第一章 半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)ppt課件

1、模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 李姝驍 電子信息教研室課程結(jié)構(gòu)課程結(jié)構(gòu)二極管二極管集成器件集成器件三極管三極管場效應(yīng)管場效應(yīng)管根本單管放大器根本單管放大器差動放大器差動放大器功率放大器功率放大器模擬運算電路模擬運算電路多級放大器多級放大器直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源學(xué)習(xí)方法學(xué)習(xí)方法 第一節(jié)第一節(jié) 半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識 第二節(jié)第二節(jié) 二極管二極管 第三節(jié)第三節(jié) 三極管三極管 第四節(jié)第四節(jié) 場效應(yīng)管場效應(yīng)管 自然界中的物體根據(jù)其導(dǎo)電能力可分為導(dǎo)體，自然界中的物體根據(jù)其導(dǎo)電能力可分為導(dǎo)體，半導(dǎo)體和絕緣體。半導(dǎo)體和絕緣體。 典型的半導(dǎo)體有硅典型的半導(dǎo)體有硅Si和鍺和鍺Ge以及砷化鎵以及砷化鎵Ga

2、As等。等。 一、引言 本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體化學(xué)成分純凈的半導(dǎo)體晶體。化學(xué)成分純凈的半導(dǎo)體晶體。 制造半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體材料的純度要達到制造半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體材料的純度要達到99.9999999%，常稱為，常稱為“九個九個9”。它在物理結(jié)構(gòu)上呈單晶體形。它在物理結(jié)構(gòu)上呈單晶體形態(tài)。態(tài)。二、本征半導(dǎo)體1.1.本征半導(dǎo)體的共價鍵結(jié)構(gòu)本征半導(dǎo)體的共價鍵結(jié)構(gòu) 硅和鍺是四價元素，硅和鍺是四價元素，在原子最外層軌道上的四個在原子最外層軌道上的四個電子稱為價電子。它們分別電子稱為價電子。它們分別與周圍的四個原子的價電子與周圍的四個原子的價電子形成共價鍵。共價鍵中的價形成共價鍵。共價鍵中的價電子為這些原子所共

3、有，并電子為這些原子所共有，并為它們所束縛，在空間形成為它們所束縛，在空間形成排列有序的晶體。價電子不排列有序的晶體。價電子不能導(dǎo)電。能導(dǎo)電。 硅鍺晶體結(jié)構(gòu)硅鍺晶體結(jié)構(gòu) 二、本征半導(dǎo)體這 一 現(xiàn) 象 也 稱 作這 一 現(xiàn) 象 也 稱 作“ 本 征 激 發(fā)本 征 激 發(fā) 或或“熱激發(fā)熱激發(fā)” 當(dāng)導(dǎo)體處于熱力學(xué)溫度當(dāng)導(dǎo)體處于熱力學(xué)溫度0K時，導(dǎo)體中時，導(dǎo)體中沒有自由電子。當(dāng)溫度升高或受到光沒有自由電子。當(dāng)溫度升高或受到光照作用時，價電子能量增高，個別價照作用時，價電子能量增高，個別價電子掙脫共價鍵束縛，而參與導(dǎo)電，電子掙脫共價鍵束縛，而參與導(dǎo)電，成為自由電子，同時在共價鍵的位置成為自由電子，同時在

4、共價鍵的位置上留下一個空位，稱作空穴。上留下一個空位，稱作空穴?？昭◣д?，自空穴帶正電，自由 電 子 帶 負 電由 電 子 帶 負 電2.2.本征激發(fā)本征激發(fā)二、本征半導(dǎo)體 空穴的移動：空穴的移動： 當(dāng)出現(xiàn)空穴時，由于電場的作當(dāng)出現(xiàn)空穴時，由于電場的作用，與它相鄰的價電子很容易離開用，與它相鄰的價電子很容易離開它所在的共價鍵而填補到這個空位它所在的共價鍵而填補到這個空位上，在電子原來的位置上留下空穴，上，在電子原來的位置上留下空穴，而其它電子又可以轉(zhuǎn)移到這個新的而其它電子又可以轉(zhuǎn)移到這個新的空位上，那么在晶體中就出現(xiàn)了電空位上，那么在晶體中就出現(xiàn)了電荷移動。荷移動。 2.2.本征激發(fā)本征激發(fā)

