第01章半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)知識

1、 1.1半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管1.2半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管 1.3場效晶體管場效晶體管 本章小結(jié)本章小結(jié)第一章半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)知識 1.1.1什么是半導(dǎo)體什么是半導(dǎo)體2 載流子：半導(dǎo)體中，攜帶電荷參與導(dǎo)電的粒子。載流子：半導(dǎo)體中，攜帶電荷參與導(dǎo)電的粒子。自由電子：帶負電荷自由電子：帶負電荷空穴：帶與自由電子等量的正電荷空穴：帶與自由電子等量的正電荷均可運載電荷均可運載電荷載流子載流子特性：在外電場作用下，載流子都可以做定向移動，形特性：在外電場作用下，載流子都可以做定向移動，形成電流。成電流。1半導(dǎo)體半導(dǎo)體：導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間：導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間,且隨著摻且隨著摻入雜質(zhì)

2、、輸入電壓入雜質(zhì)、輸入電壓（電流）、（電流）、溫度和光照條件的不同而發(fā)生溫度和光照條件的不同而發(fā)生很大變化，人們把這一類物質(zhì)稱為半導(dǎo)體。很大變化，人們把這一類物質(zhì)稱為半導(dǎo)體。1.1半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管 3N 型半導(dǎo)體：主要靠電子導(dǎo)電的半導(dǎo)體。型半導(dǎo)體：主要靠電子導(dǎo)電的半導(dǎo)體。即：電子是多數(shù)載流子，空穴是少數(shù)載流子。即：電子是多數(shù)載流子，空穴是少數(shù)載流子。4P 型半導(dǎo)體：主要靠空穴導(dǎo)電的半導(dǎo)體。型半導(dǎo)體：主要靠空穴導(dǎo)電的半導(dǎo)體。 1.1.2PN 結(jié)結(jié)即：電子是多數(shù)載流子，空穴是少數(shù)載流子。即：電子是多數(shù)載流子，空穴是少數(shù)載流子。PN 結(jié)結(jié)：經(jīng)過特殊的工藝加工，：經(jīng)過特殊的工藝加工，將將 P

3、型型半導(dǎo)體和半導(dǎo)體和 N 型型半導(dǎo)體緊密地結(jié)合在一起，則在兩種半導(dǎo)體的交界面就會出半導(dǎo)體緊密地結(jié)合在一起，則在兩種半導(dǎo)體的交界面就會出現(xiàn)一個特殊的接觸面，現(xiàn)一個特殊的接觸面，稱為稱為 PN 結(jié)。結(jié)。PN 結(jié)具有單向?qū)щ娞匦浴＝Y(jié)具有單向?qū)щ娞匦浴?.1半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管 （1）正向?qū)ǎ弘娫凑龢O接正向?qū)ǎ弘娫凑龢O接 P 型半導(dǎo)體，負極接型半導(dǎo)體，負極接 N 型半導(dǎo)型半導(dǎo)體，電流大。體，電流大。（2）反向截止：電源正極接反向截止：電源正極接 N 型半導(dǎo)體，負極接型半導(dǎo)體，負極接 P 型半導(dǎo)型半導(dǎo)體，電流小。體，電流小。結(jié)論：結(jié)論：PN 結(jié)加正向電壓時導(dǎo)通，加反向電壓時截止，這種結(jié)加正向電壓

4、時導(dǎo)通，加反向電壓時截止，這種特性特性稱為稱為 PN 結(jié)的單向?qū)щ娦?。結(jié)的單向?qū)щ娦浴?1.1半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管 如果反向電流未超過允許值，反向電壓撤除如果反向電流未超過允許值，反向電壓撤除后，后，PN 結(jié)結(jié)仍能恢復(fù)單向?qū)щ娦?。仍能恢?fù)單向?qū)щ娦浴?反向擊穿反向擊穿：PN 結(jié)兩端外加的反向電壓增加到一定值時，結(jié)兩端外加的反向電壓增加到一定值時，反向電流急劇增大，反向電流急劇增大，稱為稱為 PN 結(jié)的結(jié)的反向擊穿。反向擊穿。 熱擊穿熱擊穿：若反向電流增大并超過允許值，會：若反向電流增大并超過允許值，會使使 PN 結(jié)燒結(jié)燒壞，稱為熱擊穿。壞，稱為熱擊穿。結(jié)電容結(jié)電容：PN 結(jié)存結(jié)存在著電容，

