI-N 160V 3A 25W POWER 晶体管的输入输出特性曲线详解 届别 系别 专业 班级 姓名 指导老师 二零一二年十月 晶体管的输入输出特性曲线详解 学生姓名：指导老师： 摘要：晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。 根据晶体管的结构进行分类，晶体管可以分为：NPN型晶体管和PNP 型晶体管。依据晶体管两个PN结的偏置情况，晶体管的工作状态有放大、饱和、截止和倒置四种。晶体管的性能可以有三个电极之间的电压和电流关系来反映，通常称为伏安特性。 生产厂家还给出了各种管子型号的参数也能表示晶体管的性能。利用晶体管制成的放大电路的可以是把微弱的信号放大到负载所需的数值 晶体管是一种半导体器件，放大器或电控开关常用。晶体管是规范操作电脑，手机，和所有其他现代电子电路的基本构建块。由于其响应速度快，准确性，晶体管可用于各种各样的数字和模拟功能，包括放大，开关，稳压，信号调制和振荡器。晶体管可独立包装或在一个非常小的的区域，可容纳一亿或更多的晶体管集成电路的一部分。 关键字：晶体管、输入输出曲线、放大电路的静态分析和动态分析。 【Keywords】The transistor, the input/output curve, amplifying circuit static analysis and dynamic analysis. 一、晶体管的基本结构 晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把正块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种，如图 1-1(a)、(b)所示。从三个区引出相应的电极，发射极，基极，集电极，各用“E”（或“e”）、“B”(或“b”)、“C”(或“c”)表示。 发射区和基区之间的PN结叫发射结，集电区和基区之间的PN结叫集电极。基区很薄，而发射区较厚，杂质浓度大，PNP型三极管发射区"发射"的是空穴，其移动方向与电流方向一致，故发射极箭头向里;NPN型三极管发射区"发射"的是自由电子，其移动方向与电流方向相反，故发射极箭头向外。发射极箭头向外。发射极箭头指向也是PN结在正向电压下的导通方向。硅晶体三极管和锗晶体三极管都有PNP型和NPN型两种类型。当前国内生产的锗管多为PNP型(3A 系列)，硅管多为NPN型(3D系列)。 Qb be I V 曲线 V(Q1:b) - V(Q1:e)0V 100mV 200mV 300mV 400mV 500mV 600mV 700mV IB(Q1) 0A 10uA 20uA 30uA 二次扫描 V(Q1:b) - V(Q1:e)0V 100mV 200mV 300mV 400mV 500mV 600mV 700mV IB(Q1) 0A 10uA 20uA 30uA 输出特性曲线 VC(Q1) - VE(Q1)0V 1V 2V 3V 4V 5V 6V 7V 8V 9V 10V IC(Q1) -5mA 0A 5mA 10mA 实验二：基本共射放大电路的仿真实验分析 VOFF = 0 FREQ = 1k 静态工作点 **** BIPOLAR JUNCTION TRANSISTORS NAME Q_Q1 MODEL Q2N2222 IB 1.92E-05 IC 1.59E-03 VBE 6.57E-01 VBC -3.36E+00 VCE 4.02E+00 BETADC 8.27E+01 GM 6.11E-02 RPI 1.42E+03 RX 1.00E+01 RO 4.87E+04 CBE 6.18E-11 CBC 4.09E-12 CJS 0.00E+00 BETAAC 8.64E+01 CBX/CBX2 0.00E+00 FT/FT2 1.48E+08 JOB CONCLUDED TOTAL JOB TIME .02 瞬态仿真 Time 0s 0.2ms 0.4ms 0.6ms 0.8ms 1.0ms 1.2ms 1.4ms 1.6ms 1.8ms 2.0ms V(VIN) V(VOUT) -2.0V 0V 2.0V V(VIN) -10mV 0V SEL>> 交流频域分析 ① 幅频特性 Frequency 10Hz 100Hz 1.0KHz 10KHz 100KHz 1.0MHz 10MHz 100MHz db(V(VOUT)/V(VIN)) 2030 40 50 (12.560M,38.239) (95.061,38.223) (885.116,41.274) (1.3490M,41.274) 点1（855.116,41.274） 点2（1.3490M,41.274） 上限截止频率:95.601 下限截止频率:12.560M △f = f H — .f L= ②相频特性 Frequency 10Hz 100Hz 1.0KHz 10KHz 100KHz 1.0MHz 10MHz 100MHz P(V(VOUT)) - P(V(VIN)) -300d -200d -100d -0d (883.080,-173.727) (1.3366M,-186.369) 输入阻抗 目录 一、三极管特性曲线分析 (1) 1.1三极管结构 (1) 1.2 三极管输入特性曲线 (2) 1.3 三极管输出特性曲线 (2) 二、三极管应用举例 (3) 2.1 三极管在放大状态下的应用 (3) 2.2 三极管在开关状态下的应用 (3) 三、线性电路和非线性电路 (4) 3.1线性电路理论 (4) 3.2 非线性电路理论 (5) 3.3 线性电路的分析应用举例 (6) 3.4 非线性电路的分析应用举例 (7) 四、数字电路和模拟电路 (8) 4.1 数字电路 (8) 4.2 模拟电路 (8) 4.3数字电路和模拟电路区别与联系 (9) 五、总结与体会 (9) 六、参考文献 (10) 三极管输入输出曲线分析 ——谈线性电路与非线性电路 摘要：三极管是电路分析中非常重要的一个元器件。本文主要分析了三极管输入输出特性曲线，介绍了线性电路和非线性电路的理论在分析工具的不同之处。同时，线性电路和非线性电路在分析电路时各有着不同的用处。最后，介绍了数字电路及模拟电路区别与联系。 关键词：三极管；数字电子技术；模拟电子技术 一、三极管特性曲线分析 1.1三极管结构 双极结型三极管是由两个PN结背靠背构成。三极管按结构不同一般可分为PNP和NPN 两种。 图1-1 三极管示意图及符号 PNP型三极管和NPN型三极管具有几乎等同的电流放大特性，以下讨论主要介绍NPN 型三极管工作原理。NPN型三极管其两边各位一块N型半导体，中间为一块很薄的P型半导体。这三个区域分别为发射区、集电区和基区，从三极管的三个区各引出一个电极，相应的称为发射极（E）、集电极（C）和基极（B）。虽然发射区和集电区都是N型半导体，但是发射区的掺杂浓度比集电区的掺杂浓度要高得多。另外在几何尺寸上，集电区的面积比发射区的面积要大。由此可见，发射区和集电区是不对称的。 双极型三极管有三个电极：发射极（E）、集电极（C）、基极（B），其中两个可以作为输入，两个可以作为输出，这样就有一个电极是公共电极。三种接法就有三种组态：共发射极接法（CE）、共基极接法（CC）、共集电极接法（CB）。这里只以共射接法为例分析其输入 题目：晶体管的特性研究一、目的：（1）了解晶体管的特性 （2）研究晶体管对直流量、交流量表现的不同特点。 二、仿真电路： 由理论可知，当UBE 图2 五、结论： 由图2可知，V2由12V逐渐降低，在12V是电路是在截止状态；当V2下降时V4上升，这阶段处于放大状态；当V2=V4时，电路处于放大状态向饱和状态转变，当以后V2>V4时电路处于饱和状态。和理论的完全相同，可以看出上图反应的和理论的完全相同， 组员姓名：杨晓丽、乔瑞萍、康云云。 完成时间：2011、06、02 题目：晶体管Q点的特性研究 一、实验目的： （1）了解晶体管Q点的的特性 二、仿真电路： 采用场效管型号为2N7000、全部元件匀采用虚拟元件。 (1) 由下图中可以看出各元件的参数值如下图1所示 图1 三：仿真内容 （1）：确定一组电路参数使电路的Q点合适。 （2）:如何消除输出电压波形截止失真或饱和失真。 （3）:如何提高电路的电压放大能力。 四：仿真分析： （1）由上图1可知A通道是测出输出电压，B通道测的是输入信号的电压值，由下图2可以抽出电压放大了常见大中功率管三极管参数(精)
晶体管的特性曲线
水轮机作业答案
半导体管特性图示仪的使用和晶体管参数测量
水轮机特性曲线
(整理)常用晶体管参数表
模电实验报告——半导体器件特性仿真
晶体管输入输出特性曲线测试电路实验报告
常用场效应管和晶体管参数大全
晶体管静态特性曲线分析
晶体管特性曲线测试电路
实验二.晶体管特性分析与研究
最新常用晶体管参数查询
晶体管的输入输出特性曲线详解.
实验一 双极型晶体管(BJT)的共射伏安特性的仿真分析
三极管特性曲线分析
晶体管的特性研究仿真