5、二、本征半導(dǎo)體 自由電子的定向運動形成了電子電流，空穴的定向運動也自由電子的定向運動形成了電子電流，空穴的定向運動也可形成空穴電流，它們的方向相反?？尚纬煽昭娏?，它們的方向相反。結(jié)論：結(jié)論： 半導(dǎo)體中存在兩種載流子，一種是帶負電的自由電半導(dǎo)體中存在兩種載流子，一種是帶負電的自由電 子，子， 另一種是帶正電的空穴，它們都可以運載電荷另一種是帶正電的空穴，它們都可以運載電荷形成電流。形成電流。 本征半導(dǎo)體中，自由電子和空穴相伴產(chǎn)生，數(shù)目相本征半導(dǎo)體中，自由電子和空穴相伴產(chǎn)生，數(shù)目相同。同。 一定溫度下，本征半導(dǎo)體中電子空穴對的產(chǎn)生與復(fù)一定溫度下，本征半導(dǎo)體中電子空穴對的產(chǎn)生與復(fù)合相對平衡，電子空

6、穴對的數(shù)目相對穩(wěn)定。合相對平衡，電子空穴對的數(shù)目相對穩(wěn)定。 溫度升高，激發(fā)的電子空穴對數(shù)目增加，半導(dǎo)體的溫度升高，激發(fā)的電子空穴對數(shù)目增加，半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力增強。導(dǎo)電能力增強。2.2.本征激發(fā)本征激發(fā)二、本征半導(dǎo)體 在本征半導(dǎo)體摻入微量的其它適當(dāng)元素后形成的半在本征半導(dǎo)體摻入微量的其它適當(dāng)元素后形成的半導(dǎo)體叫做雜質(zhì)半導(dǎo)體。摻入雜質(zhì)后的半導(dǎo)體，導(dǎo)電性能導(dǎo)體叫做雜質(zhì)半導(dǎo)體。摻入雜質(zhì)后的半導(dǎo)體，導(dǎo)電性能大大的增強。根據(jù)摻入雜質(zhì)的不同分為兩種：摻入五價大大的增強。根據(jù)摻入雜質(zhì)的不同分為兩種：摻入五價雜質(zhì)元素如磷、砷形成的雜質(zhì)元素如磷、砷形成的N型半導(dǎo)體和摻入三價雜型半導(dǎo)體和摻入三價雜質(zhì)元素質(zhì)元素(如硼

7、、鎵、銦等如硼、鎵、銦等)形成的形成的P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體三、雜質(zhì)半導(dǎo)體 在本征硅中，加入少量五在本征硅中，加入少量五價雜質(zhì)元如磷），形成價雜質(zhì)元如磷），形成N型型半導(dǎo)體半導(dǎo)體 在在N型半導(dǎo)體中自由電子是型半導(dǎo)體中自由電子是多數(shù)載流子多數(shù)載流子,它主要由雜質(zhì)原子提供；空穴是少數(shù)載流子它主要由雜質(zhì)原子提供；空穴是少數(shù)載流子, 由本由本征激發(fā)產(chǎn)生征激發(fā)產(chǎn)生 提供自由電子的五價雜質(zhì)原子因自由電子脫離而帶正電提供自由電子的五價雜質(zhì)原子因自由電子脫離而帶正電荷成為正離子，因而，五價雜質(zhì)原子也被稱為施主原子。荷成為正離子，因而，五價雜質(zhì)原子也被稱為施主原子。N型半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)如圖所示型半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)如圖所示三、

8、雜質(zhì)半導(dǎo)體1.N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體 在本征硅中，加入少量三價雜質(zhì)在本征硅中，加入少量三價雜質(zhì)元如硼），形成元如硼），形成P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體 硼原子有硼原子有3個價電子，當(dāng)它與硅原個價電子，當(dāng)它與硅原子形成共價鍵時，缺少子形成共價鍵時，缺少1個價電子而在共價鍵的位置中留下一個價電子而在共價鍵的位置中留下一個空穴個空穴 在在P型半導(dǎo)體中多數(shù)載流子是空穴，少數(shù)載流子是自由型半導(dǎo)體中多數(shù)載流子是空穴，少數(shù)載流子是自由電子電子 這種雜質(zhì)原子在晶體結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生空穴，可以接受其它電子，這種雜質(zhì)原子在晶體結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生空穴，可以接受其它電子，因此被稱為受主原子。因此被稱為受主原子。N型半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)如圖所示型半導(dǎo)體的結(jié)