5、該電容為在著電容，該電容為 PN 結(jié)的結(jié)電容。結(jié)的結(jié)電容。1.1半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管 1.1.3半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管1半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)和符號半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)和符號利用利用 PN 結(jié)的單向結(jié)的單向?qū)щ娦裕梢杂脕碇圃煲环N半導(dǎo)體器導(dǎo)電性，可以用來制造一種半導(dǎo)體器件件 半導(dǎo)體二極管。半導(dǎo)體二極管。箭頭表示正向?qū)娏鞯姆较颉＜^表示正向?qū)娏鞯姆较颉?電路符號如圖所示。電路符號如圖所示。1.1半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管 由于管芯結(jié)構(gòu)不同，二極管又分為由于管芯結(jié)構(gòu)不同，二極管又分為點接觸型點接觸型（如圖如圖 a）、面接觸面接觸型（如圖型（如圖 b）和平面型（如圖）和平面型（如圖 c）。）。

6、 點接觸型：點接觸型：PN 結(jié)接觸面小，適宜在結(jié)接觸面小，適宜在小電流狀態(tài)下使用。小電流狀態(tài)下使用。面接觸型、平面型：面接觸型、平面型：PN 結(jié)接觸面大，截流量大，適合結(jié)接觸面大，截流量大，適合于大電流場合中使用。于大電流場合中使用。1.1半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管 2二極管的特性二極管的特性伏安特性伏安特性：二極：二極管的導(dǎo)電性能由加在管的導(dǎo)電性能由加在二極管兩端的電壓和二極管兩端的電壓和流過二極管的電流來流過二極管的電流來決定，這兩者之間的決定，這兩者之間的關(guān)系稱為二極管的伏關(guān)系稱為二極管的伏安特性。硅二極管的安特性。硅二極管的伏安特性曲線如圖所伏安特性曲線如圖所示。示。特性曲線特性曲線1.

7、1半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管 正向?qū)ǎ寒斖饧与妷捍笥谒绤^(qū)電壓后，電流隨電壓正向?qū)ǎ寒斖饧与妷捍笥谒绤^(qū)電壓后，電流隨電壓增大而急劇增大，二極管導(dǎo)通。增大而急劇增大，二極管導(dǎo)通。 死區(qū)：當正向電壓較小時，正向電流極小，二極管呈死區(qū)：當正向電壓較小時，正向電流極小，二極管呈現(xiàn)很大的電阻，如現(xiàn)很大的電阻，如 OA 段，通常把這個范圍稱為死區(qū)。段，通常把這個范圍稱為死區(qū)。 死區(qū)電壓：死區(qū)電壓：導(dǎo)通電壓：導(dǎo)通電壓： = =onV0.2 V 0.3 V （Ge）0.6 V 0.7 V （Si）結(jié)論：正偏時電阻小，具有非線性。結(jié)論：正偏時電阻小，具有非線性。（1）正向特性（二極管正極電壓大于負極電壓）正向特

8、性（二極管正極電壓大于負極電壓）1.1半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管 = =( (Si）V 0.2V 5 . 0TV( (Ge） 反向擊穿反向擊穿：若反向電壓不斷增大到一定數(shù)值時，反向：若反向電壓不斷增大到一定數(shù)值時，反向電流就會突然增大，這種現(xiàn)象稱為反向擊穿。電流就會突然增大，這種現(xiàn)象稱為反向擊穿。 反向飽和電流反向飽和電流：當加反向電壓時，二極管反向電流很：當加反向電壓時，二極管反向電流很小，而且在很大范圍內(nèi)不隨反向電壓的變化而變化，故稱為小，而且在很大范圍內(nèi)不隨反向電壓的變化而變化，故稱為反向飽和電流。反向飽和電流。（2）反向特性（二極管負極電壓大于正極電壓）反向特性（二極管負極電壓大于正極電

