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爾利效應

指数 爾利效應

利效應(Early effect),又译厄尔利效应或譯歐萊效應,也称基区宽度调制效应,是指當雙極性電晶體(BJT)的集电极-射極電壓VCE改變,基極-集电极耗尽宽度WB-C(耗尽区大小)也會跟著改變。此變化稱為爾利效應,由詹姆斯·M·厄利(James M.

目录

  1. 5 关系: 双极性晶体管小信号模型金屬氧化物半導體場效電晶體SPICE有源负载

  2. 晶体管建模

双极性晶体管

双极性電晶體(bipolar transistor),全称双极性结型晶体管(bipolar junction transistor, BJT),俗称三极管,是一种具有三个终端的电子器件。双极性晶体管是电子学历史上具有革命意义的一项发明,其发明者威廉·肖克利、约翰·巴丁和沃尔特·布喇顿被授予1956年的诺贝尔物理学奖。 这种晶体管的工作,同时涉及电子和空穴两种载流子的流动,因此它被称为双极性的,所以也稱雙極性載子電晶體。这种工作方式与诸如场效应管的单极性晶体管不同,后者的工作方式仅涉及单一种类载流子的漂移作用。两种不同掺杂物聚集区域之间的边界由PN结形成。 双极性晶体管由三部分掺杂程度不同的半导体制成,晶体管中的电荷流动主要是由于载流子在PN结处的扩散作用和漂移运动。以NPN電晶體為例,按照设计,高掺杂的发射极区域的电子,通过扩散作用运动到基极。在基极区域,空穴为多数载流子,而电子少数载流子。由于基极区域很薄,这些电子又通过漂移运动到达集电极,从而形成集电极电流,因此双极性晶体管被归到少数载流子设备。 双极性晶体管能够放大信号,并且具有较好的功率控制、高速工作以及耐久能力,,所以它常被用来构成放大器电路,或驱动扬声器、电动机等设备,并被广泛地应用于航空航天工程、医疗器械和机器人等应用产品中。 通斷(傳遞訊號)時的雙極晶體管表現出一些延遲特性。大多數晶體管,尤其是功率晶體管,具有長的儲存時間,限制操作處理器的最高頻率。一種方法用於減少該存儲時間是使用Baker clamp。.

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小信号模型

小信号模型(Small-signal modeling)是电子工程中的一项常用的分析模型,即利用线性方程来近似计算非线性元件的性质。二极管的计算就是一个典型的例子。流经二极管的电流I与电压V之间的关系具有非线性关系: 其中: 在有的电子电路中,非线性元件被避免使用,因为它们在输入信号达到一定幅度的情况下可能产生失真。大信号和小信号都是相对的概念。对于不同的电路,小信号的实际幅度是不同的。 S.

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金屬氧化物半導體場效電晶體

金屬氧化物半導體場效電晶體(簡稱:金氧半場效電晶體;Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,縮寫:MOSFET),是一種可以廣泛使用在模拟電路與数字電路的場效電晶體。金屬氧化物半導體場效電晶體依照其通道極性的不同,可分為电子占多数的N通道型與空穴占多数的P通道型,通常被稱為N型金氧半場效電晶體(NMOSFET)與P型金氧半場效電晶體(PMOSFET)。 以金氧半場效電晶體(MOSFET)的命名來看,事實上會讓人得到錯誤的印象。因為MOSFET跟英文單字「metal(金屬)」的第一個字母M,在當下大部分同類的元件裡是不存在的。早期金氧半場效電晶體閘極使用金屬作為材料,但由於多晶矽在製造工藝中更耐高溫等特點,許多金氧半場效電晶體閘極採用後者而非前者金屬。然而,隨著半導體特徵尺寸的不斷縮小,金屬作為閘極材料最近又再次得到了研究人員的關注。 金氧半場效電晶體在概念上屬於絕緣閘極場效電晶體(Insulated-Gate Field Effect Transistor, IGFET)。而絕緣閘極場效電晶體的閘極絕緣層,有可能是其他物質,而非金氧半場效電晶體使用的氧化層。有些人在提到擁有多晶矽閘極的場效電晶體元件時比較喜歡用IGFET,但是這些IGFET多半指的是金氧半場效電晶體。 金氧半場效電晶體裡的氧化層位於其通道上方,依照其操作電壓的不同,這層氧化物的厚度僅有數十至數百埃(Å)不等,通常材料是二氧化硅(SiO2),不過有些新的進階製程已經可以使用如氮氧化硅(silicon oxynitride, SiON)做為氧化層之用。 今日半導體元件的材料通常以矽為首選,但是也有些半導體公司發展出使用其他半導體材料的製程,當中最著名的例如國際商業機器股份有限公司使用硅與鍺的混合物所發展的矽鍺製程(SiGe process)。而可惜的是很多擁有良好電性的半導體材料,如砷化鎵(GaAs),因為無法在表面長出品質夠好的氧化層,所以無法用來製造金氧半場效電晶體元件。 當一個夠大的電位差施於金氧半場效電晶體的閘極與源極之間時,電場會在氧化層下方的半導體表面形成感應電荷,而這時就會形成反轉通道(inversion channel)。通道的極性與其汲極(drain)與源極相同,假設汲極和源極是n型,那麼通道也會是n型。通道形成後,金氧半場效電晶體即可讓電流通過,而依據施於閘極的電壓值不同,可由金氧半場效電晶體的通道流過的電流大小亦會受其控制而改變。.

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SPICE

以積體電路為重點的模擬程式(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis, SPICE),是一种用于电路描述与仿真的语言与仿真器软件,用于检测电路的连接和功能的完整性,以及用于预测电路的行为。SPICE主要用于模拟电路和混合信号电路的仿真。由此我們便可以清楚地了解:SPICE這套程式原先發展的目的是為了模--擬電子系統中日益重要的積體電路。 由於積體電路不如傳統電路一般可以在麵包板(breadboard)或印刷電路板(Printed circuit board)上做實驗來驗證設計結果,所以為了提高積體電路正式生產時的良率(yield)及降低成本,勢必要在進入實際製程階段前對其電路特性做「檢查」,確保性能在規格範圍之內。.

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有源负载

有源负载又称主动式负载,是一种表现出稳流非线性电阻特性的元件或电路。有源负载可以是电路设计中的元件,也可以是一类测试设备。.

查看 爾利效應和有源负载

另见

晶体管建模

亦称为 Early效应,基區寬度調制效應,厄尔利效应。