9、構(gòu)如圖所示三、雜質(zhì)半導(dǎo)體2.P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體 將晶體的一側(cè)做成將晶體的一側(cè)做成P型半導(dǎo)體，另一側(cè)做成型半導(dǎo)體，另一側(cè)做成N型半導(dǎo)體，型半導(dǎo)體，中間相接觸的部分就是一個中間相接觸的部分就是一個PN結(jié)結(jié)四、PN結(jié)1.PN結(jié)結(jié)構(gòu)結(jié)結(jié)構(gòu) 多數(shù)載流子因濃度上的差異而形成的運動稱為擴散運動。多數(shù)載流子因濃度上的差異而形成的運動稱為擴散運動。如下圖如下圖四、PN結(jié)2.PN結(jié)的形成結(jié)的形成 在結(jié)合面附近擴散的在結(jié)合面附近擴散的空穴與電子相遇復(fù)合后消空穴與電子相遇復(fù)合后消失，形成了一個沒有載流失，形成了一個沒有載流子的區(qū)域，稱這一區(qū)域為子的區(qū)域，稱這一區(qū)域為耗盡層。在耗盡層內(nèi)，電耗盡層。在耗盡層內(nèi)，電子和空穴

10、復(fù)合后，分別留子和空穴復(fù)合后，分別留下了不能移動的受主負離下了不能移動的受主負離子和失主正離子，稱為空子和失主正離子，稱為空間電荷，這種電荷產(chǎn)生的間電荷，這種電荷產(chǎn)生的電位差阻擋了載流子的進電位差阻擋了載流子的進一步擴散。如下圖一步擴散。如下圖四、PN結(jié)2.PN結(jié)的形成結(jié)的形成 如果在如果在PN結(jié)兩端加上不同極結(jié)兩端加上不同極性的電壓，性的電壓，PN結(jié)會呈現(xiàn)出不同的結(jié)會呈現(xiàn)出不同的導(dǎo)電性能導(dǎo)電性能 PN結(jié)結(jié)P端接低電位，端接低電位，N端接高端接高電位，稱電位，稱PN結(jié)外加反向電壓，又結(jié)外加反向電壓，又稱稱PN結(jié)反向偏置，簡稱為反偏結(jié)反向偏置，簡稱為反偏四、PN結(jié)3.PN結(jié)導(dǎo)電特性結(jié)導(dǎo)電特性 P

11、N結(jié)結(jié)P端接高電位，端接高電位，N端端接低電位，稱接低電位，稱PN結(jié)外加正向結(jié)外加正向電壓，又稱電壓，又稱PN結(jié)正向偏置，結(jié)正向偏置，簡稱為正偏，如下圖簡稱為正偏，如下圖結(jié)論：結(jié)論： PN結(jié)外加正向電壓正偏時處于導(dǎo)通狀態(tài)，外加反向電結(jié)外加正向電壓正偏時處于導(dǎo)通狀態(tài)，外加反向電壓反偏時處于截止狀態(tài)壓反偏時處于截止狀態(tài)四、PN結(jié)3.PN結(jié)導(dǎo)電特性結(jié)導(dǎo)電特性 整流半導(dǎo)體器件整流半導(dǎo)體器件 可變電容可變電容 穩(wěn)壓器件穩(wěn)壓器件四、PN結(jié)4.PN結(jié)的用途結(jié)的用途 用一個用一個PN結(jié)制成的半導(dǎo)體器件叫做二極管結(jié)制成的半導(dǎo)體器件叫做二極管 接在二極管接在二極管P區(qū)的引出線稱二極管的陽極，接在區(qū)的引出線稱二極管

12、的陽極，接在N區(qū)的區(qū)的引出線稱二極管的陰極。引出線稱二極管的陰極。（a） 結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖 （b電路符號電路符號一、引言 二極管有許多類型。二極管有許多類型。從工藝上分，有點接從工藝上分，有點接觸型和面接觸型觸型和面接觸型一、引言按封裝形式可封為玻璃封裝的、塑料封裝的和按封裝形式可封為玻璃封裝的、塑料封裝的和金屬封裝二極管；金屬封裝二極管；按照功率可分為小功率二極管和大功率二極管；按照功率可分為小功率二極管和大功率二極管；按照材料又可以分為硅二極管和鍺二極管按照材料又可以分為硅二極管和鍺二極管二、各類二極管及命名1.分類分類2.命名命名三、二極管特性曲線二極管的伏安特性曲線可用下式表示二極