9、壓）普通二極管不允許出現(xiàn)此種狀態(tài)。普通二極管不允許出現(xiàn)此種狀態(tài)。結(jié)論：反偏電阻大，存在電擊穿現(xiàn)象。結(jié)論：反偏電阻大，存在電擊穿現(xiàn)象。二極管屬于非線性器件二極管屬于非線性器件 1.1半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管 3半導(dǎo)體二極管的主要參數(shù)半導(dǎo)體二極管的主要參數(shù)（1）最大整流電流最大整流電流 IF： 二極管長時間工作時允許通過的最大直流電流。二極管長時間工作時允許通過的最大直流電流。 二極管正常使用時允許加的最高反向電壓。二極管正常使用時允許加的最高反向電壓。 使用時應(yīng)注意流過二極管的正向最大電流不能大于這個使用時應(yīng)注意流過二極管的正向最大電流不能大于這個數(shù)值，否則可能損壞二極管。數(shù)值，否則可能損壞二極

10、管。（2）最高反向工作電壓最高反向工作電壓 VRM使用中如果超過此值，二極管將有被擊穿的危險。使用中如果超過此值，二極管將有被擊穿的危險。1.1半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管 1.2.1半導(dǎo)體三極管的基本結(jié)構(gòu)與分類半導(dǎo)體三極管的基本結(jié)構(gòu)與分類 1結(jié)構(gòu)及符號結(jié)構(gòu)及符號三極：發(fā)射極三極：發(fā)射極 E、基極基極 B、集電極、集電極 C。三區(qū)：發(fā)射區(qū)、基三區(qū)：發(fā)射區(qū)、基區(qū)、集電區(qū)。區(qū)、集電區(qū)。1.2半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管PNP 型及型及 NPN 型三極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及符號如圖所示。型三極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及符號如圖所示。 實際上發(fā)射極箭頭實際上發(fā)射極箭頭方向就是發(fā)射結(jié)正向電方向就是發(fā)射結(jié)正向電流方向。流方向。兩結(jié)：

11、發(fā)射結(jié)、集兩結(jié)：發(fā)射結(jié)、集電結(jié)。電結(jié)。 （1）按半導(dǎo)體基片材料不同：按半導(dǎo)體基片材料不同：NPN 型和型和 PNP 型。型。（2）按功率分：小功率管和大功率管。按功率分：小功率管和大功率管。（3）按工作頻率分：低頻管和高頻管。按工作頻率分：低頻管和高頻管。（4）按管芯所用半導(dǎo)體材料分：鍺管和硅管。按管芯所用半導(dǎo)體材料分：鍺管和硅管。（5）按結(jié)構(gòu)工藝分：合金管和平面管。按結(jié)構(gòu)工藝分：合金管和平面管。（6）按用途分：放大管和開關(guān)管。按用途分：放大管和開關(guān)管。2分類分類 1.2半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管 三極管常采用金屬、玻璃或塑料封裝。常用的外形及封三極管常采用金屬、玻璃或塑料封裝。常用的外形及封裝

12、形式如圖所示。裝形式如圖所示。 3外形及封裝形式外形及封裝形式1.2半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管 1三極管各電極上的電流分配三極管各電極上的電流分配三極管電流分配實驗電路如圖所示。三極管電流分配實驗電路如圖所示。1.2.2三極管的電流放大作用三極管的電流放大作用1.2半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管 實驗數(shù)據(jù)實驗數(shù)據(jù) 表表1-1三極管三個電極上的電流分配三極管三個電極上的電流分配IB/mA00.010.020.030.040.05IC/mA0.010. 561.141.742.332.91IE/mA0.010. 571.161.772.372.96結(jié)論：結(jié)論：IE = IB + IC 三極管的電流分三極管

13、的電流分配規(guī)律：發(fā)射極電流配規(guī)律：發(fā)射極電流等于基極電流和極電等于基極電流和極電極電流之和。極電流之和。1.2半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管 2三極管的電流放大作用三極管的電流放大作用由表由表 1-1 的數(shù)據(jù)可看出，的數(shù)據(jù)可看出，當基極電流當基極電流 IB 由由 0.03 mA 變到變到 0.04 mA 時，集電極電時，集電極電流流 IC 由由 1.74 mA 變到變到 2.23 mA 。上面兩個變化量之比。上面兩個變化量之比為為95mA01. 0mA95 . 0BC= = = II1.2半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管 （1）三極管的電流放大作用，實質(zhì)上是用較小的基極電三極管的電流放大作用，實質(zhì)上是用較小

14、的基極電流信號控制集電極的大電流信號，是流信號控制集電極的大電流信號，是“以小控大以小控大”的作用。的作用。 由此可見，由此可見，基極電流的微小變化控制了集電極電流較大基極電流的微小變化控制了集電極電流較大的變化，這就是三極管的電流放大原理。的變化，這就是三極管的電流放大原理。結(jié)論：要使三極管起放大作用，必須保證發(fā)射結(jié)加正向結(jié)論：要使三極管起放大作用，必須保證發(fā)射結(jié)加正向偏置電壓，集電結(jié)加反向偏置電壓。偏置電壓，集電結(jié)加反向偏置電壓。（2）三極管的放大作用，需要一定的外部條件。三極管的放大作用，需要一定的外部條件。注意注意：1.2半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管 利用三極管的電流放利用三極管的電流放大

15、作用，可以用來構(gòu)成放大作用，可以用來構(gòu)成放大器，其方框圖如圖所示。大器，其方框圖如圖所示。 （1）共發(fā)射極電路共發(fā)射極電路（CE）：把三極管的發(fā)射：把三極管的發(fā)射極作為公共端子。極作為公共端子。三極管在構(gòu)成放大器時，有三種基本連接方式：三極管在構(gòu)成放大器時，有三種基本連接方式：1.2.3三極管的基本連接方式三極管的基本連接方式1.2半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管 （2）共基極電路（）共基極電路（CB）：把三極管的基極作為公共端子。）：把三極管的基極作為公共端子。（3）共集電極電路（）共集電極電路（CC）：把三極管的集電極作為公共端子。）：把三極管的集電極作為公共端子。1.2半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管

16、輸入特性輸入特性：在：在 VCE 一定的條件下，加在三極管基極與發(fā)一定的條件下，加在三極管基極與發(fā)射極之間的電壓射極之間的電壓 VBE 和它產(chǎn)生的基極電流和它產(chǎn)生的基極電流 IB 之間的關(guān)系。之間的關(guān)系。1輸入特性曲線輸入特性曲線1.2.4三極管的特性曲線三極管的特性曲線1.2半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管改變改變 RP2 可改變可改變 VCE ， VCE 一定后，改變一定后，改變 RP1 可得到不同可得到不同的的 VBE 和和 IB 。 由圖可見：由圖可見：（1）當）當 V CE 1 V 時，特性曲線基本重合。時，特性曲線基本重合。（2）當）當 VBE 很小時，很小時，IB 等于零，三極管處于截止

17、狀態(tài)。等于零，三極管處于截止狀態(tài)。1.2半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管 （4）三極管導(dǎo)通后，）三極管導(dǎo)通后，VBE 基基本不變。硅管約為本不變。硅管約為 0.7 V ，鍺管，鍺管 約為約為 0.3 V ，稱為三極管的導(dǎo)通，稱為三極管的導(dǎo)通電壓。電壓。（5）VBE 與與 IB 成非線性關(guān)系。成非線性關(guān)系。（3）當）當 VBE 大于門檻電壓大于門檻電壓（硅管約硅管約 0.5 V，鍺管約，鍺管約 0.2 V）時，時，IB 逐漸增大，三極管開始導(dǎo)通。逐漸增大，三極管開始導(dǎo)通。1.2半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管 輸出特性輸出特性：在：在 IB 一定條件下時，集電極極與發(fā)射極之間一定條件下時，集電極極與發(fā)射極之間的