13、管的伏安特性曲線可用下式表示) 1(/SDDTVUeIi 0 uD/V 0.2 0.4 0.6 0.8 10 20 30 40 5 10 15 20 10 20 30 40 iD/ A iD/mA 死區(qū)死區(qū) Vth UBR 硅二極管硅二極管2CP10的的U-I 特性特性 0 ? uD/V 0.2 0.4 0.6 20 40 60 5 10 15 20 10 20 30 40 iD/ A iD/mA Vth UBR 鍺二極管鍺二極管2AP15的的U-I 特性特性 + iD UD - R 正向特正向特性性反向特反向特性性反向擊穿特反向擊穿特性性 二極管外加正向電壓時，電流和電壓的關(guān)系稱為二極管的二

14、極管外加正向電壓時，電流和電壓的關(guān)系稱為二極管的正向特性。正向特性。 當(dāng)二極管所加正向電壓比較小時當(dāng)二極管所加正向電壓比較小時0U1（3） 三極管的電流分配及放大關(guān)系式為：三極管的電流分配及放大關(guān)系式為： IE=IC+IB IC=IB三、三極管的電流分配與放大作用 三極管的特性曲線是指三極管的各電極電壓與電流之間的關(guān)系三極管的特性曲線是指三極管的各電極電壓與電流之間的關(guān)系曲線，它反映出三極管的特性。它可以用專用的圖示儀進行顯示，曲線，它反映出三極管的特性。它可以用專用的圖示儀進行顯示，也可通過實驗測量得到。以共射極電路也可通過實驗測量得到。以共射極電路 為例，其常見的特性曲線為例，其常見的特性

15、曲線有以下兩種。有以下兩種。四、三極管的特性曲線1、共射極輸入特性曲線、共射極輸入特性曲線它是指一定集電極和發(fā)射極電壓它是指一定集電極和發(fā)射極電壓UCE下，三極管的基極電流下，三極管的基極電流IB與與發(fā)射結(jié)電壓發(fā)射結(jié)電壓UBE之間的關(guān)系曲線之間的關(guān)系曲線 三極管的特性曲線是指三極管的各電極電壓與電流之間的關(guān)系三極管的特性曲線是指三極管的各電極電壓與電流之間的關(guān)系曲線，它反映出三極管的特性。它可以用專用的圖示儀進行顯示，曲線，它反映出三極管的特性。它可以用專用的圖示儀進行顯示，也可通過實驗測量得到。以共射極電路也可通過實驗測量得到。以共射極電路 為例，其常見的特性曲線為例，其常見的特性曲線有以下

16、兩種。有以下兩種。四、三極管的特性曲線2、共射極輸出特性曲線、共射極輸出特性曲線它是指一定基極電流它是指一定基極電流IB下，三下，三極管的集電極電流極管的集電極電流IC與集電結(jié)與集電結(jié)電壓電壓UCE之間的關(guān)系曲 線之間的關(guān)系曲 線 三極管的特性曲線是指三極管的各電極電壓與電流之間的關(guān)系三極管的特性曲線是指三極管的各電極電壓與電流之間的關(guān)系曲線，它反映出三極管的特性。它可以用專用的圖示儀進行顯示，曲線，它反映出三極管的特性。它可以用專用的圖示儀進行顯示，也可通過實驗測量得到。以共射極電路也可通過實驗測量得到。以共射極電路 為例，其常見的特性曲線為例，其常見的特性曲線有以下兩種。有以下兩種。四、三

17、極管的特性曲線2、共射極輸出特性曲線、共射極輸出特性曲線 一般把三極管的輸出特性分為一般把三極管的輸出特性分為3 3個工作區(qū)域：個工作區(qū)域：（1截止區(qū)截止區(qū)發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均反偏發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均反偏IB、IC近似為近似為0 三極管的特性曲線是指三極管的各電極電壓與電流之間的關(guān)系三極管的特性曲線是指三極管的各電極電壓與電流之間的關(guān)系曲線，它反映出三極管的特性。它可以用專用的圖示儀進行顯示，曲線，它反映出三極管的特性。它可以用專用的圖示儀進行顯示，也可通過實驗測量得到。以共射極電路也可通過實驗測量得到。以共射極電路 為例，其常見的特性曲線為例，其常見的特性曲線有以下兩種。有以下兩種。四、三極管的特性

18、曲線2、共射極輸出特性曲線、共射極輸出特性曲線 一般把三極管的輸出特性分為一般把三極管的輸出特性分為3 3個工作區(qū)域：個工作區(qū)域：（2放大區(qū)放大區(qū)發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏IC = IB 三極管的特性曲線是指三極管的各電極電壓與電流之間的關(guān)系三極管的特性曲線是指三極管的各電極電壓與電流之間的關(guān)系曲線，它反映出三極管的特性。它可以用專用的圖示儀進行顯示，曲線，它反映出三極管的特性。它可以用專用的圖示儀進行顯示，也可通過實驗測量得到。以共射極電路也可通過實驗測量得到。以共射極電路 為例，其常見的特性曲線為例，其常見的特性曲線有以下兩種。有以下兩種。四、三極管的特性曲線2、共射極輸

19、出特性曲線、共射極輸出特性曲線 一般把三極管的輸出特性分為一般把三極管的輸出特性分為3 3個工作區(qū)域：個工作區(qū)域：（3飽和區(qū)飽和區(qū)發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)正偏發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)正偏IC IB， UCE的值很小的值很?。?電流放大系數(shù)電流放大系數(shù)和和（2極限參數(shù)極限參數(shù)集電極最大允許電流集電極最大允許電流ICM 三極管工作時，當(dāng)集電極電流超過一定數(shù)值時，三極管工作時，當(dāng)集電極電流超過一定數(shù)值時，它的電流放大系數(shù)它的電流放大系數(shù)將下降，且管子有損壞的危險，因?qū)⑾陆?，且管子有損壞的危險，因此規(guī)定該數(shù)值為集電極最大允許電流此規(guī)定該數(shù)值為集電極最大允許電流ICM五、三極管的識別與檢測1.三極管的主要參數(shù)三極管

20、的主要參數(shù) 集電結(jié)上允許損耗功率的最大值集電結(jié)上允許損耗功率的最大值集電極最大允許功耗集電極最大允許功耗PCM（4反向擊穿電壓反向擊穿電壓 常有下列幾種反向擊穿電壓：常有下列幾種反向擊穿電壓：U(BR)EBO、 U(BR)CBO 、 U(BR)CEO （3極間反向電流極間反向電流集電極集電極-基極反向飽和電流基極反向飽和電流ICBO五、三極管的識別與檢測1.三極管的主要參數(shù)三極管的主要參數(shù)集電極集電極-發(fā)射極反向飽和電流發(fā)射極反向飽和電流ICEO（1中、小功率三極管的檢測方法中、小功率三極管的檢測方法 在掌握三極管的類型與管腳排布后，可用下列方在掌握三極管的類型與管腳排布后，可用下列方法對三極

21、管性能的優(yōu)劣有基本的判定：法對三極管性能的優(yōu)劣有基本的判定： 測量極間電阻測量極間電阻R1k或或R100 擋）擋） 測量集電極測量集電極-發(fā)射極反向飽和電流發(fā)射極反向飽和電流ICEOR1k或或R100 擋）擋） 測量電流放大系數(shù)測量電流放大系數(shù)hFE()（R1k或或R100 擋）擋）五、三極管的識別與檢測2.三極管的檢測三極管的檢測 如果已知三極管具體型號，可以通過查閱半導(dǎo)體如果已知三極管具體型號，可以通過查閱半導(dǎo)體器件手冊判別管子的類型與管腳排布器件手冊判別管子的類型與管腳排布（1中、小功率三極管的檢測方法中、小功率三極管的檢測方法五、三極管的識別與檢測2.三極管的檢測三極管的檢測 判別三極