18、電壓的電壓 VCE 和集電極電流和集電極電流 IC 之間的關(guān)系。之間的關(guān)系。2輸出特性曲線輸出特性曲線1.2半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管先調(diào)節(jié)先調(diào)節(jié) RP1，使，使 IB 為一定值，再調(diào)節(jié)為一定值，再調(diào)節(jié) RP2 得到不同的得到不同的VCE、IC。測試電路如圖所示。測試電路如圖所示。 輸出特性曲線輸出特性曲線1.2半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管 條件：條件：發(fā)射結(jié)反偏或兩端電壓為零。發(fā)射結(jié)反偏或兩端電壓為零。（2）放大區(qū)）放大區(qū)條件：條件：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。特點：特點： IC 受受 IB 控制控制 ，即，即 IC = IB 。在放大狀態(tài)，當在放大狀態(tài)，當 IB 一定時，一定

19、時，IC 不隨不隨 VCE 變化，即放大狀態(tài)變化，即放大狀態(tài)的三極管具有恒流特性。的三極管具有恒流特性。 （3）飽和區(qū)）飽和區(qū)條件：條件：發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為正偏。發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為正偏。VCES 稱為飽和管壓降，小功率硅管約稱為飽和管壓降，小功率硅管約 0.3 V，鍺管約為，鍺管約為 0.1 V。輸出特性曲線族可分三個區(qū)：輸出特性曲線族可分三個區(qū)：特點：特點：VCE = VCES。（1）截止區(qū)）截止區(qū)特點：特點： IB = 0，IC = ICEO 。1.2半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管 3三極管的主要參數(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。 集電極集電極

20、基極反向飽和電流基極反向飽和電流 ICBO。（2）極間反向飽和電流）極間反向飽和電流選用管子時，選用管子時， 值應(yīng)恰當，一般說來，值應(yīng)恰當，一般說來， 值太大的管子值太大的管子工作穩(wěn)定性差。工作穩(wěn)定性差。（1）共射極電流放大倍數(shù)）共射極電流放大倍數(shù) 兩者關(guān)系：兩者關(guān)系：ICEO = （1 + ） ICBO1.2半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管 （3）極限參數(shù)）極限參數(shù) 反向擊穿電壓。反向擊穿電壓。當基極開路時，集電極與發(fā)射極之間所能承受的最高反當基極開路時，集電極與發(fā)射極之間所能承受的最高反向電壓向電壓V（BR）CEO。當發(fā)射極開路時，集電極與基極之間所能承受的最高反當發(fā)射極開路時，集電極與基極之間所

21、能承受的最高反向電壓向電壓V（BR）CBO。當集電極開路時，發(fā)射極與基極之間所能承受的最高反當集電極開路時，發(fā)射極與基極之間所能承受的最高反向電壓向電壓V（BR）EBO。1.2半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管當當 IC 過大時，電流放大系數(shù)過大時，電流放大系數(shù) 將下降。在技術(shù)上規(guī)定，將下降。在技術(shù)上規(guī)定， 下降到正常值的下降到正常值的 2/3 時的集電極電流稱集電極最大允許電時的集電極電流稱集電極最大允許電流。流。 集電極最大允許電流集電極最大允許電流ICM。 在三極管因溫度升高而引起的參數(shù)變化不超過允許值時，在三極管因溫度升高而引起的參數(shù)變化不超過允許值時，集電極所消耗的最大功率稱集電極最大允許耗散

22、功率。集電極所消耗的最大功率稱集電極最大允許耗散功率。三極管應(yīng)工作在三極三極管應(yīng)工作在三極管最大損耗曲線圖中的安管最大損耗曲線圖中的安全工作區(qū)。三極管最大損全工作區(qū)。三極管最大損耗曲線如圖所示。耗曲線如圖所示。 集電極最大允許耗散功率集電極最大允許耗散功率 PCM1.2半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管 1用萬用表判別三極管的管型和管腳用萬用表判別三極管的管型和管腳方法：方法： 黑表筆和三極管任一管腳相連，紅表筆分別和另外兩個黑表筆和三極管任一管腳相連，紅表筆分別和另外兩個管腳相連測其阻值，若阻值一大一小，則將黑表筆所接的管腳管腳相連測其阻值，若阻值一大一小，則將黑表筆所接的管腳調(diào)換重新測量，直至兩個阻

23、值接近。如果阻值都很小，則黑表調(diào)換重新測量，直至兩個阻值接近。如果阻值都很小，則黑表筆所接的為筆所接的為 NPN 型三極管的基極。若測得的阻值都很大，則型三極管的基極。若測得的阻值都很大，則黑表筆所接的是黑表筆所接的是 PNP 型三極管的基極。型三極管的基極。1.2.5三極管的簡易測試三極管的簡易測試1.2半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管 若為若為 NPN 型三極管，將黑紅表筆分別接另兩個引腳，型三極管，將黑紅表筆分別接另兩個引腳，用手指捏住基極和假設(shè)的集電極，觀察表針擺動。再將假設(shè)用手指捏住基極和假設(shè)的集電極，觀察表針擺動。再將假設(shè)的集電極和發(fā)射極互換，按上述方法重測。比較兩次表針擺的集電極和發(fā)射極

24、互換，按上述方法重測。比較兩次表針擺幅，擺幅較大的一次黑表筆所接的管腳為集電極，紅表筆所幅，擺幅較大的一次黑表筆所接的管腳為集電極，紅表筆所接的管腳為發(fā)射極。接的管腳為發(fā)射極。 若若為為 PNP 型三極管，只要將紅表筆和黑表筆對換再型三極管，只要將紅表筆和黑表筆對換再按上述方法測試即可。按上述方法測試即可。1.2半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管 2判斷三極管的好壞判斷三極管的好壞（1）萬用表置于）萬用表置于“R 1 k ”擋或擋或 “R 100”擋位。擋位。（2）方法：分別測量三極管集電結(jié)與發(fā)射結(jié)的正向電阻）方法：分別測量三極管集電結(jié)與發(fā)射結(jié)的正向電阻和反向電阻，只要有一個和反向電阻，只要有一個 PN

25、 結(jié)的正、反向電阻異常，就可結(jié)的正、反向電阻異常，就可判斷三極管已壞。判斷三極管已壞。1.2半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管 3判斷三極管判斷三極管 的大小的大小將兩個將兩個 NPN 管接入判斷管接入判斷三極管三極管 C 腳和腳和 E 腳的測試電腳的測試電路，如圖所示，萬用表顯示阻路，如圖所示，萬用表顯示阻值小的管子的值小的管子的 值大。值大。4判斷三極管判斷三極管 ICEO 的大小的大小以以 NPN 型為例，用萬用型為例，用萬用表測試表測試 C、E 間的阻值，阻值間的阻值，阻值越大，表示越大，表示 ICEO 越小。越小。1.2半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管 1片狀三極管的封裝片狀三極管的封裝小功率三極管小

26、功率三極管：額定功率在：額定功率在 100 mW 200 mW 的小功的小功率三極管，一般采用率三極管，一般采用 SOT-23形式封裝。如圖所示。形式封裝。如圖所示。 1 基極，基極，2 發(fā)射極，發(fā)射極，3 集電極。集電極。1.2.6片狀三極管片狀三極管1.2半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管 大功率三極管大功率三極管：額定功率在：額定功率在 1 W 1.5 W 的大功率三極的大功率三極管，一般采用管，一般采用 SOT-89 形式封裝形式封裝 。1基極，基極，3發(fā)射極，發(fā)射極，2、4（內(nèi)部連接在一起）（內(nèi)部連接在一起）集電集電極。極。1.2半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管 在三極管的管芯內(nèi)加入一只或兩只偏置電阻