22、管的管腳判別三極管的管腳R1k或或R100 擋）擋） 判定基極和管型判定基極和管型 判定集電極判定集電極c和發(fā)射極和發(fā)射極e（2大功率三極管的檢測大功率三極管的檢測方法同小功率管，擋位改用方法同小功率管，擋位改用R10或者或者R1擋擋3、三極管的替代、三極管的替代 “大能代小大能代小的原則的原則 場效應(yīng)管則是一種電壓控制器件，它是利用電場效應(yīng)來控場效應(yīng)管則是一種電壓控制器件，它是利用電場效應(yīng)來控制其電流的大小，從而實現(xiàn)放大。場效應(yīng)管工作時，內(nèi)部參與制其電流的大小，從而實現(xiàn)放大。場效應(yīng)管工作時，內(nèi)部參與導(dǎo)電的只有多子一種載流子，因此又稱為單極性器件。導(dǎo)電的只有多子一種載流子，因此又稱為單極性器件

23、。 根據(jù)結(jié)構(gòu)和原理不同，場效應(yīng)管可分為兩大類：結(jié)型場效根據(jù)結(jié)構(gòu)和原理不同，場效應(yīng)管可分為兩大類：結(jié)型場效應(yīng)管應(yīng)管JFET和金屬和金屬-氧化物氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)管半導(dǎo)體場效應(yīng)管MOSFET）區(qū)別：區(qū)別： 三極管是用小電流控制大電流的電流控制型器件三極管是用小電流控制大電流的電流控制型器件 結(jié)型場效應(yīng)管分為結(jié)型場效應(yīng)管分為N溝道結(jié)型管和溝道結(jié)型管和P溝道結(jié)型管，它們溝道結(jié)型管，它們都具有都具有3個電極：柵極、源極和漏極，分別與三極管的基極、個電極：柵極、源極和漏極，分別與三極管的基極、發(fā)射極和集電極相對應(yīng)。發(fā)射極和集電極相對應(yīng)。一、結(jié)型場效應(yīng)管N溝道管平面結(jié)構(gòu)示意圖溝道管平面結(jié)構(gòu)示意圖 N溝道管

24、符號溝道管符號 P溝道管符號溝道管符號一、結(jié)型場效應(yīng)管1.構(gòu)造構(gòu)造下面以下面以N溝道溝道JFET為例，分析為例，分析JFET的工作原理的工作原理（1uGS對對iD的控制作用的控制作用uDS=0時，柵源電壓改變對導(dǎo)電溝道的影響時，柵源電壓改變對導(dǎo)電溝道的影響一、結(jié)型場效應(yīng)管2.工作原理工作原理改變改變uDS 時時JFET導(dǎo)電溝道的變化導(dǎo)電溝道的變化（2uDS對對iD的影響的影響一、結(jié)型場效應(yīng)管2.工作原理工作原理結(jié)論：結(jié)論：1)JFET的的PN結(jié)應(yīng)為方向偏置，即結(jié)應(yīng)為方向偏置，即uGS0，因此其，因此其iS0，輸入，輸入電阻很高電阻很高2預(yù)夾斷前，預(yù)夾斷前，iD與與uDS呈線性關(guān)系；預(yù)夾斷后，呈

25、線性關(guān)系；預(yù)夾斷后， iD趨于飽趨于飽和不受和不受uDS控制控制3JFET是電壓控制電流型器件，是電壓控制電流型器件， iD受受uGS控制控制一、結(jié)型場效應(yīng)管2.工作原理工作原理 輸出特性曲線是指柵源電輸出特性曲線是指柵源電壓壓UGS一定時，漏極電流一定時，漏極電流ID與與漏源電壓漏源電壓UDS之間的關(guān)系曲線之間的關(guān)系曲線一、結(jié)型場效應(yīng)管3.特性曲線特性曲線 場效應(yīng)管的輸出特性曲線可場效應(yīng)管的輸出特性曲線可分為四個區(qū)域：分為四個區(qū)域：可變電阻區(qū)可變電阻區(qū)恒流區(qū)恒流區(qū)截止區(qū)夾斷區(qū)）截止區(qū)夾斷區(qū)）擊穿區(qū)擊穿區(qū) 在場效應(yīng)管的在場效應(yīng)管的UDS一定時，一定時，ID與與UGS之間的關(guān)系曲線稱之間的關(guān)系曲