27、的片狀三極在三極管的管芯內(nèi)加入一只或兩只偏置電阻的片狀三極管稱帶阻片狀三極管。管稱帶阻片狀三極管。 2帶阻片狀三極管帶阻片狀三極管1.2半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管 帶阻片狀三極管型號及極性。帶阻片狀三極管型號及極性。表表 1-2部分帶阻片狀三極管型號和極性部分帶阻片狀三極管型號和極性型號型號極性極性R1/R2型號型號極性極性R1/R2DTA114YP10 k /47 k DTC114EN10 k /10 k DTA114EP100 k /100 k DTC124EN22 k /22 k DTA123YP2.2 k /2.2 k DTC114N47 k /47 k DTA143XP4.7 k /2

28、2 k DTC114WKN47 k /22 k DTC143XN4.7 k /10 k DTC114TNR1=10 k DTC363EN6.8 k /6.8 k DTC124TNR1=22 k 1.2半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管 3復(fù)合雙三極管復(fù)合雙三極管在一個封裝內(nèi)包含兩只三極管的新型器件。在一個封裝內(nèi)包含兩只三極管的新型器件。1.2半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管常見外型封裝形式如圖所示。常見外型封裝形式如圖所示。UM6 SOT25 SOT36 1.3場效晶體管場效晶體管半導(dǎo)體三極管是利用輸入電流控制輸出電流的半導(dǎo)體器半導(dǎo)體三極管是利用輸入電流控制輸出電流的半導(dǎo)體器件，稱為件，稱為電流控制型器件電流控

29、制型器件。 場效晶體管是利用輸入電壓產(chǎn)生電場效應(yīng)來控制輸出電場效晶體管是利用輸入電壓產(chǎn)生電場效應(yīng)來控制輸出電流的器件，稱為流的器件，稱為電壓控制器件電壓控制器件。根據(jù)結(jié)構(gòu)和工作原理不同，場效晶體管可分為根據(jù)結(jié)構(gòu)和工作原理不同，場效晶體管可分為結(jié)型結(jié)型 （JFET）絕緣柵型絕緣柵型 （MOSFET） 1.3.1結(jié)型場效晶體管結(jié)型場效晶體管1符號和分類符號和分類結(jié)型場效晶體管的電路結(jié)型場效晶體管的電路符符號和外形如圖所示。號和外形如圖所示。三個電極：漏極（三個電極：漏極（D），），源極（源極（S）和柵極（）和柵極（G），），D 和和 S 可交換使用，電路符號可交換使用，電路符號和外形如圖所示。和外

30、形如圖所示。 結(jié)型場效晶體管可分為結(jié)型場效晶體管可分為 P 溝道和溝道和 N 溝道兩種，在電路符溝道兩種，在電路符號中用箭頭加以區(qū)別。號中用箭頭加以區(qū)別。1.3場效晶體管場效晶體管 2電壓放大作用電壓放大作用場效晶體管的放大電路如圖所示。場效晶體管的放大電路如圖所示。場效晶體管共源極電路中，漏場效晶體管共源極電路中，漏極電流受柵源電壓控制。極電流受柵源電壓控制。 場效晶體管是電壓控制器件，場效晶體管是電壓控制器件，具有電壓放大作用。具有電壓放大作用。1.3場效晶體管場效晶體管 1.3.2絕緣柵場效晶體管絕緣柵場效晶體管柵極與漏、源極完全絕緣的場效晶體管，稱柵極與漏、源極完全絕緣的場效晶體管，稱

31、絕緣柵場效絕緣柵場效晶體管（晶體管（MOSFET）。輸入電阻很大，在輸入電阻很大，在 1012 以上以上。 它也有它也有 N 溝道和溝道和 P 溝道兩大類，每一類中又分為增強型溝道兩大類，每一類中又分為增強型和耗盡型兩種。和耗盡型兩種。1.3場效晶體管場效晶體管 1電路符號和分類電路符號和分類 N 溝道溝道箭頭指向內(nèi)。溝道用虛線為增強型，用實線箭頭指向內(nèi)。溝道用虛線為增強型，用實線為耗盡型，為耗盡型，N 溝道稱溝道稱 NMOS 管。管。 P 溝道溝道箭頭指向外。溝道用虛線為增強型，用實線箭頭指向外。溝道用虛線為增強型，用實線為耗盡型，為耗盡型，P 溝道稱溝道稱 PMOS 管。管。1.3場效晶體