26、線稱為場效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移特性曲線，為場效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移特性曲線，它反映了場效應(yīng)管柵源電壓它反映了場效應(yīng)管柵源電壓對漏極電流的控制作用對漏極電流的控制作用一、結(jié)型場效應(yīng)管4.轉(zhuǎn)移特性轉(zhuǎn)移特性 在導(dǎo)電溝道和柵極之間添加一層很薄的絕緣層，這樣在導(dǎo)電溝道和柵極之間添加一層很薄的絕緣層，這樣構(gòu)成的場效應(yīng)管被稱作絕緣柵型場效應(yīng)管，如果絕緣層是構(gòu)成的場效應(yīng)管被稱作絕緣柵型場效應(yīng)管，如果絕緣層是由絕緣金屬氧化物氧化物構(gòu)成的，則被稱作金屬由絕緣金屬氧化物氧化物構(gòu)成的，則被稱作金屬-氧化物氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)管半導(dǎo)體場效應(yīng)管MOSFET），簡稱），簡稱MOS管。管。 與與JEFT不同的是，不同的是，MOSFET除了分為除

27、了分為N溝道管和溝道管和P溝溝道管兩類外，每類又分為增強型和耗盡型。道管兩類外，每類又分為增強型和耗盡型。 二、金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)管MOSFET）（1 1結(jié)構(gòu)與符號結(jié)構(gòu)與符號N N溝道管結(jié)構(gòu)示意圖溝道管結(jié)構(gòu)示意圖 N N溝道管符號溝道管符號 P P溝道管符號溝道管符號 二、金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)管MOSFET）1.增強型增強型MOSFET MOS管和三極管一樣，接入電管和三極管一樣，接入電路時根據(jù)共用不同的電極，也有三路時根據(jù)共用不同的電極，也有三種接法，最常用的是共源接法種接法，最常用的是共源接法（2 2工作原理工作原理二、金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)管MOSFET）1.增強型增強

28、型MOSFET0uGSuGS,th 時，沒有導(dǎo)電溝道時，沒有導(dǎo)電溝道 uGSuGS,th時，出現(xiàn)時，出現(xiàn)N型導(dǎo)電溝型導(dǎo)電溝道道 （2 2工作原理工作原理二、金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)管MOSFET）1.增強型增強型MOSFETuDS較小時，較小時，iD迅速增大迅速增大 uDS較大時，出現(xiàn)夾斷，較大時，出現(xiàn)夾斷， iD趨于飽趨于飽和和（2 2工作原理工作原理二、金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)管MOSFET）1.增強型增強型MOSFET輸出特性輸出特性 轉(zhuǎn)移特性轉(zhuǎn)移特性 增強型增強型MOSFET也有四個工也有四個工作區(qū)：作區(qū)： 可變電阻區(qū)、恒流區(qū)、擊可變電阻區(qū)、恒流區(qū)、擊穿區(qū)和夾斷區(qū)穿區(qū)和夾斷區(qū)（3

29、3特性曲線特性曲線二、金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)管MOSFET）1.增強型增強型MOSFET以以N溝道耗盡型溝道耗盡型MOSFET為例為例: N溝道的結(jié)構(gòu)示意圖溝道的結(jié)構(gòu)示意圖 N溝道符號溝道符號 P溝道符號溝道符號 耗盡型MOS管的結(jié)構(gòu)與符號二、金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)管MOSFET）2.耗盡型耗盡型MOSFET輸出特性曲線輸出特性曲線 轉(zhuǎn)移特性曲線轉(zhuǎn)移特性曲線N溝道耗型溝道耗型MOS管的型特性曲線管的型特性曲線 對于對于P溝道場效應(yīng)管，溝道場效應(yīng)管，其工作原理，特性曲其工作原理，特性曲線和線和N溝道相類似。溝道相類似。僅僅電源極性和電流僅僅電源極性和電流方 向 不 同 而 已方 向 不 同 而 已以以N溝道耗盡型溝道耗盡型MOSFET為例為例: 二、金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)管MOSFET）2.耗盡型耗盡型MOSFET MOSFET的參數(shù)和的參數(shù)和JFET基本相同，需要注意的是在增強型基本相同，需要注意的是在增強型MOSFET中不用夾斷電壓中不用夾斷電壓UGS,off而用開啟電壓來而用開啟電壓來UGS,th表征管表征管子特性。子特性。（1開啟電壓開啟電壓UGS,th（2夾斷電壓夾斷電壓UGS,off和飽和漏電流和飽和漏電流ID