32、管場效晶體管四種場效晶體管的電路符號如圖所示。四種場效晶體管的電路符號如圖所示。P 溝道增強型溝道增強型 N 溝道耗盡型溝道耗盡型 P 溝道耗盡型溝道耗盡型 N 溝道增強型溝道增強型 2結(jié)構(gòu)和工作原理結(jié)構(gòu)和工作原理（1）結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu)1.3場效晶體管場效晶體管 在源區(qū)和漏區(qū)之間的襯底在源區(qū)和漏區(qū)之間的襯底表面覆蓋一層很薄的絕緣層，再表面覆蓋一層很薄的絕緣層，再在絕緣層上覆蓋一層金屬薄層，在絕緣層上覆蓋一層金屬薄層，形成柵極（形成柵極（G）。）。 N 型區(qū)引出兩個電極：漏型區(qū)引出兩個電極：漏極（極（D）、源極（）、源極（S）。）。 從襯底基片上引出一個電極，稱為襯底電極。從襯底基片上引出一個電極，稱

33、為襯底電極。以以 N 溝道增強型溝道增強型 MOSFET 為例為例 。 （2）工作原理）工作原理 當當 VGS = 0 ，在漏、源極間加一正向電壓，在漏、源極間加一正向電壓 VDS 時，漏時，漏源極之間的電流源極之間的電流 ID = 0 。 當當 VGS VT ，在絕緣層和襯底之間感應(yīng)出一個反型層，在絕緣層和襯底之間感應(yīng)出一個反型層，使漏極和源極之間產(chǎn)生導(dǎo)電溝道。在漏、源極間加一正向電使漏極和源極之間產(chǎn)生導(dǎo)電溝道。在漏、源極間加一正向電壓壓 VDS 時，將產(chǎn)生電流時，將產(chǎn)生電流 ID ?？偨Y(jié)：總結(jié)： VGS 越大，導(dǎo)電溝道越寬，越大，導(dǎo)電溝道越寬，溝道電阻越小，溝道電阻越小， ID 越大。則通

34、過越大。則通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié) VGS可控制漏極電流可控制漏極電流 ID 。 （3）輸出特性和轉(zhuǎn)移特性）輸出特性和轉(zhuǎn)移特性（與晶體管類似）。（與晶體管類似）。1.3場效晶體管場效晶體管 3電壓放大作用電壓放大作用MOS 場效晶體管放大電路與結(jié)型場效晶體管放大電路的場效晶體管放大電路與結(jié)型場效晶體管放大電路的工作原理相似。工作原理相似。N 溝道耗盡型場效晶體管的溝道耗盡型場效晶體管的 VGS 可取負值，取正值和零可取負值，取正值和零均能正常工作。均能正常工作。通常將增強型通常將增強型 MOS 管簡寫為管簡寫為 EMOS，耗盡型，耗盡型 MOS 管管簡寫為簡寫為 DMOS。1.3場效晶體管場效晶體管 1.3.3MOSFET 和三極管的比較和三極管的比較1MOSFET 溫度穩(wěn)定性好。溫度穩(wěn)定性好。2MOSFET 輸入電阻極高，因此，輸入電阻極高，因此，MOSFET 放大級對放大級對前級的放大能力影響極小。前級的放大能力影響極小。3MOSFET 存放時，應(yīng)使柵極與源極短接，避免柵極存放時，應(yīng)使柵極與源極短接，避免柵極懸空。懸空。4MOSFET 的源極和漏極可以互換使用。的源極和漏極可以互換使用。 1.3場效晶體